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Kupfer und Bakterien

1852 besuchte der Arzt Victor Burq eine Kupferschmelze im 3. Arrondissement von Paris, wo sie das rotbraune Metall mit W√§rme und Chemikalien extrahierten. Es war ein schmutziger und gef√§hrlicher Job. Burq stellte fest, dass sich die Anlage "in einem schlechten Zustand" befand, ebenso wie das Geh√§use und die Hygiene der H√ľtten. Normalerweise waren ihre Sterblichkeitsraten "erb√§rmlich", stellte er fest.

Die 200 Mitarbeiter, die dort arbeiteten, waren jedoch alle von Cholera-Ausbr√ľchen verschont geblieben, die die Stadt 1832, 1849 und 1852 heimgesucht hatten. Als Burq erfuhr, dass 400 bis 500 Kupferarbeiter in derselben Stra√üe auf mysteri√∂se Weise auch der Cholera ausgewichen waren, kam er zu dem Schluss, dass etwas √ľber ihre Berufe - und Kupfer - hatten sie immun gegen die hochinfekti√∂se Krankheit gemacht. Er leitete eine detaillierte Untersuchung anderer Menschen ein, die mit Kupfer arbeiteten, in Paris und in St√§dten auf der ganzen Welt.

In der Cholera-Epidemie von 1854 bis 1855 konnte Burq keinen Tod von Juwelieren, Goldschmieden oder Kesselbauern feststellen - all jenen, die mit Kupfer arbeiteten. Bei Menschen in der Armee stellte er fest, dass Musiker, die Blechblasinstrumente spielten (Blechbl√§ser sind teilweise aus Kupfer), ebenfalls gesch√ľtzt waren. In der Pariser Epidemie von 1865 starben 6.176 Menschen an Cholera bei einer Bev√∂lkerung von 1.677.000 Menschen - das sind 3,7 von allen Menschen 1.000. Aber von den 30.000, die in verschiedenen Kupferindustrien arbeiteten, starben nur 45 - durchschnittlich etwa 0,5 pro 1.000.

Nachdem er 400 verschiedene Unternehmen und Fabriken in Paris besucht hatte, die alle Kupfer verwendeten, und Berichte aus England, Schweden und Russland √ľber mehr als 200.000 Menschen gesammelt hatte, schloss er 1867 an den franz√∂sischen Akademien f√ľr Wissenschaft und Medizin, dass ‚ÄěKupfer oder seine Legierungen Messing und Bronze, die bei der Cholera-Epidemie buchst√§blich und schwanger auf die Haut aufgetragen werden, sind wirksame Mittel zur Vorbeugung, die nicht zu vernachl√§ssigen sind. ‚Äú

Heute haben wir einen Einblick, warum eine Person, die Tag f√ľr Tag mit Kupfer umgeht, vor einer bakteriellen Bedrohung gesch√ľtzt ist: Kupfer ist antimikrobiell. Es t√∂tet Bakterien und Viren ab, manchmal innerhalb von Minuten. Im 19. Jahrhundert w√§re die Exposition gegen√ľber Kupfer eine fr√ľhe Version der st√§ndigen Desinfektion der H√§nde gewesen.

Seitdem haben Studien gezeigt, dass Kupfer die Mikroben zerstören kann, die unser Leben am meisten bedrohen. Es wurde gezeigt, dass es tötet eine lange Liste von Mikroben, einschließlich Norovirus, MRSA, einem Staphylobakterium, das gegen Antibiotika resistent geworden ist, virulente Stämme von E coli die lebensmittelbedingte Krankheiten und Coronaviren verursachen.

Wenn Kupfer h√§ufiger in Krankenh√§usern verwendet wird, in denen einer von 31 Menschen an im Gesundheitswesen erworbenen Infektionen (HAI) leidet, oder in stark frequentierten Bereichen, in denen viele Menschen Oberfl√§chen ber√ľhren, auf denen sich viele Mikroben befinden, k√∂nnte dies eine unsch√§tzbare Rolle f√ľr die √∂ffentliche Gesundheit spielen. sagte Michael Schmidt, Professor f√ľr Mikrobiologie und Immunologie an der Medizinischen Universit√§t von South Carolina, der Kupfer studiert. Und doch fehlt es in unseren √∂ffentlichen R√§umen, im Gesundheitswesen und in unseren H√§usern.

