El uso de los iones de cobre o sus aleaciones para eliminar los contaminantes microbianos es muy antiguo y se describe en civilizaciones tan distantes como la romana y maya. Asímismo, los antiguos griegos y los egipcios tienen registros del uso de este metal para tratar infecciones o para el tratamiento del agua de consumo.
Por Guillermo Figueroa, Jefe del Laboratorio de Microbiología y Probióticos del INTA – Universidad de Chile
El cobre está ampliamente distribuido en la naturaleza con múltiples aplicaciones desde la construcción de utensilios para uso doméstico hasta su uso como conductor eléctrico, para transporte del agua potable y más recientemente telefonía y tecnologías de la información.
Cumple una serie de roles en la vida todos los seres vivos, por ello se le considera como un micronutriente esencial en las funciones básicas del metabolismo celular de los organismos superiores. Entre ellos destacan muchos sistemas enzimáticos que juegan un rol clave en el desarrollo fetal, en el tejido cardíaco, en el proceso de osificación del esqueleto, en la maduración del sistema nervioso y en la función del sistema inmune.
A lo anterior se suma que el cobre es un componente clave en las proteínas que participan en los procesos de respiración celular y un antioxidante esencial, que contribuye a neutralizar los radicales libres tóxicos que producen daños celulares graves para el organismo.
El cobre antimicrobiano
El uso de los iones de cobre o sus aleaciones para eliminar los contaminantes microbianos es muy antiguo y se describe en civilizaciones tan distantes como la romana y maya. Asímismo, los antiguos griegos y los egipcios tienen registros del uso de este metal para tratar infecciones o para el tratamiento del agua de consumo.
No obstante lo anterior, la propiedad antimicrobiana del cobre solo retomó interés público cuando la Agencia de Protección Medioambiental de los Estados Unidos (EPA), en mayo de 2008 entregara a la luz pública un estudio que demoró más de cinco años, y en el cual se emplearon protocolos muy exigentes para probar científicamente que el cobre y sus aleaciones podían actuar como agente antimicrobiano para evitar las infecciones dentro de los hospitales. La declaración oficial de la EPA confirmó que el empleo de cobre elimina bacterias patógenas potencialmente asociadas a cuadros infecciosos al interior de los hospitales, un problema mundial de Salud Pública, por la elevada morbilidad y mortalidad que genera y los altos costos que derivan de las infecciones intrahospitalarias.
El Centro de Control de Enfermedades Infecciosas (CDC) de los Estados Unidos estima que anualmente se producen no menos de dos millones de casos de infección intrahospitalaria, de ellos al menos 100.000 pacientes mueren y muchos más tienen secuelas de por vida.
El estudio realizado por la EPA demostró científicamente que el cobre era el primer material de superficie sólida, que era certificado por la EPA y, que era además respaldado por ensayos de diferentes laboratorios que habían demostrado su eficacia antimicrobiana.
Los resultados confirmaron la habilidad de más de 350 aleaciones de cobre para eliminar un set de cinco patógenos bacterianos, entre los cuales se encontraba el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (en inglés MRSA). Estos patógenos están entre los más virulentos y son una causa común de las infecciones adquiridas en hospitales, brotes alimentarios y comunidades en general, a nivel mundial.
El uso de aleaciones de cobre en superficies de contacto de uso frecuente ha alcanzado proporciones muy importantes ya que entre ellas se encuentran aplicaciones para los sistemas de desinfección y lavado de manos, las manillas de las puertas, los rieles para camas, las bandejas para punciones intravenosas, los dispensadores de líquidos, las llaves de agua, estaciones de trabajo y acondicionadores de aire.
El cobre un antimicrobiano de amplio espectro
La potente actividad antimicrobiana del cobre sobre diversos microorganismos (bacterias, virus, parásitos, hongos y levaduras) y algas, ha demostrado que este potencial antimicrobiano es redundante, es decir actúa por intermedio de varios mecanismos. Impide la adherencia de los patógenos a las mucosas del organismo y también a superficies inanimadas (impide la formación y diseminación de los biofilms, daña la síntesis de proteínas esenciales de las células bacterianas, actúa dañando los ácidos nucleicos (DNA) microbianos y con ello impide su replicación.
Las múltiples capacidades mencionadas explican los motivos del éxito antimicrobiano del cobre. En el laboratorio se ha probado la acción antimicrobiana del cobre frente a numerosos patógenos del hombre y los animales, entre ellos, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus MRSA, Legionella pneumophila, Clostridium difficile y Pseudomonas aeruginosa.
