خواص ضدمیکروب مس

مس و آلیاژهای آن (برنج‌ها، برنزها، مس-نیکل، مس-نیکل-روی و ...) مواد ضدمیکروبی طبیعی به شمار می‌روند. تمدن‌های باستانی، قرن‌ها پیش از آنکه مفهوم میکروب‌ها در قرن نوزدهم درک شود، از خواص ضد میکروب مس بهره می‌بردند. علاوه بر کاربردهای متعدد مس در تهیه داروها، قرن‌ها پیش نیز مشاهده شده بود که آبی که در ظروف مسی نگهداری یا از طریق سیستم‌های انتقالی مسی جابجا می‌شود، کیفیت بهتری دارد (یعنی هیچ‌گونه لجن قابل مشاهده یا زیست‌چسبندگی تشکیل نمی‌شود یا میزان آن بسیار ناچیز است) در مقایسه با آبی که در موارد دیگر نگهداری یا منتقل می‌شود.
بندانگشتی|برخی ظروف برنجی (آلیاژی از مس)
خواص ضدمیکروسکوپی مس همچنان موضوع پژوهش‌های فعال است. مکانیسم‌های مولکولی مسئول اثر ضدباکتریایی مس، موضوع تحقیقات فشرده‌ای بودند. همچنین دانشمندانن به طور فعال درحال اثر بازدهی ذاتی "سطوح لمسی" آلیاژ مس در نابودی طیف گسترده‌ای از میکروارگانسیم‌های تهدیدکننده سلامت عمومی هستند.

 مکانیسم عملکرد 
در سال ۱۸۵۲ ویکتور بورک کشف کرد که کارگرانی که با مس سر و کار دارند، آمار مرگ و میر ناشی از وبا به مراتب کمتری نسبت به دیگران داشتند. او تحقیقات گسترده‌ای انجام داد و این موضوع را تایید کرد. در سال ۱۸۶۷، یافته‌های خود را به آکادمی‌های علوم و پزشکی فرانسه را ارائه کرد و به آنان اطلاع داد که قرار دادن مس بر روی پوست در پیشگیری از ابتلا به وبا موثر است.

اثر الیگودینامیک در سال ۱۸۹۳ به عنوان تاثیر سمی یون‌های فلری بر سلول‌های زنده، جلبک‌ها، کپک‌ها، هاگ‌ها، قارچ‌ها، ویروس‌ها و میکروارگانیسم‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی، حتی در غلظت‌های نسبتا پایین کشف شد. این اثر ضد میکروبی توسط یون‌های مس و همچنین جیوه، نقره، آهن، سرب، روی، بیسموت، طلا و آلومینیوم نشان داده می‌شود.

در سال ۱۹۷۳ پژوهشگران آزمایشگاه‌های باتل کلمبوس یک جست‌وجوی جامع ادبیات، فناوری و ثبت اختراع انجام دادند که تاریخچه درک "ویژگی‌های باکتریواستاتیک و گندزدایی سطوح مسی و آلیاژهای مس" را ردیابی می‌کرد. این پژوهش نشان داد که مس حتی در مقادیر بسیار اندک، قابلیت کنترل طیف وسیعی از کپک‌ها، قارچ‌ها، جلبک‌ها و میکروب‌های مضر را دارد. از میان ۳۱۲ منبع ذکر شده در این بازبینی در بازه زمانی ۱۸۹۲ تا ۱۹۷۳، مشاهدات زیر قابل توجه هستند:

 مس از رشد گونه‌های زیر در غلظت‌های بالاتر از ۱۰ گرم بر لیتر جلوگیری می‌کند:
 Actinomucor elegans
 Aspergillus niger
 Bacterium linens
 Bacillus megaterium
 Bacillus subtilis, Brevibacterium erythrogenes
 Candida utilis
 Penicillium chrysogenum
 Rhizopus niveus
 Saccharomyces mandshuricus
 Saccharomyces cerevisiae
 در غلظت‌های ۰/۰۴ گرم بر لیتر مس، رشد Candida utilis به‌طور کامل متوقف می‌شود.
 باسیل کخ (عامل بیماری سل) توسط کاتیون‌های ساده یا آنیون‌های کمپلکس مس در غلظت‌های ۰/۰۲ تا ۰/۲ گرم بر لیتر مس به‌طور کامل متوقف می‌شود.
 رشد Achromobacter fischeri و Photobacterium phosphoreum توسط فلز مس مهار می‌شود.
 با قرار دادن صفحات مسی بر روی درپوش Paramecium caudatum تقسیم سلولی پتری‌دیش‌های حاوی این تک‌یاخته و محیط کشت مغذی‌ کاهش می‌یابد.
 ویروس پولیو (فلج اطفال) در عرض ۱۰ دقیقه پس از مواجهه با مس همراه با اسید اسکوربیک غیرفعال می‌گردد.
بندانگشتی|ویروس پولیو (دلیل فلج اطفال)
مقاله بعدی به بررسی برخی از مکانیسم‌های ضد میکروبی مس پرداخت و به تعداد قابل توجهی درباره اثربخشی تاثیر مس بر میکروب‌ها استناد نمود. نویسندگان خاطرنشان کردند که ساز و کارهای ضد میکروبی مس بسیار پیچیده بوده و به شیوه‌های متعددی، هم در داخل سلول‌ها و هم در فضای بین‌سلولی روی می‌دهد.