"Was passiert ist, ist unsere eigene Arroganz und unsere Liebe zu Kunststoff und anderen Materialien", sagte Schmidt √ľber die billigeren Produkte, die h√§ufiger verwendet werden. ‚ÄěWir sind von Kupferbetten, Kupfergel√§ndern und Kupfert√ľrkn√∂pfen zu Edelstahl, Kunststoff und Aluminium √ľbergegangen.‚Äú

Viele der Mikroben, die uns krank machen, k√∂nnen bis zu vier oder f√ľnf Tage auf harten Oberfl√§chen leben. Wenn wir diese Oberfl√§chen ber√ľhren, k√∂nnen die Mikroben durch Nase, Mund oder Augen in unseren K√∂rper gelangen und uns infizieren.

Auf Kupferoberflächen sterben Bakterien und Viren ab. Wenn eine Mikrobe auf einer Kupferoberfläche landet, setzt das Kupfer Ionen frei, die elektrisch geladene Teilchen sind. Diese Kupferionen sprengen durch die äußeren Membranen und zerstören die gesamte Zelle, einschließlich der DNA oder RNA im Inneren. Da ihre DNA und RNA zerstört werden, bedeutet dies auch, dass Bakterien oder Viren nicht mutieren und gegen Kupfer resistent werden oder Gene (wie zur Antibiotikaresistenz) an andere Mikroben weitergeben können.

Bevor die Menschen √ľberhaupt wussten, was Bakterien und Viren sind, wussten sie, dass Kupfer - irgendwie - Infektionen abwehren kann. Das¬† aus Kupfer stammt aus einem der √§ltesten bekannten B√ľcher, dem Smith Papyrus, der zwischen 2600 und 2200 v. Chr. geschrieben wurde. Es wurde gesagt, dass Kupfer verwendet wurde, um Brustwunden und Trinkwasser zu sterilisieren. In √§hnlicher Weise steckten √§gyptische und babylonische Soldaten die Sp√§ne ihrer Bronzeschwerter (aus Kupfer und Zinn) in ihre offenen Wunden, um Infektionen zu reduzieren. Eine zeitgem√§√üere Verwendung von Kupfer: In der Grand Central Station von New York City wird die¬†Prunktreppe¬†wird von Kupferhandl√§ufen flankiert. "Die sind eigentlich antimikrobiell", sagte Schmidt.

Die Kupferh√ľtten waren angeblich weniger Cholera-Bakterien ausgesetzt, da ihre Umgebung viel Kupfer enthielt, von dem Bakterien nicht leben konnten. Das und sie waren m√∂glicherweise mit Kupferpartikeln bedeckt. Wenn die Metallurgie Sie nicht anruft, gibt es jetzt einige Produkte, die als "Kupfer-H√§ndedesinfektionsmittel" beworben werden. Sie funktionieren jedoch nur, wenn Sie jede Oberfl√§che Ihrer H√§nde mindestens eine volle Minute lang dem Kupfer aussetzen k√∂nnen - im Wesentlichen durch √úbertragen Mikroben auf die abzut√∂tende Kupferoberfl√§che. Es kann schwierig sein, an jeden Teil der Hautoberfl√§che zu gelangen. Daher ist es ideal, Kupferoberfl√§chen in Ihrer Umgebung mit Handw√§sche zu kombinieren.

Schmidt sagte, dass die Verwendung von Kupfer zusammen mit Standard-Hygieneprotokollen¬†hat¬†Es wurde gezeigt, dass Bakterien im Gesundheitswesen durch reduziert werden¬†90 Prozent. EIN¬†studieren von¬†1983 wurde festgestellt, dass die T√ľrgriffe des Krankenhauses aus Messing, das teilweise aus Kupfer besteht, kaum welche hatten¬†E coli¬†Wachstum auf ihnen im Vergleich zu Edelstahlkn√∂pfen, die "stark kolonisiert" waren. Dies ist insofern von Bedeutung, als die im Gesundheitswesen erworbenen Infektionen weit verbreitet sind: Allein in den USA gibt es etwa¬†1,7 Millionen Infektionen¬†und 99.000 Todesf√§lle im Zusammenhang mit HAIs pro Jahr, die kosten¬†zwischen¬†J√§hrlich 35,7 und 45 Milliarden US-Dollar aus den zus√§tzlichen Behandlungen, die Menschen ben√∂tigen, wenn sie infiziert werden.

Mikroben, die auf Oberfl√§chen in Patientenzimmern und Gemeinschaftsr√§umen in Krankenh√§usern leben¬†eine Rolle spielen¬†bei der Erlangung eines HAI - und hier k√∂nnte Kupfer helfen. Und w√§hrend dieser Pandemie, wenn ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Ausbreitung des neuartigen Coronavirus √ľber kontaminierte Oberfl√§chen bestehen, scheint sich eine virusabt√∂tende Substanz in der Tat zu lohnen.

