Untersuchungen zur Wirkungsweise antimikrobieller Kupferoberflächen

Abstract

Kupferoberflächen inaktivieren eine Vielzahl von Bakterien, Viren und Pilzen in einem Prozess, der als Contact Killing bezeichnet wird. Untersuchungen zur Effizienz und Wirkungsweise von Kupferoberflächen zeigen, dass, abhängig von ihren morphologischen Eigenschaften, hochpathogene Bakterien und Viren der Risikogruppe 2 und 3, nicht aber Endosporen von Bacillusanthracis, durch metallisches Kuper innerhalb von wenigen Minuten inaktiviert werden. Diese Kupferflächen-vermittelte Inaktivierung führt nicht zu dem scheintoten viablen aber nicht kultivierbaren (VBNC) Status. Bakterien können nicht nur Antibiotika Resistenzen, sondern auch Toleranzen gegen metallische Kupferoberflächen entwickeln. Kupferflächen-tolerante Erreger sind jedoch nicht gegen Kupferionen resistenter als der Wild-Typ. Tolerante Erreger entwickeln eine veränderte Fettsäurekomposition, die vermutlich Membranschäden verringert und akkumulieren weniger Kupfer in der Zelle als Wild-Typ Bakterien. Gleichzeitig steigt die Expression stressinduzierter Gene in Kupfer-toleranten Mutanten.

Copper surfaces inactivate a variety of bacteria, viruses and fungi in a process that is known as contact killing. Studies on the efficiency and functioning of copper surfaces show that, depending on their morphological characteristics, highly pathogenic bacteria and viruses of risk group 2 and 3, but not endospores of Bacillus anthracis, are inactivated by metallic copper within a few minutes. These copper surfaces-mediated inactivation does not lead to the apparent death viable but not culturable (VBNC) status. Bacteria can not only develop antibiotica resistance, but also tolerance to metallic copper surfaces. However copper surfaces-tolerant pathogens are not more resistant against copper ions than wild-type cells. Tolerant pathogens develop an altered fatty acid composition, which probably reduces membrane damage. Furthermore mutants accumulate less copper in cell than wild-type bacteria. At the same time the expression of stress-induced genes increases in copper tolerances mutants.