5 de junio de 2018 23:11 PM
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Aplicaci贸n del cobre como superficie antimicrobiana

El cobre es un metal de transici贸n en la tabla peri贸dica. Su capacidad de donar o recibir electr贸nicamente es la fuente de muchas de sus propiedades 煤tiles, incluyendo la conductividad t茅rmica, el茅ctrica y las propiedades antimicrobianas. Su forma oxidada se indica como Cu+2 Su forma reducida, se indica como Cu+1 Se trata de un microelemento […]

El cobre es un metal de transici贸n en la tabla peri贸dica. Su capacidad de donar o recibir electr贸nicamente es la fuente de muchas de sus propiedades 煤tiles, incluyendo la conductividad t茅rmica, el茅ctrica y las propiedades antimicrobianas.

Su forma oxidada se indica como Cu+2 Su forma reducida, se indica como Cu+1

Se trata de un microelemento necesario para casi todos los organismos vivos, incluidos los humanos, contribuyendo con numerosos procesos metab贸licos. Sin embargo, los iones de cobre en niveles elevados son t贸xicos para la mayor铆a de los organismos.

El m谩s antiguo uso m茅dico ya registrado se menciona en el Smith Papyrus. Este texto m茅dico egipcio escrito entre 2.600 y 2.200 Antes de Cristo, describe la aplicaci贸n del mismo para esterilizar heridas tor谩cicas y agua potable. Griegos, romanos, aztecas y otros pueblos trataban dolores de cabeza, enfermedades pulmonares, quemaduras, gusanos intestinales e infecciones en el o铆do. Su uso se difundi贸 en la medicina a partir del siglo XIX y su uso como agente antimicrobiano continu贸 hasta la disponibilidad de antibi贸ticos a escala comercial en 1932.

El estudio de las propiedades antimicrobianas de las superficies met谩licas de metal es relativamente reciente y destac贸 cuando el organismo norteamericano Environmental Protection Agency (EPA) registr贸 casi 300 aleaciones distintas de cobre como antimicrobianas en 2008.

Antes de eso, una serie de estudios demostraron el efecto del cobre y sus aleaciones contra cinco cepas de bacterias probadas de acuerdo con los protocolos de la EPA: El cobre es el primer metal que ha reconocido tal estado.

El registro permite la comercializaci贸n con el argumento de que el cobre 鈥渆limina el 99,9% de las bacterias dentro de dos horas鈥. Su uso fue autorizado para la fabricaci贸n de productos para ambientes comerciales, residenciales y de salud. La agencia aclara que las aleaciones de cobre deben utilizarse como complemento y no para la sustituci贸n de las pr谩cticas est谩ndar de limpieza y desinfecci贸n de las superficies. A帽ade que estos productos no representan ning煤n riesgo para la salud p煤blica.

A pesar de la antigu虉edad de su descubrimiento y utilizaci贸n, el cobre tiene sus propiedades a煤n poco exploradas y sus aplicaciones est谩n lejos de ser agotadas.

 

ASPECTOS GENERALES DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA

Con respecto a la actividad antimicrobiana del cobre y de sus aleaciones, estudios concluyeron que el efecto antimicrobiano aumenta a medida que la temperatura pasa de la refrigeraci贸n a la temperatura ambiente y a medida que el contenido de cobre de las aleaciones aumenta. La mayor resistencia a la corrosi贸n lleva la menor disponibilidad de iones c煤pricos (Cu+2) y consecuentemente menor actividad antimicrobiana. Las superficies manchadas liberan Cu+2 m谩s f谩cilmente, exhibiendo actividad inhibitoria m谩s r谩pidamente que las superficies brillantes. Sin embargo, la espesa capa de 贸xido de cobre reduce la actividad antimicrobiana de las superficies de contacto

Entre los varios microorganismos ya comprobadamente inactivados por el cobre, algunos son de inter茅s en medicina veterinaria, tales como:

  • Escherichia coli O157: H7
  • Staphylococcus aureus meticilina-resistente (MRSA)
  • Salmonella enterica
  • Campylobacter jejuni
  • Listeria monocytogenes
  • Candida albicans
  • Virus Influenza

 

MECANISMO DE ACCI脫N ANTIMICROBIANA (ANTIBACTERIANO, ANTIVIRAL Y ANTIF脷NGICO)

El mecanismo por el cual se da la muerte microbiana en superficies de contacto de cobre es llamado de contact Killing, o muerte por contacto. La toxicidad ocurre debido a su tendencia a alternar su estado de oxidaci贸n entre cuproso (Cu+1) y c煤prico (Cu+2). En condiciones aer贸bicas, este ciclo redox lleva a la generaci贸n de radicales hidroxilo altamente reactivos que da帽an las biomol茅culas, tales como ADN, prote铆nas y l铆pidos. Los factores que aumentan las especies reactivas de ox铆geno (ROS) aumentan la tasa de muerte bacteriana. As铆, la producci贸n de radical hidroxilo por la reacci贸n de Fenton-like contribuye a la inactivaci贸n de los microorganismos.