EIN¬†Studie¬†ab 2015 wurde festgestellt, dass ein anderes Coronavirus, das humane Coronavirus 229E, das Infektionen der Atemwege verursacht, eine menschliche Lungenzelle nach f√ľnf Tagen auf Materialien wie Teflon, Keramik, Glas, Silikonkautschuk und Edelstahl noch infizieren kann. Bei Kupferlegierungen wurde das Coronavirus jedoch ‚Äěschnell inaktiviert‚Äú.

In einem¬†neuer Preprint¬†Auf SARS-CoV2, dem Stamm, der COVID-19 verursacht, spr√ľhten Forscher des Virologielabors der National Institutes of Health in Montana das Virus auf sieben verschiedene g√§ngige Materialien.¬†berichtet¬†MIT Technology Review. Sie fanden heraus, dass es auf Kunststoff und Edelstahl am l√§ngsten √ľberlebte - bis zu drei Tage -, was darauf hindeutet, dass Oberfl√§chen in Krankenh√§usern oder Stahlmasten in √∂ffentlichen Verkehrsmitteln Orte sein k√∂nnten, an denen Menschen die Krankheit aufnehmen. Nur ein¬†einzelnes Tr√∂pfchen¬†Durch Husten oder Niesen kann eine infekti√∂se Dosis eines Virus √ľbertragen werden.

Bill Keevil, Professor f√ľr Umweltgesundheitsmedizin an der Universit√§t von Southampton in England, der zuvor von der Copper Development Association finanziert wurde, sagte, wenn Kupferoberfl√§chen in Gemeinschaftsbereichen platziert w√ľrden, in denen sich viele Menschen versammeln, k√∂nnte dies dazu beitragen, die √úbertragung von Atemwegsviren zu verringern , wie Coronavirus 229E und auch SARS-CoV2. Abgesehen von Krankenh√§usern h√§lt er √∂ffentliche Verkehrssysteme wie Busse, Flugh√§fen und U-Bahnen f√ľr die idealen Standorte f√ľr Kupfer. Aber er h√∂rt hier nicht auf: Er w√ľrde auch gerne Kupfer sehen, das in Sportger√§ten in Fitnessstudios verwendet wird, wie Gewichte, zusammen mit anderen Alltagsgegenst√§nden, einschlie√ülich gemeinsam genutzten B√ľromaterialien wie Stiften.

Im Preprint mochte SARS-CoV2 "Kupfer am wenigsten". Antonio Regalado schrieb in MIT Technology Review. "Das Virus war nach nur vier Stunden verschwunden."

Im Jahr 2012 f√ľhrten Schmidt und seine Kollegen eine¬†klinische Studie¬†In drei Krankenh√§usern, dem Memorial Sloan Kettering Krebszentrum in New York City, der Medizinischen Universit√§t von South Carolina in Charleston und dem Ralph H. Johnson Veterans Administration Medical Center, ebenfalls in Charleston.

Zuerst fanden sie heraus, welche Gegenst√§nde, die einem Patienten am n√§chsten waren, am st√§rksten mit Mikroben kontaminiert waren - das waren die Bettgitter, der Schwesternrufknopf, die Armlehne des Besucherstuhls, die Tabletttische und der Infusionsst√§nder. Das Einh√ľllen dieser Gegenst√§nde in Kupfer reduzierte das Vorhandensein von Mikroben um¬†83 Prozent. Infolgedessen wurden die HAIs um 58 Prozent reduziert, obwohl die Forscher Kupfer auf weniger als 10 Prozent der Oberfl√§che des Raums eingef√ľhrt hatten.

Wir haben andere Methoden zur Abt√∂tung von Bakterien und Viren, um HAIs zu mildern, einschlie√ülich ultraviolettem Licht und Wasserstoffperoxidgas. Beide erfordern jedoch, dass ein Krankenzimmer leer ist, und sobald kranke Menschen die R√§ume wieder betreten, k√∂nnen Oberfl√§chen leicht wieder kontaminiert werden. "Kupfer arbeitet ununterbrochen rund um die Uhr ohne Aufsicht, ohne eingreifen zu m√ľssen, und es geht nie zur Neige", sagte Schmidt. "Solange das Metall da ist, ist es gut zu gehen."

Warum ist Kupfer nicht √ľberall, wenn man bedenkt, wie gut es bei Krankenhausinfektionen und allgemeiner Gesundheit funktionieren k√∂nnte? Warum besteht nicht jeder T√ľrknauf, jede U-Bahnschiene, jeder Intensivraum aus Kupfer? Warum k√∂nnen wir leicht Wasserflaschen aus Edelstahl kaufen, aber kein Kupfer? Wo sind die kupfernen iPhone H√ľllen?

