銅金屬是天然的抑菌材料、公共健康的抑菌產品

【本報訊】早期在工業革命期間,銅材料作為建築物上的固定裝置蓬勃發展。銅金屬在電力網絡中亦廣泛使用,因為這種材料是最有效的電導體。

銅 Copper 

從20世紀開始,隨著一系列新材料的出現使用,銅材料如黃銅門把手和銅樓梯扶手在許多建築應用中漸漸地被淘汰了,因為建築師和設計師選擇了看起來更光滑與更便宜的材料,如同塑料,鋼化玻璃,鋁和不銹鋼等新材料,應用範圍從建築到蘋果產品。

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在亞洲,銅被稱為“氣”,是健康的象徵。在埃及,它被稱為“安赫Ankh ”,是永恆生命的象徵。對於腓尼基人來說,銅是愛與美麗女神阿芙羅狄蒂(Aphrodite)的代名詞。

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古老文明所指的銅,在五千多年來為大家所公認,銅對我們的健康是有所影響的。當流感病毒,大腸桿菌等細菌,MRSA 等超級細菌,甚至冠狀病毒等,降落在大多數的堅硬物體表面時,它們最多可以存活四到五天。但是,當病菌落在銅和類似黃銅的銅合金表面上時,它們便會在數分鐘內分解死亡。

英國南安普敦大學(University of Southampton)環境衛生學教授比爾·基維爾博士(Bill Keevil)說:“ 我們在實驗中看到,當病毒落在銅金屬表面時,它們很快會被分解而消失。”

病毒於銅纖維表面

病毒於銅纖維表面被銅離子消滅

幾千年來,印度人們一直用銅杯喝水。即使在美國,也有一條銅線帶直接放入飲用水中。銅是一種天然的、被動的抗菌材料。它可以自我產生消毒。

銅纖維表面不斷釋放出銅離子

如今塑料,鋼化玻璃,鋁和不銹鋼等現代材料- 從建築到蘋果產品,都應運而生。黃銅門把手和銅樓梯扶手已經過時,因為建築師和設計師選擇了看起來更光滑與更便宜的材料。

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基維爾博士(Keevil)認為是時候應該將銅重新恢復帶回公共場所了,尤其是醫院。面對今日不可避免與充滿全球流行病的未來,我們應該在醫療保健設施,公共交通甚至病房中,考慮使用銅。

儘管現在在COVID-19的抗疫為時已晚,但考慮下一次大流行還為時過早。1983年,醫學研究員菲利斯·庫恩(Phyllis J. Kuhn )對醫院裡銅材料的逐漸減少而消失,進行了首次批評。

在匹茲堡哈莫特醫學中心的衛生培訓演習中,學生擦拭了醫院內各種物件的表面,包括馬桶和門把手。她注意到某些固定裝置特別髒,而且會生長出各種不同的細菌。

光滑,光亮的不銹鋼門把手和推板在醫院門上看起來可以放心乾淨。相比之下,鏽跡斑斑的黃銅門把手和銅推板看起來很髒,但是菲利斯·庫恩(Phyllis J. Kuhn)指出,即使失去光澤,黃銅(通常由67%的銅和33%的鋅組成的合金)仍然可以有效的殺死細菌,而不銹鋼(約88%的鐵和12%的鉻)是無法阻礙細菌的滋生。

總結論文,要使整個醫院醫療體係內保持潔淨與降低病毒感染,請嘗試著保留一些銅金屬配件;如果您使用的是不銹鋼硬件,則就必須確保每天進行消毒,尤其是在重症的加護病房區域。

數十年後,獲得銅工業組織的支持,比爾·基維爾博士(Bill Keevil)已經進一步推動了菲利斯·庫恩(Phyllis J. Kuhn )的研究。在實驗室中,他研究了世界上一些病原體,最後證明了銅不僅可以有效地殺死細菌,而且還可以徹底的殺死病毒。(在2015年,他甚至用冠狀病毒229E 證明了這種現象)。

銅在有水條件下生成Cu2+ 帶正電的銅離子和帶負電的細菌容易相結合,相互作用,因此將細菌、病毒及微生物外層保護膜破壞而產生破洞,此時銅離子+Cu2順利進入細胞內部,重金屬離子Cu2+ 隨之破壞細菌之蛋白質和呼吸酶,進而阻礙與破壞細菌新陳代謝所需要之催化劑活性,從而抑制殺死病毒與微生物。

銅離子

在基維爾的工作中,他先將一盤銅浸入酒精中進行滅菌。然後,他將銅浸入丙酮中以除去多餘的油脂。再將一些病原體滴到銅表面上,病原體片刻間變乾。樣本放置幾分鐘到幾天的時間。然後他在裝滿玻璃珠和液體的盒子裡搖晃它。珠子將細菌和病毒刮入液體中,可以對液體進行採樣以檢測它們的存在。

銅離子進入細菌細胞體內,破壞結構

在其他情況下,他開發了顯微鏡方法,使他能夠觀察並記錄病原體在銅表面時被銅破壞的情況。他說,當病毒或細菌撞擊板子時,銅離子會穿透病毒的細胞體。銅金屬不僅殺死了這些病原體,而且還破壞細菌內部的核酸或生殖藍圖。

細菌細胞體內構造解析  

細菌細胞體內構造解析   

基維爾博士(Keevil)說:“ 因為病毒基因都被破壞了,所以細菌沒有突變(或進化)的機會,「這是銅的真正好處之一」。換句話說,使用銅不會帶來如同醫療上過度使用抗生素處方的風險,因此在實驗測試中,證明了銅的抗菌價值。

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另一方面,實驗室外,其他研究人員也追踪了銅在醫院設備環境中使用時,是否會有所不同,其中包括裝置在醫院的銅門把手,以及銅病床,銅樓梯賓客扶手,甚至IV銅支架等。

2015年,美國國防部研究人員比較了三家醫院的感染率,發現當三家醫院使用銅合金時,病毒感染率,其中自然降低了58%。2016年,在兒科重症加護病房進行了相同的研究,結果也顯示病毒感染率下降。

銅的價位總是比塑料、鋁,鋼貴。但是,考慮到醫院環境上的傳染病,給予醫療保健系統造成的損失,每年估算高達百億美元,相比之下,以銅的天然抗菌特性,醫院中規劃銅設施的增加,是可以考慮的。

銅纖維表面  

基維爾博士(Keevil)認為建築師未來可以在新的建築項目中增加銅材料的選擇。銅是目前獲得美國環保署( EPA ) 批准抑菌性註冊的固體金屬材料,也就是表面有抗菌特性,銅能夠在24小時全天候抑制病毒生長,在兩個小時內殺滅其表面超過99.90%細菌,減少接觸面的二次污染。迄今為止,銅工業組織已在美國環保署( EPA ) 中註冊了400多種不同的銅合金建材。

他說:“我們也證明銅鎳合金材料,在殺死細菌和病毒方面與黃銅材料性質一樣好。” 銅鎳外觀色澤與不銹鋼是沒有太大區別。

影音檔   :     https://youtu.be/SwH4u7szs5E

基維爾提出了一條建議: 無論任何建設藍圖規劃,請都不要忽略銅材的使用,因為銅所擁有的天然抗菌特性,這是目前其它材料所沒有的。”

主編 : 李振麟

指導 : 鄭儷絲

參考文獻 : MINING COM, DWELL, 新聞雲, 元氣周報, Backris/iStock, 戴壟科技, wemp.app, 全網資源,

2020/3/10 


 

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