La 鈥渕uerte por contacto鈥 se efect煤a por:

  • Sucesivos da帽os en la membrana
  • Influjo de cobre dentro de las c茅lulas
  • Da帽os oxidativos
  • Muerte celular
  • Degradaci贸n del ADN

Las superficies secas de cobre met谩lico tienen mayor poder antimicrobiano que las mismas superficies cuando est谩n h煤medas

Las c茅lulas microbianas expuestas a las superficies secas de cobre acumulan grandes cantidades de iones m谩s r谩pidamente que en las superficies h煤medas. Ellas sufren extensos da帽os en las membranas y pierden la integridad celular en pocos minutos. En condiciones de anaerobiosis, la ausencia de ox铆geno s贸lo aument贸 el tiempo necesario para la inactivaci贸n de 109 c茅lulas de E. coli (de 1 a 2 minutos) en placas secas, pero no las protegi贸 de la muerte. El contacto con las c茅lulas puede oxidar directamente la superficie de cobre, llevando a la liberaci贸n de iones Cu+1. Estos no son muy solubles y no son estables en aerobiosis, pero son m谩s t贸xicos que los iones Cu+2. Por lo tanto, las condiciones de anaerobiosis no aumentan significativamente la supervivencia en cobre met谩lico.

 

APLICACIONES EN SALUD P脷BLICA

Los investigadores comprobaron, en la pr谩ctica hospitalaria, la funcionalidad del cobre y sus aleaciones, confirmando que esas superficies pueden auxiliar el uso de antibi贸ticos, desinfectantes y la pr谩ctica de lavado de manos, minimizando el riesgo de aparici贸n y diseminaci贸n de microorganismos resistentes. Los n煤meros medios de bacterias recuperadas de las superficies hospitalarias conteniendo cobre fueron entre 90% y 100% menores que las de las superficies control en un hospital del Reino Unido. En un puesto de salud en Grabouw, Sud谩frica, las superficies de cobre tuvieron una carga microbiana 71% menor.

 

PERSPECTIVAS DE FUTURO

Los materiales de cobre tambi茅n pueden ser 煤tiles como superficies antimicrobianas en naves, bebederos y comederos para los animales, materiales de jaulas y recipientes de almacenamiento. Los costos pueden ser diluidos por el menor uso de antibi贸ticos y disminuci贸n del riesgo de selecci贸n para cepas de bacterias multirresistentes a los antibi贸ticos. El cobre met谩lico puede ser aplicado en 谩reas con alta exposici贸n a la contaminaci贸n como las encontradas en mataderos av铆colas. El uso de chapas de cobre ser铆a 煤til para disminuir la contaminaci贸n cruzada causada por bacterias pat贸genas como Salmonella enterica y Campylobacter jejuni y evitar la formaci贸n de biopel铆culas

CONCLUSIONES

Est谩 claro que el uso del cobre y sus aleaciones como superficie antimicrobiana puede ser muy 煤til en diversas 谩reas de la medicina veterinaria.

  • Hospitales y cl铆nicas
  • Laboratorios
  • Instrumentos quir煤rgicos
  • Instalaciones
  • F贸mites
  • Mataderos
  • Productos l谩cteos, entre otros

Adem谩s de la ya comprobada acci贸n de las superficies de cobre contra bacterias y virus y hongos, su aplicaci贸n pr谩ctica en la parasitolog铆a tambi茅n debe ser considerada. En la avicultura, hay una extensa posibilidad de aplicaci贸n del cobre y sus aleaciones, empezando por las plantas de incubaci贸n donde la limpieza de los equipos y de las salas es fundamental para la sanidad de los polluelos.

La mayor铆a de los desinfectantes utilizados actualmente tienen restricciones de uso, como el formaldeh铆do, conocido por su acci贸n carcinog茅nica, y el yodo y los 谩cidos, que tienen acci贸n corrosiva.

El uso de superficies antimicrobianas de cobre puede resultar en menores tasas de infecciones y menor uso de antibi贸ticos, resultando en menores posibilidades de desarrollo de microorganismos multirresistentes, con beneficios para la salud animal y humana.

 

Se podr谩 contar adem谩s con la reducci贸n de costos con:

  • Tratamiento de enfermedades animales
  • Mejor desempe帽o zoot茅cnico
  • Mayor rentabilidad
  • Menor gasto en salud p煤blica por la reducci贸n de la transmisi贸n de las zoonosis

Depner RFR, Depner RA, Lucca V, Lovato M. O cobre como superf铆cie de contato antimicrobiana e sua potencial aplica莽茫o na Medicina Veterin谩ria. Veterin谩ria e Zootecnia 2015;22(4):532-543.

Fuente:

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