Es scheint nicht so wir werden rauslaufen von Kupfer in naher Zukunft nach dem World Copper Factbook ab 2019. Kupfer ist eines der am meisten recycelten Metalle - fast alles Kupfer kann recycelt werden und verliert keine seiner Eigenschaften.

√Ąrzte und Angestellte im Gesundheitswesen sind sich m√∂glicherweise seiner Eigenschaften nicht bewusst, wie Keevil¬†schrieb in The Conversation: ‚ÄěWenn √Ąrzte gebeten werden, ein im Gesundheitswesen verwendetes antimikrobielles Metall zu nennen, ist die h√§ufigste Antwort Silber - aber das wissen sie kaum¬†Silber wirkt im trockenen Zustand nicht als antimikrobielle Oberfl√§che - Feuchtigkeit muss vorhanden sein. "

Es k√∂nnte auch die Auffassung bestehen, dass Kupfer zu teuer ist, sagte Schmidt, obwohl die Zahlen darauf hinweisen, dass es letztendlich Geld sparen w√ľrde. Einer von Keevil und Schmidt¬†Studien von 2015¬†hat nachgerechnet: Die Kosten f√ľr die Behandlung eines HAI liegen zwischen 28.400 und 33.800 US-Dollar pro Patient. Die Installation von Kupfer auf 10 Prozent der Oberfl√§chen kostete 52.000 US-Dollar und verhinderte im Verlauf der 338-t√§gigen Studie 14 Infektionen. Wenn Sie das untere Ende der HAI-Behandlungskosten (28.400 USD) einnehmen, sparen diese 14 verhinderten Infektionen insgesamt 397.600 USD oder 1.176 USD pro Tag.

Selbst wenn man ber√ľcksichtigt, wie viel Kupfer anf√§nglich gekostet hat, w√ľrde man das Geld innerhalb von zwei Monaten durch Einsparungen zur√ľckverdienen, sagte Schmidt. Und wenn man bedenkt, dass das Kupfer niemals seine F√§higkeit zur Abt√∂tung von Mikroben verliert - Krankenh√§user w√ľrden schnell Geld (und Leben) sparen.

"Ihre R√ľckzahlung erfolgt buchst√§blich in weniger als zwei [verhinderten] Infektionen", sagte er. "Ich habe wirklich Probleme damit. Seit 2013 habe ich buchst√§blich mit allen Beteiligten gebettelt, geschimpft, gebettelt, um eine vollst√§ndig kupferverkapselte [. Krankenhausbett."

K√ľrzlich √ľberzeugte er ein Unternehmen, zu investieren, und sagte, es sei dabei, es zu testen, um zu zeigen, dass es Infektionen noch weiter als 58 Prozent reduzieren k√∂nnte.

Ein weiterer Grund, warum Kupfer f√ľr Stahl, Kunststoff oder Glas √ľbergangen wurde, ist, dass es leicht anlaufen kann und viel Reinigung erfordert, um gl√§nzend zu bleiben. "Aber Kupfer ist antimikrobiell, unabh√§ngig davon, wie grob es aussieht. Wenn es bei Ihnen gr√ľn wird, kann es immer noch Bakterien, Viren und Pilze abt√∂ten", sagte er.

Einige Orte auf der Welt haben begonnen, Kupfer zu verwenden. In Chile hei√üt ein Themenpark¬†Fantasilandia, ersetzte viele seiner¬†h√§ufig ber√ľhrte Oberfl√§chen mit Kupfer. Am Flughafen von Atlanta,¬†50 Tankstellen f√ľr Wasserflaschen¬†sind jetzt mit Kupfer hergestellt. Schmidt ist jedoch der Meinung, dass dies weiter verbreitet sein sollte.

Er sagte, dass einer der Gr√ľnde, warum Wissenschaftler sich Sorgen √ľber das derzeitige Coronavirus machen, darin besteht, wie ansteckend es ist, und dass Menschen es m√∂glicherweise bekommen, wenn sie kontaminierte Oberfl√§chen ber√ľhren. Er h√§lt es f√ľr m√∂glich, dass die Pandemie das Bewusstsein f√ľr Kupfer sch√§rft - wenn es jemanden motiviert, es zu verwenden. Stellen Sie sich vor, er sagte, wenn unsere Krankenh√§user und √∂ffentlichen R√§ume¬†bereits¬†Kupfer vorhanden war - das kann man nicht mit Sicherheit sagen, aber es ist wahrscheinlich, dass die √úbertragung beeintr√§chtigt worden w√§re.

"Ich bin sehr zuversichtlich, dass es funktionieren wird, weil Bakterien oder Viren die Infektion verursachen", sagte er. "Wenn ihre Anzahl sinkt, w√ľrde Ihnen der gesunde Menschenverstand sagen: Sie sollten weniger Infektionen haben."