In China nannte man es „Qi“, das Symbol für Gesundheit. In Ägypten hieß es „Anch“, das Symbol für ewiges Leben. Für die Phönizier war es gleichbedeutend mit Aphrodite, der Göttin der Liebe und Schönheit.
Diese alten Zivilisationen bezogen sich auf Kupfer, ein Material, das Kulturen weltweit seit über 5.000 Jahren als lebenswichtig für unsere Gesundheit anerkennen. Grippeviren, Bakterien wie E. coli, multiresistente Keime wie MRSA oder auch Coronaviren können auf den meisten harten Oberflächen bis zu vier bis fünf Tage überleben. Gelangen sie jedoch auf Kupfer und Kupferlegierungen wie Messing, sterben sie innerhalb von Minuten ab und sind innerhalb weniger Stunden nicht mehr nachweisbar.
„Wir haben beobachtet, wie Viren einfach zerfallen“, sagt Bill Keevil, Professor für Umweltmedizin an der Universität Southampton. „Sie landen auf Kupfer und werden dort abgebaut.“ Kein Wunder also, dass die Menschen in Indien seit Jahrtausenden aus Kupferbechern trinken. Selbst hier in den Vereinigten Staaten wird das Trinkwasser über Kupferleitungen zugeführt. Kupfer ist ein natürliches, passives, antimikrobielles Material. Es kann seine Oberfläche selbst sterilisieren, ohne dass Strom oder Bleichmittel benötigt werden.
Kupfer erlebte während der Industriellen Revolution einen Boom als Werkstoff für Objekte, Einrichtungsgegenstände und Gebäude. Auch heute noch findet Kupfer breite Anwendung in Stromnetzen – der Kupfermarkt wächst sogar, da das Material ein so effektiver Leiter ist. Doch im 20. Jahrhundert wurde Kupfer in vielen Bauanwendungen von einer Welle neuer Materialien verdrängt. Kunststoffe, Sicherheitsglas, Aluminium und Edelstahl sind die Werkstoffe der Moderne – sie werden für alles verwendet, von der Architektur bis hin zu Apple-Produkten. Türknäufe und Handläufe aus Messing gerieten aus der Mode, da Architekten und Designer sich für elegantere (und oft günstigere) Materialien entschieden.
Keevil ist nun der Ansicht, dass es an der Zeit ist, Kupfer wieder in öffentlichen Räumen und insbesondere in Krankenhäusern einzusetzen. Angesichts einer unausweichlichen Zukunft mit globalen Pandemien sollten wir Kupfer im Gesundheitswesen, im öffentlichen Nahverkehr und sogar in unseren Wohnungen verwenden. Und obwohl es zu spät ist, COVID-19 aufzuhalten, ist es nicht zu früh, über die nächste Pandemie nachzudenken. Die Vorteile von Kupfer, quantifiziert
Wir hätten es kommen sehen müssen, und tatsächlich hat es auch jemand getan.
1983 verfasste die Medizinforscherin Phyllis J. Kuhn die erste Kritik am von ihr beobachteten Verschwinden von Kupfer in Krankenhäusern. Während einer Hygieneübung im Hamot Medical Center in Pittsburgh nahmen Studenten Abstriche von verschiedenen Oberflächen im Krankenhaus, darunter Toilettenbecken und Türklinken. Kuhn stellte fest, dass die Toiletten frei von Mikroben waren, während einige Armaturen besonders verschmutzt waren und auf Agarplatten gefährliche Bakterien züchteten.
„Elegante, glänzende Türgriffe und Druckplatten aus Edelstahl wirken an einer Krankenhaustür beruhigend sauber. Im Gegensatz dazu sehen Türgriffe und Druckplatten aus angelaufenem Messing schmutzig und kontaminierend aus“, schrieb sie damals. „Doch selbst im angelaufenen Zustand tötet Messing – eine Legierung, die typischerweise aus 67 % Kupfer und 33 % Zink besteht – Bakterien ab, während Edelstahl – etwa 88 % Eisen und 12 % Chrom – das Bakterienwachstum kaum hemmt.“
Zum Schluss ihrer Abhandlung formulierte sie eine einfache Schlussfolgerung, die für das gesamte Gesundheitssystem gelten sollte: „Wenn Ihr Krankenhaus renoviert wird, versuchen Sie, alte Messingbeschläge zu erhalten oder sie durch neue zu ersetzen; falls Sie Edelstahlbeschläge haben, stellen Sie sicher, dass diese täglich desinfiziert werden, insbesondere in Intensivbereichen.“
Jahrzehnte später, und – wie er selbst zugibt – mit finanzieller Unterstützung der Copper Development Association (einem Branchenverband der Kupferindustrie), hat Keevil Kuhns Forschung weiterentwickelt. In seinem Labor arbeitete er mit einigen der gefürchtetsten Krankheitserreger der Welt und konnte nachweisen, dass Kupfer nicht nur Bakterien, sondern auch Viren wirksam abtötet.
