Ионы меди против вирусов
Обновлено: 25.04.2024
В России выпустили пробную партию антивирусных масок с серебром. И наладили производство многоразовых масок с биоактивными наночастицами меди. Также врачи подробно рассказали, как правильно пользоваться одноразовыми медицинскими масками. Оказывается, что многие носят их не той стороной.
Медь против вируса
На Урале ученые-разработчики, резиденты технопарка высоких технологий Свердловской области, наладили выпуск многоразовых масок с биоактивными наночастицами меди.
Как рассказал директор компании-производителя масок Кирилл Чижов, наночастицы они получают из медных отходов, потом ими пропитывают волокна ткани. Общеизвестно, что медь обладает мощными антибактериальным свойством. Причем, это свойство сохраняется у масок с частицами меди и после многократных, не менее 50 раз, стирок. Стоит такая маска 500 рублей.
- Медь обладает способностью не поддерживать жизнедеятельность не только бактерий, но и вирусов, и грибков, - отмечает доцент кафедры фармации и химии Уральского государственного медицинского университета (УГМУ) Татьяна Шерстобитова. - В виде наночастиц она достаточно долго держится на ткани и способна обеспечить долговременную защиту от патогенных организмов. И безусловно усиливает защиту от инфекции.
При контакте с медной поверхностью некоторые штаммы вирусов теряют свою активность на 99 процентов, добавляет заведующий кафедрой технического университета УГМК Андрей Лебедь.
Но пробиться на широкий рынок оказалось не так просто. Одна крупная торговая сеть запросила за место на полке миллион рублей, а деньги за реализацию масок пообещали отдать через 90 дней. Сейчас ребята ведут переговоры с одним местным, не таким амбициозным, ретейлером. Но результата пока нет.
Между тем, одна крупная шведская компания уже предложила разработчикам масок перебраться со всем научным багажом к ним. Шведы пообещали и довольно выгодные условия работы.
Покрыли серебром
В Новосибирске и Санкт-Петербурге российская группа компаний оснастила две производственные линии оборудованием, позволяющим наносить коллоидное серебро (мелкодисперсные частицы, растворенные в особой жидкой среде), на нетканый материал мельтблаун. Именно он является основным фильтрационным слоем медицинских масок. Если "усилить" мельтблаун серебром, то маска, как утверждают производители, становится более эффективной защитой от вирусов и бактерий. Звучит актуально. Но что стоит за этими заявлениями?
Такие маски будут выпускать в двух вариантах - обычная трехслойная, цена которой - 40 рублей за штуку, а также более "продвинутая", пятислойная маска респираторного типа Kn-95 за 90 рублей. Носить их можно неделю.
В широкое производство маски с серебряным покрытием будут запущены в декабре, к тому моменту в компании, как рассказала "РГ" ее представитель Оксана Астапова, планируют получить сертификат на выпуск продукции медицинского назначения. Это позволит продавать маски в аптеках, использовать в больницах. Но пока новинка должным образом не оформлена. Еще один нюанс - отсутствие какого-либо патента на технологию: нужные документы ушли в ответственные для получения международного патента инстанции, но на его оформление может уйти около года.
Так что насчет высокой эффективности масок против вирусов и бактерий пока остается верить на слово. Впрочем, основания для таких утверждений тоже есть. Ученые из новосибирского Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН изучают антибактериальные и противовирусные свойства наносеребра уже много лет. А в феврале этого года представили свою технологию обработки мельтблауна ионами серебра, чему предшествовала серьезная научная работа.
- Были проведены исследования эффективности полученного противовирусного материала в Государственном научном центре вирусологии и биотехнологии "Вектор", - рассказывал тогда главный научный сотрудник ИХТТМ СО РАН академик Николай Ляхов. - Результаты исследования, полученные в октябре 2018 года, показали, что живые микроорганизмы через такие маски не проходят. Материал был проверен на вирусе гриппа А и на двух типах бактерий - стафилококке и E. Coli.
