Internationale multizentrische Studie ter bescherming tegen nosocomiale infecties op intensive care-afdelingen

Huidige onderzoeksresultaten van de Medical University of South Carolina tonen aan dat het gebruik van antimicrobiële koperlegeringen de kans op nosocomiale infecties op intensive care-afdelingen met 58 procent kan verminderen. Met deze studie is voor het eerst in klinische proeven aangetoond dat koperwerkstoffen de microbiële belasting op contactoppervlakken aanzienlijk verminderen. Want koperoppervlakken inactiveren niet alleen antibiotica-resistente kiemen, maar ook veel andere pathogenen en minimaliseren zo de overdracht van infecties in zorginstellingen. Het voordeel van aanvullende hygiënemaatregelen wordt door deze internationale multicenterstudie aangetoond.

In Europa krijgt elke 14e patiënt tijdens een ziekenhuisverblijf een nosocomiale infectie. Dit leidt naar schatting tot 147.000 sterfgevallen per jaar. Een recent afgeronde studie, waarvan de resultaten in mei van dit jaar in het “Journal of Infection Control and Hospital Epidemiology“ werden gepubliceerd, bewijst dat antimicrobiële koperwerkstoffen permanent de kiembelasting verminderen en daardoor de infectiepercentages kunnen minimaliseren. Want koper is het enige materiaal dat micro-organismen duurzaam inactiveren kan.

Zo vormen antimicrobiële koperoppervlakken in de ziekenhuissector een belangrijke aanvullende maatregel naast de 4-zuilenstrategie van het Robert-Koch-Institut.

De studie werd uitgevoerd op intensive care-afdelingen van drie grote Amerikaanse ziekenhuizen: betrokken waren de Medical University of South Carolina, het Memorial Sloan-Kettering Cancer Center in New York City en het Ralph H. Johnson Veterans Affairs Medical Center in Charleston, South Carolina. De studie werd gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Defensie.

Met de vraag naar het verminderen van de kiembelasting door gebruik van koperlegeringen in ziekenhuiskamers sloot de studie aan bij internationale onderzoeken uit Duitsland, Japan, Chili en het Verenigd Koninkrijk. Als Duitse referentie gold de Asklepios Kliniek Wandsbek.

Koper werkt langdurig antimicrobieel

"Massieve koperlegeringen bieden een alternatief om het groeiende aantal nosocomiale infecties te verminderen, zonder dat dit extra inspanning van het zorgpersoneel en de schoonmaakploegen vereist," legt professor Dr. Michael Schmidt uit, medeauteur van de studie en adjunct-hoofd van de afdeling microbiologie en immunologie aan de Medical University of South Carolina. "Vanwege de voortdurende en duurzame antimicrobiële werking van koper is het mogelijk aan te tonen dat de vermeerdering van ziekteverwekkers op deze oppervlakken significant verminderd is. Het gebruik van koper biedt daarom een veiligere omgeving, vooral voor al kwetsbare patiënten."

Om de effectiviteit van de massieve koperlegeringen met betrekking tot de rate van nosocomiale infecties te bepalen, werden vaak aangeraakte oppervlakken vervangen door antimicrobiële koper-achtige materialen. Voor de studie werden intensive care-afdelingen geselecteerd, omdat de patiënten hier een hoger risico op infecties hebben. Redenen hiervoor zijn de ernst van hun ziekte, de vaak invasieve procedures en niet in de laatste plaats het frequente contact met het zorgpersoneel.

De patiënten werden gerandomiseerd en verdeeld over kamers met of zonder antimicrobiële koperoppervlakken, om de rate van nosocomiale infecties te vergelijken. Tussen juli 2010 en juni 2011 namen in totaal 650 patiënten deel, die in 16 kamers werden verzorgd (acht met koper uitgeruste en acht standaardkamers).

Tot de uitrustingsstukken die ofwel van koperwerkstoffen waren gemaakt of tot de standaarduitrusting behoorden, behoorden bedden en bedbodems, bijzettafels, infuusstandaards, belknoppen en deurklinken. Het reinigingsgedrag was in de studie- en standaardkamers gelijk.
Antimicrobiële koperlegeringen verlagen de kiembelasting op oppervlakken met 83 %

De resultaten van de eerste studieperiode, die in juli 2012 in het “Journal of Clinical Microbiology“ werden gepubliceerd, toonden al aan dat antimicrobiële koperlegeringen de kiembelasting gemiddeld met 83% verminderen over een periode van 21 maanden. Hierbij vergeleek de studie de kiembelasting van contactoppervlakken met en zonder koper tijdens de actieve patiëntenzorg en tussen routinematige reiniging en desinfectie. Het bleek dat twee belangrijke antibiotica-resistente kiemen, zoals de methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) en de vancomycine-resistente Enterococcus (VRE), met aanzienlijk lagere waarschijnlijkheid op koperoppervlakken werden aangetroffen.

Als resultaat van de studie ontwikkelden 46 patiënten een nosocomiale infectie, waaronder 26 patiënten met een colonisatie door MRSA of VRE. Bij patiënten die in kamers waren ondergebracht met voorwerpen van antimicrobiële koperlegeringen, kon de rate van nosocomiale infecties met 58% worden verminderd in vergelijking met die van patiënten in 'niet-koperkamers'.