In Keevils Arbeit taucht er eine Kupferplatte zur Sterilisation in Alkohol. Anschließend entfernt er durch Aceton überschüssige Öle. Dann gibt er etwas Krankheitserreger auf die Oberfläche. Innerhalb weniger Augenblicke trocknet die Probe. Sie verbleibt einige Minuten bis einige Tage in der Probe. Anschließend schüttelt er sie in einer Box mit Glasperlen und einer Flüssigkeit. Die Perlen lösen Bakterien und Viren von der Oberfläche und überführen sie in die Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit kann dann auf ihr Vorhandensein untersucht werden. In anderen Fällen hat er mikroskopische Verfahren entwickelt, die es ihm ermöglichen, die Zerstörung eines Krankheitserregers durch Kupfer im Moment des Kontakts mit der Oberfläche zu beobachten und zu dokumentieren.
Der Effekt wirkt wie Magie, sagt er, doch das zugrundeliegende Phänomen ist mittlerweile gut erforscht. Wenn ein Virus oder Bakterium auf die Petrischale trifft, wird diese mit Kupferionen überschwemmt. Diese Ionen dringen wie Geschosse in Zellen und Viren ein. Das Kupfer tötet die Krankheitserreger nicht nur ab, sondern zerstört sie bis hin zu den Nukleinsäuren, den genetischen Bauplänen.
„Mutationen [oder Evolution] sind ausgeschlossen, da alle Gene zerstört werden“, erklärt Keevil. „Das ist einer der größten Vorteile von Kupfer.“ Anders ausgedrückt: Die Verwendung von Kupfer birgt nicht das Risiko, beispielsweise Antibiotika übermäßig zu verschreiben. Es ist einfach eine gute Idee.
Kupfer beweist seine Wirksamkeit in der Praxis. Auch außerhalb des Labors haben Forscher untersucht, ob Kupfer im medizinischen Alltag – beispielsweise an Krankenhaustürklinken, aber auch an Krankenhausbetten, Armlehnen von Patientenstühlen und sogar Infusionsständern – einen Unterschied macht. Im Jahr 2015 verglichen Forscher im Rahmen eines Forschungsprojekts des US-Verteidigungsministeriums die Infektionsraten in drei Krankenhäusern und stellten fest, dass der Einsatz von Kupferlegierungen die Infektionsraten um 58 % senkte. Eine ähnliche Studie wurde 2016 auf einer pädiatrischen Intensivstation durchgeführt und zeigte eine ähnlich beeindruckende Reduzierung der Infektionsrate.
Doch wie sieht es mit den Kosten aus? Kupfer ist stets teurer als Kunststoff oder Aluminium und oft auch eine kostspieligere Alternative zu Stahl. Angesichts der Tatsache, dass Krankenhausinfektionen das Gesundheitssystem jährlich bis zu 45 Milliarden Dollar kosten – ganz zu schweigen von den bis zu 90.000 Todesfällen –, sind die Kosten für eine Kupferumrüstung im Vergleich dazu vernachlässigbar.
Keevil, der keine Fördermittel mehr von der Kupferindustrie erhält, ist der Ansicht, dass die Verantwortung für die Wahl von Kupfer bei Neubauprojekten bei den Architekten liegt. Kupfer war die erste (und bisher letzte) von der EPA zugelassene antimikrobielle Metalloberfläche. (Unternehmen der Silberindustrie versuchten erfolglos, Silber als antimikrobiell zu bezeichnen, was ihnen sogar eine Geldstrafe der EPA einbrachte.) Verbände der Kupferindustrie haben bisher über 400 Kupferlegierungen bei der EPA registriert. „Wir haben gezeigt, dass Kupfer-Nickel genauso gut wie Messing Bakterien und Viren abtötet“, sagt er. Und Kupfer-Nickel muss nicht wie eine alte Trompete aussehen; es ist von Edelstahl nicht zu unterscheiden.
Für den Rest der Welt, in dem die alten Kupferarmaturen noch nicht entfernt wurden, hat Keevil einen Rat: „Entfernt sie auf keinen Fall. Das sind die besten Dinge, die ihr habt.“
Veröffentlichungsdatum: 25. November 2021