Более того, при контакте с наносеребром на мельтблауне вирус погибал. Производители масок заявляют о том, что их можно носить не снимая до десяти часов. За ночь фильтр сам очистит себя от микробов - утром можно снова использовать ту же маску.
Тем временем первая партия новосибирских масок с серебром отправится в Швейцарию, где успели первыми оформить заказ на респираторы нового типа. А в Новосибирске в розницу маски начнут поступать через месяц.
Маска с той стороны
Томские медики объяснили, как правильно пользоваться одноразовыми медицинскими масками. Оказалось, что многие россияне не знают какой стороной к лицу необходимо их надевать. Одноразовая маска состоит из нескольких слоев. Ее светлая сторона выполнена из мягкого гипоаллергенного материала, поглощающего влагу от выдыхаемого воздуха и пот. А цветная сторона (голубая, зеленая или розовая) состоит из антибактериального и влагоотталкивающего слоя из синтетического материала.
- Расположите маску перед лицом, таким образом, чтобы светлая сторона была повернута к лицу, а цветная - наружу, - сообщает Департамент здравоохранения Томской области. - Убедитесь, что носовой фиксатор из гнущейся проволоки расположен сверху.
Медики напоминают: прежде, чем надевать маску, необходимо тщательно вымыть руки или обработайте их антисептиками.
Приведу простую аналогию: когда перекись водорода используют как местный антисептик, к ней никаких претензий. Когда её пьют или даже в вену вводят с целью продления жизни или профилактики (и не дай бог лечения) рака — резко возникает масса вопросов и возражений. Так и здесь, антисептические свойства ионов серебра отрицать глупо, ими пользуются о-очень давно. Но когда коллоидное серебро объявляют панацеей и начинают глотать на регулярной основе или приобретают приборы для избыточного серебрения питьевой воды, тут неплохо бы вспомнить, что серебро — тяжёлый металл со всеми вытекающими. Бактерии, конечно, ионы серебра убивают, но и клеткам человеческого организма достаётся по полной программе, поэтому важно соблюдать баланс, а вот с этим у представителей альтернативной медицины и их поклонников как-то всё совсем плохо.
Под это дело подкатывается совершенно изумительная теоретическая база. Вот лишь один из примеров:
Приём стар как мир: берём некое утверждение и без каких-либо доказательств и обоснований объявляем его истинным. И потом уже на нём выстраиваем цепочку суждений, не особо отягощая себя биохимией и физиологией, беспорядочно жонглируя фактами.
Но враньё в неповторимом стиле продолжается:
Сторонников посеребрения это нисколько не смущает. Вот классический контраргумент:
Специально посчитала: для получения аргирии (синий человечек) нам потребуется приобрести этого продукта 894 литра — это 3,789 флаконов на сумму 106,092$ и все это выпить. Такое количество невозможно приобрести и употребить одномоментно, и это многим не по карману.
Ещё немного о корректности информации. Вот утверждение, которое встречается почти на всех сайтах или в группах соцсетей, так или иначе продвигающих коллоидное серебро:
- Неизвестны функции серебра в организме, а также польза при приёме его через рот.
- Серебро не относится к эссенциальным (жизненно необходимым) нутриентам или полезным пищевым добавкам.
- Иногда коллоидное серебро продаётся под видом гомеопатических средств.
- Коллоидное серебро может вызывать серьёзные побочные эффекты.
- Коллоидное серебро может нарушать всасываемость некоторых лекарственных средств, таких как некоторые антибиотики и гормон щитовидной железы тироксин.
И что теперь с этим знанием делать? Так вроде никаких других вариантов нет. В медицине применялась масса самых различных средств сомнительной эффективности и вполне очевидной токсичности: сулема, мышьяк, сурьма, свинец. Со временем наука ушла далеко вперёд, в арсенале врачей появились новые лекарства, с куда более управляемыми и предсказуемыми свойствами, а всё перечисленное отправилось на свалку истории. Похоже, что и серебру в пероральных его формах пора туда же. А за серебром в повязках, катетерах, трубках и прочих медицинских материалах и приспособлениях ещё можно понаблюдать, благо там материалов даже на кокрейновские обзоры набирается. Да и рентгеновские аппараты далеко не везде цифровые, нитрат серебра ещё послужит для изображения костей и лёгких на снимках. Может ли в будущем появиться нечто новое? Ну а почему нет? Берём липосому, нагружаем её Ag+, на мембрану липосомы вешаем рецепторы, соединяющиеся только с клеточной стенкой определённых бактерий — и вот вам нанотехнологичный антибиотик, прицельно разгружающийся в конкретного возбудителя.