De verhouding van patiënten die een nosocomiale infectie en/of colonisatie met MRSA of VRE ontwikkelden, was onder patiënten in kamers met koperoppervlakken (7,1%) significant lager dan onder patiënten in traditionele kamers (12,3%). De verhouding van patiënten die een nosocomiale infectie ontwikkelden, was onder degenen die in de 'koperkamers' (3,4%) waren ondergebracht, significant lager dan onder degenen in traditionele kamers (8,1%).

Synergie-effecten in hygiënemanagement bevorderen kwaliteit en verlagen kosten

"Patiënten die lijden aan nosocomiale ziekten blijven langer in het ziekenhuis, veroorzaken hogere behandelingskosten en hebben een hogere sterftekans door hospitalisatie," aldus Dr. Kassandra D. Salgado, leidinggevende van de studie en assistent-professor aan de Medical University of South Carolina. "Onze studie heeft aangetoond dat het uitrusten van contactoppervlakken met antimicrobiële materialen een aanvullende bijdrage levert aan de bestrijding van infecties op intensive care-afdelingen. Enerzijds konden nosocomiale infecties worden ingedamd, anderzijds ook de kolonisatie met resistente kiemen worden verminderd."

Ook in Duitsland krijgen de hotspots van infectieziekten steeds meer aandacht van hygiënespecialisten. Eerste referentieprojecten met de uitgebreide preventiebenadering en het creëren van synergie-effecten in hygiënemanagement worden gevonden in ziekenhuizen in Berlijn, Hamburg, Hagen, Velbert en Apolda, evenals landelijk in verschillende huisartsenpraktijken.

Werkingsmechanisme van koper grotendeels ontrafeld

Waarom bacteriën op koperoppervlakken sterven, kon grotendeels recent worden ontrafeld door biochemici van de Universiteit Bern in samenwerking met materiaalonderzoekers van de Universiteit van Saarland. In laboratoriumproeven bewees het team dat de bacteriën alleen dan sterven als ze direct contact hebben met het koperoppervlak. Enkelvoudige koperionen in een vloeistof zijn daarvoor vaak niet voldoende. De wetenschappers hebben hun bevindingen nu gezamenlijk gepubliceerd in het vakblad “Applied and Environmental Microbiology“ van de American Society for Microbiology.

In het laboratorium maakten de onderzoekers gebruik van laserinterferentietechnologie bij het Steinbeis-onderzoekscentrum voor materiaalkunde (MECS) in Saarbrücken. Daar werd een koperplaat bedekt met een dunne kunststoflaag. Met pulserende laserstralen maakten de materiaalonderzoekers kleine gaatjes in deze laag en creëerden zo een honingraatpatroon. De gaatjes waren met een halve micrometer, een miljoenste meter, kleiner dan de diameter van de bacteriën. "Het voor ons verrassende resultaat was dat de bacteriën op dit oppervlak niet waren overleden, hoewel koperionen werden vrijgegeven," legt professor Dr. Frank Mücklich van het MECS uit. In een vergelijkbare proef met een onbedekte koperplaat en dezelfde concentratie koperionen werden alle bacteriën na enkele uren vernietigd. "Dit toont aan dat de bacteriën vooral bij direct contact met het koperoppervlak afsterven. Waarschijnlijk wordt daardoor eerst de celwand aangevallen en wordt de voorwaarde geschapen dat de koperionen de cellen volledig kunnen vernietigen," concludeert het interdisciplinaire onderzoeksteam. Dit doet vermoeden dat complexe elektrochemische processen tussen koperplaat en kiemen op het oppervlak een rol spelen.

Bronnen:

1. Mathews, S.; Hans, M.; Mücklich, F.; Solioz, M. (2013):
Contact Killing of Bacteria on Copper is Suppressed if Bacterial-Metal Contact is Prevented and is Induced on Iron by Copper Ions.
In: Applied and Environmental Microbiology, 79 (8): 2605-2611.

2. Salgado, C. D.; Sepkowitz, K. A.; John, J. F.; Cantey, J. R.; Attaway, H. H;
Freeman, K. D.; Sharpe, P. A.; Michels, H. T.; Schmidt, M. G. (2013):
Copper Surfaces Reduce the Rate of Healthcare-Acquired Infections in the Intensive Care Unit.
In: Infection Control and Hospital Epidemiology, 34 (5): 479-486.

3. Schmidt, M. G.; Attaway, H. H.; Fairey, S. E.; Steed, L. L.; Michels, H. T.;
Salgado, C. D. (2013):
Copper Continuously Limits the Concentration of Bacteria Resident on Bed Rails within the Intensive Care Unit.
In: Infection Control and Hospital Epidemiology, 34 (5): 530-533.

4. Schmidt, M. G.; Attaway, H. H.; Sharpe, P. A.; John Jr., J.; Sepkowitz, K. A.;
Morgan, A.; Fairey, S. E.; Singh, S.; Steed, L. L.; Cantey, J. R.; Freeman, K. D.; Michels, H. T.; Salgado, C. D. (2012):
Sustained Reduction of Microbial Burden on Common Hospital Surfaces through Introduction of Copper.
In: Journal of Clinical Microbiology, 50 (7): 2217-23.

5. Wereldgezondheidsorganisatie (2011):
Rapport over de last van endemische zorggerelateerde infecties wereldwijd.