El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio. En los últimos años se ha hecho evidente que las superficies de cobre con las que los agentes patógenos pueden entrar en contacto, es decir, las superficies de contacto de cobre metálico, pueden ayudar a disminuir los problemas de higiene. En los hospitales, acciones como abrir puertas, tirar de los inodoros y abrir los grifos puede exponer a los pacientes, los que trabajan allí y a los visitantes a superbacterias resistentes a los antibióticos, incluido Staphylococcus aureus resistente a la meticilina. En un ensayo estadounidense, se identificaron las superficies más contaminadas en salas de hospitales y se confirmó que las más «sucias» fueron las más cercanas al paciente: barandilla de la cama, mesa de la cama, los brazos de la silla de los acompañantes y el botón de llamada.
El cobre también se ha convertido en lugar común para el almacenamiento y la transmisión de agua a través de tuberías y grifos y superficies de preparación de alimentos. En un estudio sobre la eficacia del cobre en la lucha contra Salmonella enterica y Campylobacter jejuni, dos de los patógenos bacterianos más comunes de las enfermedades transmitidas por alimentos, los expertos reconocen la eficacia de las superficies de cobre contra estos dos patógenos y defienden su aplicación en las distintas operaciones de procesamiento de alimentos como la carne. Se ha usado como sustituto de materiales como el acero inoxidable y el plástico.
El cobre, del latín cuprum
El cobre, del latín cuprum, y este del griego kypros, Chipre, cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color cobrizo, es decir, rojizo anaranjado de brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros elementos eléctricos y componentes electrónicos.
Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria. El cobre y su aleación con el estaño, el bronce, adquirieron tanta importancia que los historiadores han llamado Edad del cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la Antigüedad.
El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas, aunque no forma parte de la composición de la clorofila. El cobre contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida humana.
El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces entre otros.
Aleaciones y tipos de cobre
Las aleaciones en cuya composición predominan el cobre y el estaño (Sn) se conocen con el nombre de bronce y son conocidas desde la antigüedad. Hay muchos tipos de bronces que contienen además otros elementos como aluminio, berilio, cromo o silicio. El porcentaje de estaño en estas aleaciones está comprendido entre el 2 y el 22 %. Son de color amarillento y las piezas fundidas de bronce son de mejor calidad que las de latón, pero son más difíciles de mecanizar y más caras.
Toxicidad del cobre
Los mecanismos subyacentes a los efectos de intoxicación por Cu en humanos no son muy comprendidos. El Cu es un metal de transición que, al igual que el resto de este tipo de metales (excepto el Zn), tiene electrones desapareados en sus orbitales externos. Por este motivo es que estos metales pueden ser considerados radicales libres.
Eel cobre degrada a los virus y bacterias. El cobre es un material capaz de auto-esterilizar su superficie sin necesidad de utilizar electricidad o limpiar con lavandina.
En países como India, es una tradición beber en tazas de cobre desde hace ya milenios: el cobre es un material natural, pasivo y antimicrobiano. En Estados Unidos una línea de cobre trae el agua potable a las casas: es un material infalible que tuvo su mayor uso durante la Revolución Industrial.
El cobre es un potente antimicrobiano con probada y rápida eficacia de amplio espectro contra los patógenos que amenazan la salud pública, tanto en los hospitales y la comunidad en general, incluyendo MRSA (estafilococo aureus) y Norovirus. Ensayos clínicos recientes de todo el mundo han confirmado el beneficio de la implementación de las superficies de contacto hechas de cobre antimicrobiano para reducir la contaminación microbiana (también llamados » carga biológica «) y reducen el riesgo de contraer infecciones, mejorar los resultados del paciente y el ahorro de costes.
Más de 450 aleaciones de cobre de ingeniería comunes, como el latón y el bronce, se benefician de la eficacia antimicrobiana inherente del cobre. Cobre antimicrobiano es la abreviatura de estas aleaciones aprobadas y sus equivalentes cercanos. También es la marca asociada a un sistema de administración de la industria que ayuda a mercado de proveedores y prescriptores identificar, aleaciones y productos eficaces.