В качестве материала для посуды медь начали применять еще в Древней Индии. Неизвестно, знали ли в то время о том, что этот металл помогает сохранить здоровье, но медные сосуды для питья по-прежнему довольно широко используются индусами. А полностью доказана способность меди к обеззараживанию поверхностей была в 1983 году экспериментами под руководством Филлис Дж. Кун.
Специалист совместно со студентами осуществила эксперимент в медцентре Хамот, что в Питтсбурге. Участники опыта протирали ватными тампонами различные поверхности - в том числе дверные ручки и даже крышки унитазов. Затем эти тампоны с собранным материалом отправляли в чашечки Петри и изучали наличие микроорганизмов.
Итог эксперимента оказался довольно неожиданным - внешне поверхности из нержавеющей стали и пластика смотрелись гораздо чище, нежели латунные или медные ручки. Однако, меньше всего бактерий осталось живыми на поверхностях из чистой меди, но и латунные (сплав из 2/3 меди и 1/3 цинка) убивали микроорганизмы значительно сильнее пластика или стали.
По результатам своего опыта Филлис Кун рекомендовала медицинским клиникам, в которых планировался крупный ремонт помещений, не трогать медные и латунные части интерьера, а если все же их требовалось заменить, то использовать при реконструкции аналогичные материалы.
Крупные исследования антивирусных и антибактериальных свойств меди были проведены в 2015 году профессором Биллом Кивиллом из университета Саутгемптона. Американская ассоциация производителей меди попросила ученого исследовать обеззараживающие свойства этого металла, и он оправдал надежды заказчиков.
Для своих опытов ученый использовал медные пластины, которые сначала смачивал спиртом и ацетоном. Дальше на металл наносились патогены. После этого обработанные пластины оставались на воздухе (этот промежуток времени варьировался от считанных минут до нескольких суток). Исследование пластин производилось двояко — часть из них просто помещались под микроскоп, вторая часть отправлялись в сосуды наполненные водой и стеклянными бусинками, которые омывали и отскребали поверхность. В обоих из вариантов патогенные вирусы обнаружить не удалось.
Как позднее рассказывал ученый, он со своими коллегами могли наблюдать в микроскоп, как частицы вирусов практически взрываются при попадании на поверхность из меди . По заявлению профессора медь фактически бесследно растворяет вирусы. В данном случае мутация совершенно не помогает, поскольку контакт с медью разрушает гены вируса и бактерии.
Интересен механизм уничтожения медными поверхностями бактерий. По предположению ученых медные поверхности воздействуют на бактерии в два этапа. На первом этапе медь воздействует с внешней мембраной бактерии, разрушая ее. В результате в мембране появляются отверстия, через которые клетка начинает терять питательные вещества и влагу, что в конечном итоге приводит к гибели вредного микроорганизма.
Популярная в прошлом медь способна уничтожать многие бактерии, даже коронавирусы, считают учёные. В Китае её называли символом здоровья. В Египте она была символом вечной жизни. Для финикийцев этот материал была синонимом Афродиты — богини любви и красоты.
Под всеми этими яркими образами древние цивилизации имели в виду именно медь. Материал, который культуры по всему миру признавали жизненно важным для здоровья на протяжении более 5000 лет. Когда различные виды бактерий, такие как гемофильная инфекция, кишечная палочка, стафилококк MRSA, или даже коронавирус попадают на большинство твердых поверхностей, они могут жить там до четырех-пяти дней. Но совсем другое дело, когда они приземляются на медь и медные сплавы, например, такие как латунь. На них вирусы начинают умирать в течение нескольких минут и совсем не обнаруживаются в течение нескольких часов.