نمونه‌هایی از برخی مکانیسم‌های مولکولی که توسط محققان مختلف گزارش شده‌اند عبارت‌اند از:

 مس می‌تواند ساختار سه‌بعدی پروتئين‌ها را تغییر دهد، به‌طوری که پروتئین‌ها دیگر قادر به انجام عملکرد‌های عادی خود نباشند. نتیجه این فرایند،‌ غیرفعال شدن باکتری‌ها یا ویروس‌ها است.
 کمپلکس‌های مس، رادیکال‌هایی تشکیل می‌دهند که ویروس را غیرفعال می‌کنند.
 مس ممکن است ساختار و عملکرد آنزیم‌ها را با اتصال به گروه‌های حاوی گوگرد یا کربوکسیلات و همچنین گروه‌های آمینی پروتئین را مختل کند.

 اثربخشی ضدمیکروب بودن سطح آلیاژ مس 
بندانگشتی|استفاده از لوله‌های مسی برای جابحایی آب و استفاده از خاصیت ضدمیکروبی آن
سطوح ساخته شده از آلیاژ مس دارای ویژگی‌های ذاتی هستند که موجب نابودی بسیاری از میکروارگانیسم‌ها میگردند. به‌منظور حفظ سلامتی عمومی، به‌ویژه در محیط‌های مراقبت بهداشتی که جمعیت بیماران آسیب‌پذیر در آن حضور دارند، در ده سال گذشته تعداد قابل توجهی از مطالعات معتبر در زمینه کارایی ضد میکروبی مس برای نابودی E. coli O157:H7، methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)، Staphylococcus Clostridioides difficile, influenza A virus, adenovirus, و fungi انجام شده است. فولاد ضد زنگ نیز به دلیل اهمیت سطح ماده در محیط‌های مراقبتی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات ذکر شده در اینجا، به همراه سایر تحقیقاتی که توسط سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده هدایت شدند، منجر به ثبت 274 آلیاژ مختلف مس در سال 2008 به عنوان مواد ضد میکروبی تایید شده با مزایای بهداشت عمومی گردید.

 E. coil 
بندانگشتی|نمایی از این میکروب
E. coli O157:H7 یک پاتوژن بسیار قوی و مسری است که در گروه خطر 3 کمیتته مشورتی پاتوژن‌های خطرناک انگلستان طبقه‌بندی شده و از طریق آب و غذا منتقل می‌شود. این (ACDP) پاتوژن‌های خطرناک باکتری سموم قدرتمندی تولید می‌کند که در افراد مبتلا منجر به اسهال، دردهای شدید و تهوع می‌گردد. علائم عفونت‌های شدید شامل کولیت همولیتیک (اسهال خونی)، سندروم اورمی به دلیل افزایش میزان بروز و نیز O157:H7 همولیتیک (بیماری کلیوی) و مرگ است. اشریشیا کلی به این دلیل که کودکان تا ۱۴ سال، سالمندان و افراد دارای نقص سیستم ایمنی در معرض خطر ابتلا به شدیدترین علائم هستند، به یک تهدید جدی برای سلامت عمومی تبدیل شده است.

 اثربخشی روی سطوح مسی 
مطالعات اخیر نشان داده‌اند که سطوح ساخته شده از آلیاژ مس، E. coli O157:H7 را نابود می‌کند. بیش از ۹۹/۹ درصد از میکروب‌های این بیماری، در ۱ الی ۲ ساعت روی سطح مس کشته می‌شوند. روی سطح استیل ضدزنگ این میکروب‌های می‌توانند تا هفته‌ها زنده بمانند.

نتایج نابودی E. coli O157:H7 روی آلیاژ حاوی ۹۹/۹٪ مس (C11000) نشان می‌دهد که این پاتوژن در دمای اتاق (۲۰ درجه سلسیوس) به سرعت و تقریبا به‌طور کامل (با نرخ کشندگی بیش از ۹۹/۹ درصد) طی ۹۰ دقیقه از بین می‌رود. در دماهای پایین (۴ درجه سلسیوس) بیش از ۹۹/۹٪ از باکتری در ۲۷۰ دقیقه نابود می‌شود. E. coli O157:H7 روی سطوح آلیاژهایی شامل ۹۹-۱۰۰٪ مس (مثل C10200, C11000, C18080, و C19700) در دمای اتاق، پس از چند دقیقه شروع می‌شود. در دماهای سردتر عملیات غیرفعال‌سازی حدود ۱ ساعت بیشتر زمان می‌برد.

در مطالعاتی کارایی باکتری‌کشی ۲۵ آلیاژ مختلف مس در برابر E. coli O157:H7 مورد بررسی قرار گرفته است تا آن دسته از آلیاژهایی که بهترین ترکییب را از نظر فعالیت ضد میکروبی،‌ مقاومت در برابر خوردگی/اکسیداسیون و ویژگی‌های ساخت ارائه می‌دهند، شناسایی شوند. مشخص ش که اثر ضد باکتریایی مس در تمامی آلیاژهای مس مورد آزمایش، ذاتی است. همانند مطالعات پیشین، هیچ ویژگی ضد باکترایی بر روی فولاد ضد زنگ مشاهده نشد. همچنین در تایید مطالعات قبلی، سرعت کاهش جمعیت بر روی آلیاژهای مس در دمای اتاق بیشتر از دمای پایین است.

 جستارهای وابسته 

 سطوح لمسی ضد میکروب از جنس آلیاژ مس
 آلیاژهای مس در آبزی پروری
 خواص درمانی نقره
 اثر الیگودینامیک

 منابع 

رده:مقاله‌های ایجادشده توسط ایجادگر
رده:خواص فیزیکی مواد
رده:مس
رده:مس در سلامت