La potente actividad antimicrobiana del cobre contra Salmonella enterica y Campylobacter jejuni fue demostrada en un estudio pionero ya en el año 2004 en un estudio llevado a cabo en el Laboratorio de Microbiología y Probióticos del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos, de la Universidad de Chile. Los resultados mostraron que las superficies de cobre protegían a la carne de ave frente a la contaminación con dos de los más prevalentes patógenos, Salmonella enterica y Campylobacter jejuni, ambos causan cuadros diarreicos e infecciones frecuentes en el hombre. En contraste, superficies en base a polímeros y acero inoxidable no tienen ningún efecto. Un estudio más reciente demostró asimismo la eficiencia de superficies de contacto en base a cobre frente a Listeria monocytogenes.
El cobre un excelente antiviral
El cobre posee también una potente actividad antiviral lo que ha sido demostrado por diversos autores, entre ellos el Profesor William Keevil quien demostró su actividad antiviral y sugirió que superficies que se encuentren en zonas públicas deberían estar hechas con materiales como cobre o latón para evitar posibles contagios frente al virus HIV-1, el virus de la Influenza aviar y varios otros virus.
El cobre elimina hongos, levaduras y algas
A lo anterior se suma la potente actividad que tiene el cobre sobre muchas especies de hongos, algas y levaduras. El cobre ha sido usado con éxito en la eliminación de algas que contaminan las piscinas.
El cobre en formulaciones de agroquímicos
La industria inició el uso del cobre como agente antimicrobiano en fórmulas de varios pesticidas mucho antes de la publicación de la EPA. Según sus fabricantes el empleo del cobre amplía el rango de letalidad de ellos para muchas especies de hongos filamentosos que causan grandes pérdidas económicas a los productores de frutas y granos.
El cobre para prevenir la mastitis bovina
El Laboratorio de Microbiología y Probióticos en el INTA, está terminando un proyecto FIA (Proyecto PYT 2013-0030) destinado a probar la actividad antimicrobiana de un solución (dipping) con cobre para eliminar agentes bacterianos asociados a la etiología de dicha infección mamaria que causa ingentes pérdidas a los productores de leche de nuestro país. Los resultados aún no publicados demuestran que el cobre elimina a los principales agentes bacterianos causantes de mastitis en muestras provenientes de bovinos de dos regiones de Chile (Santiago y Osorno).
El cobre posee potente actividad antifouling
Entre otras propiedades del cobre que han sido demostradas está su capacidad anti-incrustación, que hoy ya se aplica en pinturas para barcos y balsas en base a cobre para empresas productoras de salmones.
El cobre antimicrobiano aplicado en textiles
Una de las nuevas plataformas tecnológicas para uso del cobre antimicrobiano es su uso en fibras textiles así como en el látex, nylon y otros productos en base a polímeros. Esta tecnología confiere a las fibras un potente efecto, de amplio espectro, capaz de eliminar bacterias, virus, hongos y frecuentes agentes alergénicos. Los resultados muestran que prendas de ropas impregnadas con óxido de cobre reducen significativamente la presencia de Staphylococcus aureus, Escherichia coli a las dos horas de contacto. Otros productos textiles tratados con óxido de cobre poseen capacidad inhibitoria sobre hongos, ensayos exitosos se han publicado frente a Candida albicans y Dermatophagoides farinae, hongos que actúan como patógenos oportunistas en infecciones y alergia en humanos respectivamente.
El cobre antimicrobiano en los materiales de construcción
Otra plataforma donde el cobre tiene resultados prometedores es en los materiales de construcción, donde este metal puede ser aplicado en diferentes superficies y pinturas para ser utilizadas en el hogar, pero en especial en la industria alimentaria donde contribuiría a evitar la contaminación cruzada de los alimentos.
Más recientemente se ha iniciado la aplicación de superficies de cobre en maderas aglomeradas de distinto tipo. Tanto en éstas como en las aplicaciones mencionadas más arriba se ha demostrado que el cobre mantiene su capacidad antimicrobiana hecho que puede ayudar a reducir la contaminación causada por bacterias, virus y hongos en distintos ambientes y variadas aplicaciones. Todos los resultados disponibles muestran que el cobre puede disminuir la contaminación cruzada en muchos procesos comunes en la industria de los alimentos con el solo hecho de usar superficies de cobre. Esto es muy factible si se toma en cuenta que el costo de implementación de las superficies de cobre es totalmente competitivo con los actualmente usados por la industria alimentaria. Dicha implementación debe ir de la mano de estudios de respuesta del comportamiento cinético de los microorganismos y de la evaluación cuantitativa del riesgo microbiano. Chile debe avanzar en temas de investigación, desarrollo e innovación en el uso de la principal riqueza nacional: el COBRE.