Медь в истории человечества
Неудивительно, что в Индии люди пили из медных чашек на протяжении тысячелетий. Медь — это натуральный, пассивный, антимикробный материал. Он может самостоятельно стерилизовать свою поверхность без необходимости использования электричества или антисептика.
Медь стала популярной во время промышленной революции, как материал для механизмов, дверных ручек, светильников и строительных конструкций. Медь по-прежнему широко используется в электрических сетях. Рынок меди на самом деле растет, потому что этот материал является очень эффективным проводником.
Но медь была вытеснена из многих строительных отраслей волной новых материалов в 20 веке. Пластмассы, закаленное стекло, алюминий и нержавеющая сталь — это современные материалы, используемые для всего, от архитектуры до продуктов Apple. Медные дверные ручки и поручни вышли из моды, поскольку архитекторы и дизайнеры выбрали более гладкие (и часто более дешевые) материалы.
Теперь Кивил считает, что пришло время вернуть медь в общественные места, и в частности в больницы. Перед лицом неизбежного будущего, полного глобальных пандемий, пора снова использовать медь в здравоохранении, общественном транспорте и даже в наших домах. И хотя уже слишком поздно предупреждать появление коронавируса COVID-19, стоит подумать о следующей возможной пандемии.
Медь и её преимущества
В 1983 году медицинский исследователь Филлис Дж. Кун (Phyllis J. Kuhn) написала первую критическую статью об исчезновении меди в больницах. Во время обучения гигиене в Медицинском центре Хамот в Питтсбурге студенты проверяли различные поверхности в больнице, включая унитазы и дверные ручки, на наличие микробов. Кун заметила, что сами туалетные комнаты были достаточно чисты, там находилось небольшое количество микробов. В то же время, некоторые элементы (а именно дверные ручки) были особенно грязными и имели на поверхности много опасных бактерий.
В конце концов, она закончила свою статью достаточно простым выводом для всей системы здравоохранения.
Как медь уничтожает вирусы
Спустя десятилетия, и, по общему признанию, благодаря финансированию Ассоциации развития меди (торговая группа медной промышленности), Кивил продолжил исследования Кун. Работая в своей лаборатории с некоторыми наиболее опасными патогенами, он продемонстрировал, что медь не только эффективно убивает бактерии; она также уничтожает вирусы. В 2015 году учёный даже продемонстрировал это явление с помощью предшественника COVID-19, коронавируса 229E.
Когда вирус или бактерия попадают на медный предмет, тот уже покрыт ионами меди. Эти ионы проникают в клетки и вирусы, как пули. Медь не просто убивает эти патогены; она разрушает их изнутри, вплоть до нуклеиновых кислот и репродуктивных механизмов.
Другими словами, использование меди не приводит к рискам передозировки для организма, как, например, чрезмерное употребления антибиотиков. С другой стороны медь — не панацея, а просто хорошая идея, отмечает Билл Кивил.
В реальных испытаниях медь доказывает свою ценность
За пределами лаборатории другие исследователи изучили влияние меди при ее использовании в реальных медицинских условиях. В частности, наблюдались дверные ручки для больниц, больничные кровати и даже подлокотники для кресел для гостей.
В 2015 году исследователи, работающие по гранту Министерства обороны США, сравнили уровни заражения в трех больницах и обнаружили, что когда медные сплавы использовались в больницах, это снижало уровень заражения на 58% . Аналогичное исследование было проведено в 2016 году в педиатрическом отделении интенсивной терапии, которое наметило столь же впечатляющее снижение уровня распространения инфекции.
Но как насчет расходов? Медь дороже, чем пластик или алюминий, и часто более дорогая альтернатива стали. Но с учетом того, что внутрибольничные инфекции обходятся системе здравоохранения США в 45 миллиардов долларов в год, стоимость модернизации по сравнению с ущербом незначительна.
Кивил, который больше не получает финансирование от медной промышленности, считает, что ответственность за выбор меди в новых строительных проектах ложится на архитекторов. Медь была первой (и пока что последней) антимикробной металлической поверхностью, одобренной EPA (Агентство по охране окружающей среды США).