El cobre se utiliza abiertamente para redes eléctricas ya que es un conductor eficaz. Hay que traer de vuelta el cobre a espacios públicos y a hospitales. El cobre siempre es más caro que el plástico o el aluminio, y a menudo una alternativa más cara al acero.
Este material posee un «superpoder» que los expertos en materiales han sabido aprovechar: su capacidad antimicrobiana.
Las bacterias dependen de metales como el hierro y el calcio para obtener la energía que necesitan para sobrevivir. El cobre, en cambio, es un metal que no solo no las «alimenta», sino que las elimina y destruye de forma rápida y efectiva. Por tanto, el cobre y sus aleaciones, como el bronce y el latón, pueden presumir de tener propiedades antibacterianas, antivirales y antifúngicas.
El cobre ha demostrado ser eficaz en la lucha contra bacterias y hongos, en concreto, ha demostrado una efectividad del 99,9% con dos horas de contacto. Se trata de un metal que lo que produce es una «muerte por contacto» en superficies metálicas que lo contienen. Este metal es capaz de matar de diez a cien millones de bacterias por minuto. Lo que los expertos destacan de este material es que es capaz de destruir, también, el ADN de la bacteria, lo que impide que esta desarrolle resistencia. Es la única superficie táctil de metal sólido que ha sido aprobada por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que lo ha registrado como el primer y único metal con propiedades antimicrobianas.
La idea de usar el cobre como antibacteriano no es nueva. De hecho, ya se usaba en la época de los antiguos egipcios y romanos, que lo usaban para tratar las heridas ocasionadas en las batallas, quemaduras e infecciones. Actualmente, el cobre es una alternativa prometedora al problema de la resistencia antimicrobiana de las superbacterias.
Los expertos han empezado a explorar el uso del cobre antimicrobiano como una potente alternativa. En Estados Unidos, el registro del cobre antimicrobiano permite que los productos anuncien afirmaciones antimicrobianas contra seis bacterias:
E.coli 0157:H7
Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus
Enterobacter aerogenes
VRE
MRSA
Aunque los mecanismos químicos y moleculares responsables de la capacidad antimicrobiana del cobre todavía se investigan, hay varias teorías sobre cómo afectan los iones de cobre en las células bacterianas:
Rompen la pared de la membrana celular, lo que conduce a la fuga de nutrientes celulares, como el potasio, y la posterior muerte celular.
Al romper la membrana celular, llevan a la pérdida del contenido celular.
Se unen a proteínas que no requieren cobre para funcionar. En dosis altas, el cobre lleva a la pérdida de proteína y a su descomposición.
Causan estrés oxidativo; el cobre participa en lo que se denomina reacción de tipo Fenton, una reacción química que causa daño oxidativo a la célula.
«Roban» electrones de los lípidos en la membrana celular, causando degradación oxidativa, lo que conduce a la muerte celular.
El ADN se degrada y abandona la célula.
¿Podría el cobre desarrollar resistencia?
Las bacterias han desarrollado, con los años, mecanismos de resistencia a los antibióticos. ¿Podría ocurrir lo mismo con el cobre? Los expertos admiten que esto es, hoy por hoy, poco probable por varios motivos:
Porque el cobre está presente de forma natural en la corteza terrestre y, hasta la fecha, no se han demostrado organismos resistentes. Incluso los organismos tolerantes al cobre, mueren al contacto con las superficies de este material.
Porque el cobre mata los microorganismos a través de distintas vías en lugar de hacerlo de manera específica en un receptor, como la mayoría de los antibióticos.
Porque los microorganismos mueren antes de que puedan replicarse y, por tanto, no pueden transmitir material genético que podría conducir a desarrollar resistencia.
El cobre tiene importantes efectos como agente citotóxico y genotóxico desarrollando un papel importante en la etiopatogénesis de las neoplasias . Este último mecanismo consiste en dañar la estructura molecular del ADN por vía indirecta (ROS) o directamente por formación de complejos con grupos funcionales de las bases nitrogenadas que las modifican introduciendo mutaciones, o dificultando el proceso de reparación.
Se cree que una de las vías por las que los iones Cu ejercen su efecto tóxico es produciendo un aumento del estrés oxidativo en múltiples tejidos del organismo.