Специалисты в медной промышленности зарегистрировали более 400 медных сплавов в EPA на сегодняшний день.
И этот сплав не выглядит, как старая труба; он неотличим от нержавеющей стали.
Что касается остальных зданий в мире, которые не были обновлены, чтобы вырвать старую медную фурнитуру, у Кивила есть совет:
“Не выбрасывайте их, что бы вы ни делали. Это самое лучшее, что у вас есть.”
Совсем не зря и не случайно в старину так почитали медь многие народы. Может нынешнему поколению стоит оглянуться на ценный опыт предков и начать возвращение к своим традициям. Вероятно, разрушительных бедствий и эпидемий стало бы меньше.
Наш сайт без рекламы для Вашего удобства! Чтобы поддержать проект - поделитесь ссылкой с друзьями. Благодарим!
Несмотря на громкий заголовок этой заметки, никакого сенсационного открытия ученые не сделали. О противовирусных и противомикробных свойствах меди человечеству известно несколько тысяч лет. А современные исследования убедительно подтвердили знания древних: молекулы меди действительно уничтожают все известные микробы и вирусы.
Медные чаши для питья использовали еще в Древней Индии. И до сих пор в этой стране для воды принято использовать посуду из меди. В США большинство водопроводных труб сделаны из меди и медных сплавов.
Наибольшее распространение в строительстве медь получила во время первой промышленной революции в конце XIX века. Металл широко использовали в отделке помещений и для декорирования интерьеров.
Но уже в XX веке пластик, нержавеющая сталь и закаленное стекло начали вытеснять медь из интерьеров. Теперь эти материалы используются повсюду — от дверных ручек до изделий Apple.
Тем временем исследования убедительно доказывают, что медь значительно превосходит современные материалы по своим антибактериальным и противовирусным свойствам.
По заказу Американской ассоциации производителей меди он провел серию исследований, которые демонстрировали дезинфицирующие свойства меди и медных сплавов.
Ученый в том числе экспериментировал с предшественником COVID-19 — коронавирусом 229E, открытым в 2015 году.
В своих экспериментах Кивилл брал полированные медные пластины, обрабатывал их спиртом и ацетоном, затем наносил на поверхность патогены.
Пластины экспонировались в течение определенного времени — от нескольких минут до нескольких дней. После этого их исследовали двумя способами: одни пластины помещали в емкость с водой и стеклянными бусинами, которые омывали их и соскребали с них образцы, другие изучали под микроскопом.
Ни в одном случае следы вирусов и других патогенов обнаружены не были. Медь, действительно, самоочищалась.
По словам Кивилла, это свойство объясняется тем, что ионы меди атакуют все микроорганизмы, которые попадают на поверхность. Ионы металла действуют как пули из автомата, разрывая бактерии и вирусы на части. Микроорганизмы не имеют никаких шансов.
Антимикробные свойства меди еще в 1983 году подтвердила медицинский исследователь Филлис Дж. Кун. Вместе со своими студентами она провела эксперимент. В медицинском центре Хамот в Питтсбурге студенты тампонировали разные поверхности, включая ободки унитазов и дверные ручки.
После этого ватные тампоны помещали в чашки Петри и через несколько дней исследовали результат. Оказалось, что медные поверхности были гораздо более чистыми, нежели стальные или пластиковые.
Исследовательница вынесла рекомендации управляющим клиниками: если в старом госпитале или медицинском центре запланирована реконструкция, не стоит избавляться от медных деталей интерьера, либо заменить их на аналогичные.
По словам профессора Билла Кивилла, настало время пересмотреть отношение архитекторов и строителей к меди.
В случае с коронавирусом COVID-19, конечно, время уже упущено — никто не будет срочно переделывать интерьеры больниц с применением медных деталей.
Но человечество неизбежно столкнется с новыми глобальными пандемиями, и в проектах будущих госпиталей стоит предусмотреть такой доступный и эффективный дезинфицирующий материал как медь.
Читайте также: