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Cobre Antimicrobiano:
científicamente
comprobado
Una propiedad milenaria que revoluciona hoy
el mercado de la salud
Hospital del Cobre de Codelco “Dr. Salvador Allende Gossens”, Calama, segunda región de Chile
“Cobre Antimicrobiano:
Científicamente
comprobado”
Una propiedad milenaria
que revoluciona hoy
el mercado de la salud
Este documento corresponde a la publicación final del proyecto “Desarrollo
de plataforma de conocimiento y capacidades locales para la creación de
nuevos productos que utilicen la propiedad antimicrobiana del cobre”,
desarrollado con el apoyo de InnovaChile de CORFO.
Entidades participantes
Fundación para la Transferencia Tecnológica-Untec
Av. Beaucheff 993, Santiago, Chile.
www.untec.cl
Equipo de Trabajo Prueba Microbiología
Michael Schmidt (Medical University of South Carolina)
Dra. Valeria Prado Jiménez (Universidad de Chile-Feba)
Claudia Durán Troncoso (Universidad de Chile-Feba)
Dr. Marco Crestto Céspedes (Codelco)
Hernán Fabres Cortés (Codelco)
Patricia Sapiain Gavia (Codelco)
Gustavo Flores Valderrama (Codelco)
Sergio Zepeda Lavín(Codelco)
Centro Chileno de Promoción del Cobre-Procobre Chile
en representación de International Copper Association-ICA
Av. Vitacura, Oficina 303, Las Condes, Santiago, Chile.
www.procobre.org
Equipo de Trabajo Estudio de Aleaciones
Rodolfo Mannheim Casserier (Untec)
Aquiles Sepúlveda Osses (Untec)
Gerardo Hernández Acuña (Untec)
Ernesto Zumelzu Delgado (Universidad Austral)
Corporación Nacional del Cobre-Codelco
Huérfanos 1270, Santiago, Chile.
www.codelco.cl
Equipo de Trabajo Cobrización Salas UCI
Christian Larsen Mella (Duam)
Astrid Osorio Muñoz (Duam)
Camilo Anabalón Alamos (Duam)
Dirección de Proyecto
Rodrigo Palma Hillerns (Untec)
Carmen Tardito Schiele (Codelco)
Comité Ejecutivo
Roberto Corvalán Paiva (Untec)
Miguel Riquelme Alarcón (International Copper Association)
Sergio Jarpa Gibert (Codelco)
Jürgen Leibbrandt von Neefe und Obischau(Codelco)
Hernán Sierralta Wortsman (International Copper Association)
Dr. Miguel Cortés Gallardo (Hospital del Cobre, Codelco)
Daniel de la Vega Wilson (Procobre Chile)
Roberto Iturriaga Vega (Untec)
Equipo de Trabajo Planificación, Gestión y Comunicaciones
Tomás López Pourailly (Codelco)
David Vargas Núñez (Duam)
Michel de Laire Peirano (Duam)
Ingrid Fortuño Saavedra (Duam)
Karen Robles Quiroz (Duam)
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Asesores
Teodoro Wigodski Sirebrenik
Lilian Duery Asfura
Agradecimientos
Patricio Aguilera Poblete, Carlos Álvarez Voullième, Jorge Bande Bruck, María
Elena Boisier Pons, Francisco Brieva Rodríguez, Francisco Costabal Madrid,
Jean Jacques Duhart Saurel, Patricia Espejo Freitas, Omar Hernández Alcayaga,
José Andrés Herrera Chavarría, Sergio Jarpa Gibert, Marcos Lima Aravena,
Claudio Maggi Campos, Bruno Philippi Irarrázabal, Mariano Ruiz-Esquide Jara,
Cecilia Sepúlveda Carvajal, Juan Gabriel Valdés Soublette.
Asistente de Edición
Jorge Núñez Alvarado
Diseño e impresión
Sánchez García Asociados
Publicado en Santiago de Chile, octubre 2010
Tabla de contenidos
1. RESUMEN EJECUTIVO
2. ANTECEDENTES
2.1 Propiedad bactericida del cobre
2.2 La acción del cobre sobre las bacterias
3. ESTADO DEL ARTE DE LAS ALEACIONES DE COBRE EN EL SECTOR SALUD
3.1 Importancia clínica de las infecciones intrahospitalarias
3.2 Materiales más utilizados y competidores
3.3 Experiencia previa en Chile
4. PROYECTO DE INNOVACIÓN EN CHILE
4.1 Análisis de las aleaciones
4.2 Prueba hospitalaria
4.3 Análisis de mercado
4.4 Consejo estratégico
4.5 Difusión
5. ALEACIONES DE COBRE
5.1 Propiedades del cobre y sus aleaciones
5.2 Características de los principales grupos de aleaciones de cobre bactericida aprobados por la EPA
5.3 Disponibilidad de aleaciones de cobre bactericida
5.4 Aleaciones seleccionadas, según potencial bactericida, facilidad de fabricación y su uso
5.5 Comportamiento de aleaciones seleccionadas en las UCIs ante ciclos de limpieza
6. POTENCIAL DE MERCADO
6.1 Demanda
6.2 Áreas físicas y clase de objetos críticos
6.3 Políticas de control de infección
6.4 Adquisiciones y tomadores de decisiones según parámetros que influyen en la prevención de infecciones y las prácticas de control
6.5 Receptividad para la introducción de las superficies de cobre en las instalaciones de la salud
6.6 Oferta
6.7 Variables en la decisión de compra
6.8 Dinámica de la oferta
6.9 Barreras y elementos facilitadores
6.10 Objetos con mayor potencial de mercado
7. ECONOMÍA DE LAS SUPERFICIES DE CONTACTO DE COBRE
7.1 Ahorros de costos asociados con la implementación
7.2 Incremento potencial en la demanda de cobre
8. PRUEBA HOSPITALARIA
8.1 Diseño del estudio: Selección de objetos en salas UCI
8.2 Evaluación de la carga bacteriana: línea base
8.3 Objetos cobrizados
8.4 Estudio comparativo del impacto de las superficies de cobre para reducir la carga bacteriana
8.5 Recolección de las muestras
8.6 Resultados y conclusiones de la prueba hospitalaria
9. CONCLUSIONES
10. REFERENCIAS
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1. Resumen Ejecutivo
En febrero de 2008, la Environmental Protection Agency (EPA), organización
encargada de proteger la salud humana y el ambiente en los Estados
Unidos, aprobó el registro de aleaciones de cobre al valorar su propiedad
bactericida, para su uso en superficies de contacto sólidas con aplicaciones
en salud. El cobre es el primer metal sobre el cual recae este reconocimiento
de la EPA, sustentado en un extenso trabajo de investigación científica.
Cabe destacar que los procesos de manufactura que aseguran mantener
el registro de aleaciones aprobadas por la EPA en un producto terminado,
son aquellos que no modifican la composición de las aleaciones. Por lo
tanto, la fabricación de objetos con dichas aleaciones debe ser mediante
su conformado en estado sólido, empleando métodos como laminación,
extrusión, plegado, etc., quedando excluidos los procesos de recubrimiento
tales como electro depositación, proyección de partículas de cobre a
altas velocidades sobre superficies metálicas, pintura, entre otros. Este
requisito se debe además a la eventual pérdida de cobre que podría
producirse al contacto de las personas con las superficies.
Las infecciones adquiridas en los hospitales constituyen un problema
importante y no resuelto a nivel mundial. Aumentan tanto la morbilidad
como la mortalidad en los pacientes internados y los gastos de la atención
médica. Las infecciones intrahospitalarias (IIH) representan altos costos
en los sistemas de salud, debido a infecciones originadas por bacterias
multirresistentes (en cuyo caso se requieren antibióticos más sofisticados
y más caros), y afectan principalmente a pacientes con patologías de
base o con su sistema inmunológico comprometido.
Chile, como primer productor de cobre en el mundo, impulsó el proyecto
“Desarrollo de plataforma de conocimiento y capacidades locales para
la creación de nuevos productos que utilicen la propiedad antimicrobiana
del cobre”, que tuvo como principal objetivo generar conocimiento y
capacidades en Chile que permitan desarrollar nuevos materiales y
aplicaciones que utilicen la propiedad antimicrobiana del metal rojo,
posicionándolo como un material de punta para ser empleado en una
amplia gama de productos de uso médico, infraestructura
hospitalaria y otros lugares con alto tráfico de personas.
Esta iniciativa fue desarrollada por la Fundación para la Transferencia
Tecnológica-Untec, Codelco y la International Copper Association (ICA),
a través de Procobre Chile. Además, contó con el apoyo de InnovaChile
de Corfo. El proyecto se inició en noviembre de 2008 y finalizó en octubre
de 2010.
Las actividades se agruparon en cinco etapas:
Etapa 1: Análisis de las aleaciones
Se analizaron las características metalúrgicas y mecánicas de las aleaciones
de cobre registradas por la EPA de los Estados Unidos, de modo de
utilizarlas en productos cuya propiedad bactericida en superficies de
contacto agreguen un nuevo valor comercial. En este análisis se determinó
que existe baja disponibilidad de aleaciones certificadas por la EPA en
formatos comerciales, además de una barrera cultural para el uso del
cobre, debido a que su oxidación en condiciones ambientales normales
le da un aspecto visual “desaseado” si se compara con la “limpieza visual”
del acero inoxidable, material de uso masivo en ambientes hospitalarios.
Etapa 2: Prueba hospitalaria
Se desarrolló en las seis salas de la Unidad de Cuidados Intensivos (UCIs)
del “Hospital del Cobre Dr. Salvador Allende Gossens” de Calama,
perteneciente a Codelco. El objetivo de la prueba fue determinar la
acción de cobre o sus aleaciones sobre la carga bacteriana total que
contamina las superficies críticas de contacto en las salas de UCI.
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Se realizó recuento de las bacterias presentes totales y además, se
seleccionaron las bacterias que representan las causas más importantes
de las IIH. Durante el proyecto se implementaron tres salas UCI con
implementos de cobre, mientras que las otras tres se utilizaron como
control.
La prueba demostró que la reducción de la población de bacterias estudiadas,
en promedio superó el 80%, de modo que se comprobó que la
implementación de superficies de cobre o sus aleaciones en los ambientes
hospitalarios, constituye un complemento importante en las medidas de
control de transmisión de patógenos utilizadas actualmente en hospitales
y clínicas.
Etapa 3: Análisis de mercado
Para determinar las necesidades y las oportunidades existentes, relacionadas
con la propiedad bactericida del cobre en el mercado de la salud, se efectuó
un estudio de mercado a nivel internacional con cobertura en catorce
países de cinco continentes.
Se determinó que los diez objetos con mayor potencial de mercado son:
grifos (llaves de agua), camas/barandas de camas, mesas para comer,
manillas de puertas, porta-sueros, lavatorios, equipos de baño, manillas
de las camas (placas para empujar), carros y teclados del computador.
Además, un 77% de los expertos de área salud, que fueron encuestados,
se mostraron dispuestos a la adopción de cobre o sus aleaciones como
material alternativo para los objetos utilizados en los ambientes hospitalarios.
Etapa 4: Consejo Estratégico
Se constituyó un Consejo Estratégico, integrado por un grupo de importantes
actores a nivel nacional del mundo académico, empresarial y público. El
resultado de esta etapa, es la propuesta de un proyecto país de Investigación,
Desarrollo e Innovación (I+D+i) en usos no convencionales del cobre, y de
los ejes que deben sustentar el desarrollo de su estrategia.
Los ejes más relevantes a considerar son:
Eje 1. Formación de capital humano.
Eje 2. Esfuerzos en mejoramiento productivo y desarrollo de mercado
son complementarios.
Eje 3. Organización a largo plazo.
Etapa 5: Difusión y transferencia de resultados
Con la finalidad de difundir el proyecto y sus resultados, se creó el sitio
web www.cobrebactericida.org en el cual se entrega información y noticias
vinculadas con la propiedad bactericida del cobre. La actividad final de
esta etapa, es la realización de un seminario de cierre del proyecto, con
la participación de expertos en los ámbitos de la microbiología, metalurgia
y desarrollo de mercado del cobre provenientes de Chile, Estados Unidos
y Alemania.
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2. Antecedentes
El cobre es la principal riqueza minera de Chile, y las mayores reservas
mundiales probadas del mineral se encuentran en nuestro país.
La sustentabilidad del mercado del cobre a corto, mediano y largo
plazo constituye una ruta claramente trazada en las aspiraciones de
desarrollo de nuestra nación. A pesar de ello, Chile destina escasos
recursos, con relación al volumen del negocio, hacia la búsqueda de
nuevos usos y aplicaciones para este metal.
Se hace necesario entonces, fortalecer la generación de nuevo
conocimiento en torno a este metal a través del trabajo conjunto entre
empresas y universidades, de modo de implementar proyectos de
Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) con esta finalidad.
Es el camino que Chile deber seguir para que este sector de la economía
pueda alcanzar una sólida y proactiva contribución hacia el progreso
y perpetuar al cobre como materia prima de preferencia a nivel mundial,
en sus variadas áreas de aplicaciones.
Hoy el cobre presenta una inusual oportunidad de mercado para Chile.
En febrero de 2008 la Environmental Protection Agency (EPA),
organización encargada de proteger la salud humana y el ambiente
en los Estados Unidos, aprobó el registro de 270 aleaciones de cobre
al valorar su propiedad bactericida para su uso en superficies de
contacto sólidas con aplicaciones en salud. El cobre es el primer metal
sobre el cual recae este reconocimiento de la EPA, sustentado en un
extenso trabajo de investigación científica.
Este importante hito se logró luego de varios años de pruebas de
laboratorio realizadas de forma independiente por la International
Copper Association (ICA) y pruebas adicionales llevadas a cabo por la
misma institución bajo rigurosos protocolos de prueba según estándares
de la EPA.
Este avance autoriza a promocionar el uso de estas aleaciones y a
sostener que, en estudios experimentales, el metal elimina el 99% de
las bacterias en un período de dos horas, cuando se utiliza en superficies
de contacto sólidas y a partir de materiales (aleaciones) en estado
sólido, es decir, productos laminados, extruidos y conformados en
general. Pese a que se consideraron como complemento las habituales
medidas de limpieza, éstas en ningún caso reemplazan la efectividad
del cobre como bactericida. Lo importante de destacar es que, según
los estudios clínicos realizados en Estados Unidos y Chile, la acción de
cobre es continua y permanente.
A la fecha, la EPA tiene registrado un total de 282 aleaciones de cobre
como materiales con propiedad bactericida. Ante este promisorio
escenario, la ICA dio un gran paso al lanzar en 2010 la marca registrada
del cobre, “Antimicrobial Copper Cu+”, para iniciar las aplicaciones.
Todos estos hechos se convierten en una noticia positiva para la
población mundial, que vive en grandes ciudades y se desplaza como
nunca antes por el planeta.
Son estos cambios de la vida moderna los que incrementan la exposición
a una gran diversidad de bacterias patógenas, muchas de las cuales
se han vuelto resistentes a los antibióticos hoy disponibles. Como
resultado, se ha creado una situación de mayor riesgo de contagio
para las personas y genera una crisis de salud pública mundial para
enfrentar tal realidad.
Por estas razones, la propiedad bactericida del cobre abre enormes
posibilidades de nuevos mercados en la salud pública como privada,
incluyendo su aporte en la aplicación a nivel de los medios de transporte
masivos, salas de espera de atención médica, baños públicos,
establecimientos educacionales, gimnasios, entre otros ámbitos.
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El empleo del metal o sus aleaciones en las superficies de contacto de
alta manipulación reduce la carga bacteriana y, por lo mismo, la
probabilidad de contagio y transmisión de enfermedades. No obstante,
aún quedan desafíos técnicos por sortear en cada una de las diferentes
aplicaciones del cobre.
2.2 La acción del cobre sobre las bacterias
El cobre es un nutriente esencial para la vida del hombre y de cualquier
ser vivo. Sin embargo, numerosos estudios sugieren que altas
concentraciones de este metal tienen efectos adversos sobre las
bacterias, que son unicelulares, o sea, conformadas por una sola célula.
2.1 Propiedad bactericida del cobre
Existen sólidas evidencias de laboratorio que demuestran la actividad
bactericida que tienen las superficies metálicas de cobre y sus aleaciones,
frente a una amplia gama de bacterias patógenas para la salud humana.
Entre los agentes causantes de las infecciones intrahospitalarias, se
encuentran Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SAMR),
Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumanii y Pseudomonas
aeruginosa.
Se suman a la lista patógenos respiratorios de difícil tratamiento, como
Mycobaterium tuberculosis, y todos aquellos asociados a enfermedades
transmitidas por los alimentos, como Listeria monocytogenes, Escherichia
coli O157, Campylobacter, Salmonella spp. En estos estudios, se empleó
como patrón de referencia el acero inoxidable. Este material, que se
utiliza tanto en ambientes hospitalarios como en equipos quirúrgicos,
demostró que es totalmente incapaz de inhibir la multiplicación
bacteriana.
Estudios realizados por Michels y col. [1] muestran que la acción
bactericida de las superficies de cobre se ejerce con la misma eficacia
a diferentes temperaturas (35ºC y 22ºC) y en diferentes condiciones
de humedad relativa del aire (entre rangos de 90% y 20%). Otros
metales como la plata, que también tiene propiedad bactericida,
solamente son activos en ambientes de temperatura elevada (35ºC) y
alta humedad (90%).
La ineficacia de los materiales que contienen iones de plata ha sido
comprobada también en un estudio realizado en ambientes hospitalarios.
Dicho trabajo midió la carga bacteriana presente en estetoscopios
estándares y estetoscopios cuya cubierta del diafragma contenía iones
de plata.
Los resultados mostraron que en las condiciones del entorno hospitalario
—24% de humedad relativa y 20ºC de temperatura— los estetoscopios
fabricados con plata tenían tres veces mayor carga bacteriana que los
controles (256 UFC versus 71 UFC por muestra)[2].
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En estos microorganismos, el cobre presente en el ambiente que los
rodea se une directamente a su delgada membrana celular, lo que
facilita su entrada al interior de las células. El metal, además, actúa
activamente debido a que esta estructura de las bacterias es parte
esencial para el intercambio de nutrientes y desechos con su entorno.
En el ser humano, en cambio, el transporte del cobre a través de las
membranas de las células es más complejo.
Estas barreras están compuestas por una doble membrana y, por lo
mismo, ésta es muy selectiva a lo que entra o sale de ella. Además, la
epidermis, la capa más externa de la piel, está compuesta en su mayoría
por células muertas. Por estas razones, a la piel no penetra más que
el 0,03% del metal en contacto con ella, sin causar daño alguno.
El cobre actúa activamente sobre las bacterias; primero en sus
membranas y luego al interior de estos diminutos microorganismos.
Este metal, en contacto con el oxígeno, se transforma alternadamente
en óxido cuproso y óxido cúprico. Ambos compuestos forman una capa
sobre la estructura cristalina del metal o sus aleaciones y van liberando
iones positivos de cobre, es decir, Cu+. Tales iones, ávidos por aparearse
con electrones para neutralizar su carga, se unen a los lípidos y las
proteínas de la membrana celular de las bacterias.
El Cu+ entonces roba electrones a estas moléculas y, por tanto, se
oxidan, constituyendo este caso el primer daño externo que ejerce este
metal. Las membranas cambian su composición y, al hacerlo, se crea
un desbalance en la entrada y la salida de minerales —sodio y potasio—
clave para su normal funcionamiento. El metal ingresa por aquellos
espacios alterados de la membrana celular de las bacterias, iniciando
una cascada de eventos que termina por causar daños irreparables y
definitivos, impidiendo su sobrevivencia.
Al interior de la bacteria, en el citoplasma, el cobre se fija en los sitios
de unión de las proteínas que le confieren su actividad biológica y
desplaza al metal que originalmente formaba parte de esa estructura.
Debido a este mecanismo, las proteínas pierden su rol, al igual como
sucedería si al sitio activo de la hemoglobina se reemplazara el hierro,
el elemento que le permite transportar el oxígeno de la sangre. Y esta
“dislocación química” es definitiva, porque altera la síntesis de las
proteínas y éstas resultan defectuosas.
Estas grandes moléculas, conformadas por muchos ladrillos (aminoácidos)
determinan la estructura de cualquier tipo de organismo y,
principalmente, operan como enzimas, que son las que median para
que las reacciones químicas ocurran.
Con respecto a la acción adversa del cobre sobre el ADN de las bacterias,
hay estudios que descartan esta posibilidad y otros que la apoyan como
mecanismo directo. En cualquier caso, no hay riesgo para el ADN
humano, porque los alimentos son la única vía de entrada del cobre.
El intestino absorbe ínfimas dosis del metal y el hígado lo almacena
para entregar, según las necesidades, este componente fundamental
para la salud del hombre.
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3. Estado del arte de las aleaciones
de cobre en el sector Salud
3.1 Importancia clínica de las infecciones intrahospitalarias
Las infecciones adquiridas en los hospitales constituyen un problema
importante y no resuelto a nivel mundial. Aumentan tanto la morbilidad
como la mortalidad en los pacientes internados y los costos de la
atención médica. En Chile las infecciones intrahospitalarias (IIH) se
distribuyen frecuentemente de la siguiente forma:
a) Infecciones del tracto urinario, asociadas al uso de catéter urinario
permanente, representan el 23% del total de las IIH y tienen una
incidencia de tres casos por cada cien pacientes conectados a esta
sonda. Los principales agentes causales de este tipo de infección
son Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas
aeruginosa y Enterococcus faecalis.
b) Infecciones de heridas operatorias. Su frecuencia varía según el tipo
de intervención quirúrgica. Al tomar como ejemplo las operaciones
de la vesícula biliar (colecistectomías), las infecciones tienen una
incidencia de un caso cada cien cirugías clásicas y de 0,3 casos en
cirugías laparoscópicas. En procedimientos más complejos, como
los by-pass coronarios, el riesgo de infecciones aumenta a tres casos
por cien operados. Los principales agentes causales de estas
infecciones son Escherichia coli y Staphylococcus aureus.
c) Neumonías originadas por ventilación mecánica, enfermedad que
tiene una mortalidad elevada, especialmente en pacientes adultos.
En pacientes con patología de base alcanza al 12,1%. La incidencia
es de 14,5 casos por cada cien pacientes adultos sometidos a ese
procedimiento de sobrevivencia y disminuye a 3,4 casos en niños.
Las bacterias responsables de estas infecciones son Acinetobacter
baumanii, Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus.
d) Septicemias, que son las infecciones sistémicas que invaden la
circulación sanguínea. Se presentan en pacientes con catéteres
vasculares, inmunosuprimidos (con su sistema inmunológico
debilitado) o pacientes añosos. La vigilancia se enfoca en los pacientes
con catéter venoso central (CVC). La incidencia de septicemia
asociada a estos catéteres es de 1,4 casos por cien pacientes adultos
y aumenta a dos casos en pacientes pediátricos. La letalidad alcanza
el 13,3%. En estos casos, los principales patógenos son Staphylococcus
aureus, Staphylococcus coagulasa negativa y Klebsiella pneumoniae.
Es complejo determinar el impacto económico de las infecciones
intrahospitalarias. Esto depende del tipo de infección, del agente
etiológico y de la sensibilidad a los antibióticos. Algunas infecciones
adquiridas son más severas que otras. Sin embargo, los mayores costos
se deben, por una parte, al tratamiento de las infecciones originadas
por bacterias multirresistentes, en cuyo caso se requieren antibióticos
más sofisticados y más caros. Y, por otro lado, los costos aumentan
según el tipo de pacientes, es más elevado en aquellos con patologías
de base o con su sistema inmunológico comprometido.
Según un estudio que calculó en 2002 los costos de las infecciones
intrahospitalarias en veinticuatro hospitales chilenos de alta y mediana
complejidad, las IIH aumentaban el uso de antibióticos y en dos a
cuatro veces la estadía de los pacientes. Es relevante constatar que
dicho estudio mostró que las infecciones de heridas operatorias
prolongaron la estadía entre 13 y 50 días, mientras que las infecciones
de la circulación sanguínea entre 7 y 64 días. En el empleo de
antibióticos por heridas operatorias, se observó un exceso de uso de
antibióticos entre 13 y 113 dosis diarias. En las neumonías asociadas
a ventilación mecánica, en tanto, se registró un exceso de entre 28
y 73 dosis diarias.
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Este trabajo sugiere el significativo impacto en términos de costos
directos de las infecciones intrahospitalarias. Si se considera que un
número importante de estas infecciones ocurren en pacientes críticos,
la carga económica tiene mayor peso con respecto a las estadías en
la Unidades de Cuidados Intensivos [3].
Si hay dificultades para calcular los costos directos de una infección
hospitalaria, es todavía más difícil estimar los costos indirectos, como
secuelas, ausentismo laboral, pérdida de productividad, alteración de
la vida familiar y muerte.
Es de amplio conocimiento que el principal mecanismo de transmisión
de los patógenos intrahospitalarios se ejerce a través de las manos del
personal médico, los paramédicos, los pacientes y los visitantes, quienes
arrastran las bacterias desde las superficies que tocan [4]. Además, se
ha demostrado que las superficies ambientales constituyen un reservorio
importante de patógenos y contribuyen a su diseminación [5].
Teniendo en consideración esta realidad, se ha planteado como estrategia
recubrir las superficies de contacto con cobre o sus aleaciones para
contribuir a disminuir la carga bacteriana en los recintos hospitalarios,
de modo de lograr con mayor éxito el control de las IIH. Las IIH tienen
graves consecuencias para los pacientes, tanto de instituciones públicas,
privadas o militares. Según el Centers for Disease Control and Prevention
(CDC) de Estados Unidos, anualmente ocurren más de dos millones de
infecciones intrahospitalarias en ese país y dejan alrededor de 90 mil
muertos. También el CDC ha estimado que el combate contra los
agentes patógenos tiene un costo de 4,5 a 5 mil millones de dólares
por año [6].
Se agrega un estudio independiente realizado por el Chicago Tribune
[7], en el que se evaluó datos de los 5.810 hospitales registrados en
los Estados Unidos. Se comunicó que aproximadamente 103.00 muertes
eran atribuibles a las IIH, un 14% más alto que lo informado por el
CDC.
El informe de ese periódico estadounidense estableció que el 75% de
las infecciones intrahospitalarias letales se debían a instalaciones
insalubres y/o instrumentos contaminados. Una preocupación adicional
surgió de la observación que muchas de estas infecciones fueron
causadas por bacterias resistentes a múltiples antibióticos, tales como
Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SAMR) y Enterococcus
resistente a Vancomicina (ERV), situación que dificulta el tratamiento.
Otras instituciones, como el Global Emerging Infections Surveillance
and Response System (GEIS), dependiente del Ministerio de Defensa
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de Estados Unidos, han declarado que “las enfermedades infecciosas
emergentes son una amenaza significativa para la seguridad nacional
de su país y del mundo”. Las recomendaciones resultantes de GEIS
proponen: definir la extensión de la resistencia de los patógenos a
través de la implementación de un programa de vigilancia exhaustiva;
identificar medidas de control y prevención más efectiva, y estimular
tanto la investigación como el desarrollo de nuevos antibióticos y otros
productos para prevenir o controlar enfermedades infecciosas.
El CDC publicó una guía para el control de la amplia gama de infecciones
que ocurren en los ambiente de los sistemas de salud. Recomienda el
lavado de manos como la primera línea defensiva para minimizar la
contaminación cruzada (objeto-persona). Del mismo modo, el CDC
propone regular los procedimientos de desinfección de los equipos
hospitalarios, especialmente los que tienen contacto directo con los
pacientes.
Desafortunadamente, los esmerados cuidados de salud frente a las
infecciones intrahospitalarias, tales como las prácticas de higiene, han
probado ser insuficientes [6][8]. A diferencia de estas medidas
profilácticas intensivas, las superficies de cobre y sus aleaciones tienen
un efecto permanente en su capacidad de eliminar bacterias patógenas,
incluyendo aquellas resistentes a los antibióticos como SAMR y ERV.
Este hecho tan crucial no ocurre con los desinfectantes autorizados,
porque en muy corto plazo, la carga bacteriana presente en las
superficies retornan a los niveles observados antes de la higienización.
El cobre también tiene efectos deletéreos similares frente a diversos
virus y hongos, lo que representa una estrategia complementaria
interesante.
3.2 Materiales más utilizados y competidores
En la actualidad, las superficies de contacto presentes en establecimientos
de salud, medios de transporte masivos, centros educacionales, edificios
residenciales y comerciales, entre otros ejemplos, son fabricadas en
base a acero inoxidable o aluminio. Ambos materiales proveen una
superficie de apariencia limpia y brillante, con capacidad de mantener
estas características en el tiempo.
Para el caso particular del uso de acero inoxidable, como principal
material en la construcción de superficies de contacto en lugares de
alta concurrencia —pasamanos, manillas, asideros, placas para empujar
puertas, lavatorios—, su facilidad de limpieza y aspecto, tanto limpio
como brillante, dan una sensación de seguridad a los usuarios. Estas
características son, a su vez, internalizadas por ellos. Esta confianza
casi ciega conduce finalmente a la elección casi inmediata de este
material cuando se trata de instalar artefactos metálicos que son
frecuentemente manipulados en esos lugares.
Sin embargo, estas superficies pueden no estar limpias. La ilustración
1 muestra cómo cepas de Escherichia coli O157 sobreviven en una
superficie de acero inoxidable luego de un proceso de pulido y aseo.
Esto sugiere que no es suficiente una apariencia limpia ni un protocolo
de higiene riguroso, si las superficies de contacto poseen intersticios
microscópicos que sirven de “guarida” a los patógenos.
Al identificar claramente la necesidad de nuevos materiales con
propiedades bactericidas, hace algunos años la industria de la plata
irrumpió en el mercado con productos como teclados de computador,
plantillas para calzado, fibras, sistemas de ventilación en refrigeradores,
entre otros. Este sector industrial declaró, en la ocasión, que los iones
de plata poseen propiedades para eliminar bacterias.
Cabe recordar que se ha demostrado que la actividad bactericida de
materiales con iones de plata sólo se verifica de acuerdo con el estándar
JIS Z 2801 [1]. Según este último, el metal ejerce su acción a una
temperatura superior a 35°C y con una humedad relativa mayor al
90%, condiciones que difícilmente se dan en ambientes hospitalarios,
de trabajo en oficinas u otros sitios de masiva afluencia.
En resumen, el cobre se presenta como la opción efectiva contra las
infecciones intrahospitalarias y la contaminación de los más diversos
entornos, donde los actuales materiales utilizados en la fabricación de
dispositivos de alto contacto no demuestran actividad bactericida
alguna.
3.3 Experiencia previa en Chile
Los trabajos desarrollados en Chile son consistentes al demostrar la
inefectividad bactericida de otros materiales como el acero inoxidable.
Uno de ellos es un estudio experimental efectuado durante 2008 en
el laboratorio de Microbiología de la Facultad de Medicina de la
Universidad de Chile.
Ilustración Nº 1.
E. Coli O157 en una superficie de acero inoxidable pulida y recientemente desinfectada.
Un estudio realizado por Michels HT et al [9] demostró que, en
condiciones ambientales normales, una carga bacteriana de 107 SAMR,
uno de los principales patógenos de las infecciones intrahospitalarias,
desaparece en menos de una hora en una superficie de cobre puro.
En superficies de acero inoxidable, en tanto, se observaron que los
mismos patógenos permanecen viables aún después de 72 horas y bajo
las mismas condiciones ambientales.
La única vía, hasta ahora, para acortar la brecha entre la transmisión
de patógenos y las infecciones por contacto directo en el ámbito de
la salud, es contar con un material con gran poder bactericida.
El cobre y sus aleaciones son una nueva y efectiva alternativa para
mitigar este problema que afecta al mundo entero. Ningún otro material
bactericida ha sido objeto de tantas pruebas rigurosas y evaluaciones
acerca de su desempeño.
De acuerdo al modelo utilizado, dicho estudio demostró que cepas de
patógenos frecuentemente asociados a infecciones intrahospitalarias
se adhieren y multiplican tanto rápida como eficientemente a las
superficies de acero inoxidable. Al comparar el mismo procedimiento
con superficies de cobre metálico, se observó algo muy distinto.
En este caso, el estudio demostró que, a temperatura ambiente, inóculos
bacterianos importantes (2-3x107 unidades formadoras de colonias)
de patógenos como SAMR, Klebsiella pneumoniae y Acinetobacter
baumanii aisladas de pacientes con infecciones intrahospitalarias, no
fueron capaces ni de adherirse ni multiplicarse en las placas de cobre
puro durante 48 horas de observación (ver Gráfico 1).
Además, cuando estas mismas láminas de cobre se sumergieron en
medio líquido, a las 30 horas de exposición también se observó un
importante efecto bactericida sobre las bacterias en suspensión,
también provenientes de aislamientos clínicos, como fueron Klebsiella
pneumoniae y Acinetobacter baumanii [10].
13
Gráfico 1. Adherencia de las bacterias en láminas de cobre versus acero inoxidable
Ensayo adherencia bacteriana a láminas de cobre y acero inoxidable
Staphylococcus aureus (MRSA)
Klebsiella pneumoniae
1,00E+07
Acinetobacter baumanii
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+06
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+03
1,00E+03
cfu/ml
cfu/ml
cfu/ml
1,00E+05
1,00E+02
1,00E+02
1,00E+04
1,00E+03
1,00E+02
1,00E+01
1,00E+01
1,00E+00
1,00E+01
1,00E+00
0
10
20
30
Tiempo (horas)
40
50
1,00E+00
0
10
20
30
40
50
0
Tiempo (horas)
Las cepas clínicas de MRSA, K. pneumoniae y A. baumannii, no mostraron adherencia a las lámina de cobre en ningún momento durante
las 48 hrs de observación, con recuentos de cero colonias/mL. La observación microscópicas de las láminas fue coincidente y no mostró
bacterias adheridas. En contraste, se observó una rápida y creciente adherencia de estas cepas a las láminas de acero inoxidable, con recuentos
a las 48 hrs de 1,00E+07.p=0.0022 y 0.0025 respectivamente.
14
10
20
30
40
50
Tiempo (horas)
Acero
inoxidable
Cobre
4. Proyecto de innovación en Chile
En noviembre de 2008, se dio inicio al proyecto “Desarrollo de
plataforma de conocimiento y capacidades locales para la creación
de nuevos productos que utilicen la propiedad bactericida del cobre”.
Se diseñó con el objetivo de generar conocimiento y capacidades en
Chile que culminen con patentes asociadas tanto a nuevos materiales
como aplicaciones del metal. La estrategia es posicionar al cobre y sus
aleaciones como un material de punta para ser utilizado en una amplia
gama de productos de uso médico, infraestructura hospitalaria,
transporte colectivo, centros educacionales y otros lugares con alto
tráfico de personas.
Las actividades del proyecto se encuentran agrupadas en cinco etapas:
4.1 Análisis de las aleaciones
En esta primera etapa se analizaron las características metalúrgicas
y mecánicas de las aleaciones de cobre registradas por la EPA de los
Estados Unidos, de modo de utilizarlas en productos cuya propiedad
bactericida en superficies de contacto agreguen un nuevo valor
comercial.
4.2 Prueba hospitalaria
La siguiente etapa consistió en realizar una prueba hospitalaria para
demostrar la efectividad de la propiedad bactericida del metal anaranjado
en condiciones normales de uso. El estudio fue llevado a cabo en la
Unidad de Cuidados Intensivos (UCIs) del Hospital del Cobre “Dr.
Salvador Allende Gossens” de Calama, perteneciente a Codelco.
4.3 Análisis de mercado
Para determinar las necesidades y las oportunidades que existen con
relación a la propiedad bactericida del cobre en el mercado de la salud,
se realizó un estudio de mercado a nivel internacional, con cobertura
en catorce países de cinco continentes.
4.4 Consejo Estratégico
En la cuarta etapa del proyecto se conformó un Consejo Estratégico,
convocando a un grupo de destacadas personalidades del mundo
público y privado. Sobre la base de los resultados de las tres primeras
etapas y del estado de las artes, se le solicitó a dicho Consejo la misión
de crear las condiciones para el desarrollo de nuevos materiales,
aplicaciones y/o producto que utilicen la propiedad bactericida del
cobre y fomentar la investigación en estas áreas.
4.5 Difusión
La última y quinta etapa comprende la difusión de los resultados
obtenidos en las diferentes fases del proyecto. Con esta finalidad, se
creó el sitio web www.cobrebactericida.org para entregar información
y noticias vinculadas con la propiedad bactericida del cobre. El proyecto
finalizó en octubre de 2010 con un seminario internacional, con la
participación de expertos, los que desde sus distintas especialidades,
contribuyeron a esta iniciativa.
15
16
5. Aleaciones de cobre
5.1 Propiedades del cobre y sus aleaciones
El cobre, de símbolo Cu (del latín cuprum), es un metal de transición
que tiene una densidad de 8,93 g/cm3 (el hierro tiene 7,8 g/cm3) y una
temperatura de fusión de 1.083oC. Industrialmente, el cobre se utiliza
puro y también como base de diferentes aleaciones (bronces y latones,
por ejemplo). Dentro de sus principales características como material,
destacan:
•
•
•
•
•
Excelente conductor eléctrico y térmico.
Altamente dúctil y tenaz.
Altamente reciclable.
No se fragiliza a bajas temperaturas.
Efectiva capacidad bactericida.
última característica a expensas de una moderada baja en la resistencia
a la corrosión.
d) Bronces al fósforo: C50100-C52480, Cu-Sn-P: tienen alta resistencia
elástica y a la fatiga o desgaste del material. Poseen también alta
resistencia a la corrosión y facilidad tanto para deformar los materiales
(conformabilidad) como para constituir una sola unidad (soldabilidad).
Son principalmente producidos en flejes para productos eléctricos.
e) Bronces al aluminio: C60800 - C64210, Cu-Al-Ni-Fe-Si-Sn: tienen
la mejor combinación de alta resistencia mecánica y excelente resistencia
a la corrosión. Son principalmente usados como piezas estructurales
en ambientes marinos.
5.2 Características de los principales grupos de aleaciones de cobre
bactericida aprobados por la EPA
f) Cobre-níquel: C70100 - C72950, Cu-Ni-Fe: son las aleaciones de
cobre más resistentes a la corrosión. Al igual que las aleaciones a base
níquel, las de cobre-níquel exhiben alta resistencia a la oxidación en
vapor y aire húmedo.
a) Aleaciones de Cobre: C10100-C15815, >99%Cu: blandas y dúctiles.
Pueden ser endurecidas por trabajo en frío. Son inherentemente
resistentes a la corrosión atmosférica y acuosa. Su principal uso está
dirigido a la fabricación de productos eléctricos y electrónicos.
Sólo 36 aleaciones fabricadas en la forma de fundidas fueron autorizadas
por la EPA.
5.3 Disponibilidad de aleaciones de cobre bactericida
b) Aleaciones de alto cobre: C16200-C19900, >94%Cu: tienen
propiedades físicas similares a las del metal puro. Los elementos de
las aleaciones generalmente sirven para aumentar su resistencia
mecánica o estabilidad térmica y mantener la suficiente conductividad
eléctrica para ciertos usos.
c) Latones: C20100-C28000, Cu-Zn: los incrementos en el contenido
de zinc hacen a las aleaciones más resistentes y flexibles, aunque esta
Un importante factor en la selección de las aleaciones no es sólo su
disponibilidad en el mercado, sino que también la adecuación del
formato requerido (barras, planchas, etcétera) y el proceso de fabricación
(conformado versus fundido). De las 282 aleaciones de cobre aprobadas
por la EPA para ser comercializadas como material bactericida, al año
2009 en Estados Unidos se vendían 62 de ellas en diferentes formatos.
17
A continuación se describen las aleaciones disponibles en el mercado
estadounidense:
• Cobre y aleaciones alto cobre (conformado): Cobre libre de oxígeno
(OF): C10100, C10200, C10300, C10700, C10800. Cobre electrolítico
(ETP): C11000. Cobre con plata: C11300, C11400, C11700. Cobre
desoxidado: C12000, C12200. Cobre telurio: C14500. Cobre azufre:
C14700. Cobre zirconio: C15000, C15100. Cobre cadmio: C16200,
C16500. Cobre berilio: C17000, C17200, C17410, C17460, C17500,
C17510. Otros cobres: C18661, C18900, C19025, C19400, C19500,
C19700.
• Latón (conformado): C21000, C22000, C22600, C23000, C24000,
C26000, C42500, C44300.
• Bronce al fósforo (conformado): C51000, C51100, C52100, C52400.
• Bronce al aluminio (conformado): C61400, C63000.
• Bronce al silicio (conformado): C65100, C65500, C65600.
• Cobre-níquel (conformado): C70600, C71000, C71500, C72500.
• Plata-níquel (conformado): C75200.
• Latón bismuto selenio (fundido): C89520.
• Bronce al aluminio (fundido): C95200, C95300, C95400, C95410,
C95500, C95520, C95600, C95700, C95800, C95900.
En Chile, Madeco fabrica productos semielaborados (planchas, flejes,
perfiles, pletinas, barras, cañerías y tubos) de cobre electrolítico (cobre
ETP C11000; 99,9%Cu) y cobre-fósforo (DHP y DLP). Armat, empresa
del grupo Madeco, produce las aleaciones Cu-25%Ni (C71300), Cu6%Al-2%Ni (C61550) y Cu-7%Al (C61000) para la fabricación de
cospeles (monedas sin acuñar) a diferentes países. También elabora la
aleación Cu-15% Ni-25%Zn, cercana a la aleación con propiedades
bactericidas Cu-12%Ni-23%Zn (C75700).
5.4 Aleaciones seleccionadas, según potencial bactericida, facilidad
de fabricación y su uso
En la Tabla 1 se muestran las tres aleaciones que mejor satisfacen el
requerimiento asociado a cada atributo que se debe considerar en la
selección de una aleación de cobre. Cuando la aleación debe estar
conformada mediante extensas deformaciones plásticas, el atributo
asociado es la elongación (ductilidad). Las aleaciones de mayor ductilidad
son las C52400, C52100 y C26000. En el caso de usos que requieran
resistencia a la corrosión, existen múltiples alternativas de aleaciones
que presentan propiedades similares. En la misma tabla se exponen,
de forma cualitativa, los valores para dichas propiedades.
Existen estudios que verifican que, al aumentar el contenido de cobre
en las aleaciones, disminuye el tiempo necesario para aniquilar las
siguientes bacterias: Escherichia coli O157 y Staphylococcus aureus
18
Tabla 1.
Aleaciones que mejor satisfacen requerimientos de propiedades.
Atributos
Bactericida
Disponibilidad
Maquinabilidad
Elongación
Resistencia al rayado
Resistencia corrosión alcohol
Resistencia corrosión nitrato de amonio
Resistencia corrosión solución jabón
Resistencia corrosión agua potable
Resistencia corrosión hipoclorito de sodio
Aleaciones seleccionadas
C10100 C10800 C23000
C11000 C22000 C23000
C14500 C14700 C89520
C52400 C52100 C26000
C17000 C17200 C17410
Excelente (todas las aleaciones)
C70600 C71000 C72500
Excelente (todas las aleaciones)
Excelente (todas las aleaciones)
Buena (todas las aleaciones)
resistente a la meticilina (SAMR). Sin embargo, en los casos de Listeria
monocytogenes, Acinetobacter baumannii, Candida albicans, Klebsiella
pneumoniae, si bien las aleaciones eliminan los microorganismos en
50-180 minutos, este tiempo no depende de la cantidad de cobre en
la aleación.
Tales resultados demuestran que la propiedad bactericida de las
aleaciones de cobre no depende única y exclusivamente del contenido
de este metal incorporado en las mismas. Es posible que haya bacterias
más susceptibles que otras a la acción del metal.
5.5 Comportamiento de aleaciones seleccionadas en las UCIs y ante
ciclos de limpieza
Durante 16 semanas, un estudio evaluó el comportamiento de diez
placas de cobre y de aleaciones de cobre (Cu-Ni; Cu-Zn; Cu-Sn; CuAl y combinaciones) en una cámara climatizada que simulaba las
condiciones más severas permitidas en una UCI, como temperatura de
30°C, humedad relativa de 60% y renovación del aire cada una hora.
El desempeño fue estimado a través de la rapidez de la pérdida de
espesor y del manchado de las placas al finalizar la exposición en la
atmósfera UCI, aspectos que son importantes en la vida útil de los
materiales. La clasificación del grado de manchado fue la siguiente:
A: No evidencia cambios.
B: Presenta manchas puntuales.
C: Menos del 50% de las superficies presentan manchas.
D: Más del 50% de las superficies presentan manchas.
Se concluyó que las aleaciones C71300, C61000, C72500 y C61550,
que contienen níquel y aluminio, son las que presentan menos merma
de espesor y se manchan menos.
En todo caso, los valores de pérdidas de espesor son los normales en
la corrosión atmosférica [11].
También se analizó el grado de manchado que se producía en los
siguientes ciclos de limpieza y/o desinfección: 4 ciclos por día, 5 días
por semana, 12 semanas (240 ciclos).
En los casos en que se usó cloro y Quick Fill 920 como desinfectantes,
se realizó una limpieza previa con detergente no espumante, seguida
por otra limpieza con agua potable. En el caso en que empleó alcohol
isopropílico como desinfectante, no se aplicó limpieza previa (ver
Tabla 2).
Los resultados muestran que el alcohol no causa ningún efecto negativo
en la apariencia de las placas y que, nuevamente, las aleaciones que
contienen níquel y aluminio son las más resistentes al manchado por los
líquidos desinfectantes Quick Fill y los basados en cloro.
No obstante, en pruebas electroquímicas se observó que en el ciclo de
limpieza-desinfección, la solución con Quick Fill 920 es generalmente más
agresiva que la solución con cloro.
En todo caso, la disminución del espesor de los materiales y las manchas
no son un obstáculo para mantener la propiedad bactericida del cobre.
Ambos factores facilitan la corrosión y, por tanto, promueven la salida de
cationes del metal con su consiguiente efecto dañino sobre las bacterias.
Es importante destacar que el registro de la EPA para las aleaciones
ya mencionadas, está condicionado al formato en que éstas se presenten
al momento de su aplicación a superficies de contacto.
Los formatos que considera la certificación EPA son: productos laminados,
extruidos y conformados en general, quedando excluidos las soluciones
de cobre, nano partículas de cobre o aleaciones de cobre, o cualquier
otro formato en estado no-sólido.
Tabla 2: Comportamiento de aleaciones seleccionadas en cámara similar a UCI y ante ciclos de limpieza.
Aleación
C71300: 75% Cu, 25% Ni
C61000: 93% Cu, 7%Al
C72500: 88% Cu, 10% Ni, 2% Sn
C61550: 2% Cu, 6% Ni, 2% Al
C42500: 88% Cu, 2% Sn,10% Zn
C10200: 99,95% Cu, 0.001 máx O2
C22000: 90% Cu, 10% Zn
C23000: 85% Cu, 15% Zn
C70250: 96% Cu, 3% Ni, 1% Si, Mg, Zn
C42520: 89% Cu, 2% Sn, 8% Zn, Fe, Ni
Cámara UCI, 16 semanas
Rapidez de corrosión
Manchado
mm/día
0,01
0,06
0,10
0,47
0,01
0,02
0,03
0,11
0,11
0,22
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
Limpieza en 12 semanas
Cloro o
Alcohol
Quick Fill 920
isopropílico
B
B
B
B
C
C
C
C
C
C
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
19
20
6. Potencial de mercado
Para comprender el potencial de mercado de los objetos que se
benefician de la propiedad bactericida del cobre es importante evaluar
tanto a los consumidores (demanda) como a los productores (oferta).
Un estudio de mercado internacional, con cobertura en catorce países1
de cinco continentes, fue llevado a cabo con el fin de identificar
aquellos objetos con mayor potencial de mercado en el ámbito de la
salud.
• Unidades de Cuidados Intensivos (UCIs), Unidades de Cuidados
Críticos (UCCs) y quirófanos.
• Habitaciones o salas de pacientes.
• Áreas de exámenes clínicos.
Las clases de objetos más susceptibles, en tanto, fueron:
• Mobiliario médico.
• Productos sanitarios.
• Botones y controles.
6.1 Demanda
6.3 Políticas de control de infección
La evaluación del mercado, desde el punto vista de la demanda, recaba
los puntos de vista de los profesionales de la salud sobre las infecciones
intrahospitalarias, las prácticas de control de las infecciones y el
potencial del cobre bactericida como un producto recomendado para
uso en las instalaciones de los centros asistenciales.
6.2 Áreas físicas y clase de objetos más críticos
Se preparó una lista completa de las diversas áreas físicas y las clases
de objetos presentes en establecimientos de salud, calificados por los
encuestados en cuanto a su capacidad de transmitir las infecciones
intrahospitalarias. Estos fueron validados a través de consultas en
profundidad con otros expertos que participan en el control de
infecciones.
El análisis de las calificaciones, realizadas por expertos a nivel mundial,
concluyó que las áreas físicas más críticas son:
Debido a que las IIH son una causa de preocupación relevante entre
los profesionales de la salud, existen procedimientos y políticas que
ayudan a minimizar la aparición de infecciones. La mayoría de los
hospitales cuentan con equipos especializados para el control de las
mismas y comités ad hoc. Estos se encargan de elaborar, aplicar y
supervisar tanto políticas como prácticas orientadas a la prevención.
En general, el fracaso de las políticas emprendidas y la aparición de
brotes epidémicos son los parámetros más importantes considerados
por los expertos internacionales para provocar cambios en las políticas
de Control de Infecciones (CI). Entre otras razones relevantes y
compartidas por los encuestados se mencionó revisar las actuales
“recomendaciones o aprobaciones por los organismos reguladores de
salud”. Para determinar los parámetros que propician un cambio en las
políticas de compras, se realizó una encuesta a los expertos que
participan en adquisición de productos en hospitales, tanto en la puesta
en marcha como en su operación.
1. Estados Unidos, Canadá, Argentina, Brasil, Chile, Reino Unido, Alemania, Francia, Italia, España,
China, Singapur, India y Australia.
21
Gráfico 2. Parámetros que propician un cambio en las políticas de adquisición y compras.
Recomendaciones Recomendaciones
del comité/equipo por parte de la
de CI
administración
del hospital
7%
21%
93%
SI
Recomendación
por autoridades
federales/
estatales
14%
79%
Cambios en el
presupuesto
anual
50%
86%
Disponibilidad
de productos
basados en las
últimas
tecnologías
29%
50%
Brotes
pandémicos
36%
71%
Expansión
del hospital
64%
64%
36%
NO
El Gráfico 2 muestra que un 93% de los encuestados está de acuerdo
con que las recomendaciones del comité/equipo de CI. Además las
recomendaciones de la administración del hospital y autoridades tienen
un alto impacto también. Cabe destacar que un 71% de los encuestados
está de acuerdo con que la disponibilidad de productos basados en las
últimas tecnologías puede cambiar las políticas también.
6.4 Adquisiciones y tomadores de decisiones según parámetros que
influyen en la prevención de infecciones y las prácticas de control
Numerosos parámetros influyen en la toma de decisiones del personal
involucrado en la recomendación o la compra de productos. Dichos
parámetros, procedentes de los expertos de control de infecciones y
de los expertos de adquisiciones, varían de manera significativa.
Los parámetros que más intervienen según los expertos de control de
infecciones a nivel mundial son, en orden de importancia, los siguientes:
• Amplio espectro de acción (virus, bacterias, hongos, ácaros, etcétera).
• Duración de la acción.
• Facilidad de utilización.
Los parámetros clave para los expertos que participan en la compra
y adquisición de productos en un hospital son:
• Recomendaciones por parte del equipo de Control de Infecciones o
autoridades directivas.
• Precio del producto.
• Facilidad de uso por parte del personal del hospital.
fue evaluada como parte del estudio. El 77% del total de los encuestados
estaban abiertos a la adopción de cobre o sus aleaciones como un
material alternativo para los objetos del ambiente hospitalario.
La receptividad de los encuestados por este tipo materiales según las
áreas geográficas individuales se menciona a continuación:
•
•
•
•
•
América del Norte: 79%
Europa: 77%
América Latina: 84 %
Asia: 70%
Australia: 73%
Además, a los expertos se les preguntó sobre la preferencia por el color
de las aleaciones de cobre en las superficies de contacto. Los colores
que surgieron por orden de predilección son:
• Color acero inoxidable.
• Color marrón-rojizo.
• Color dorado.
Las principales razones citadas por los expertos para preferir el color
de acero inoxidable se sustentan en evitar un ambiente desconocido
en las instalaciones hospitalarias, tanto para el personal de salud como
los pacientes y, por otra parte, en mantener el actual aspecto estético
de un hospital.
La vulnerabilidad al robo de objetos a base de cobre en las naciones
en desarrollo es otro de los motivos que explica la preferencia por
aleaciones que tengan el color del acero inoxidable.
6.5 Receptividad para la introducción de las superficies de cobre en
las instalaciones de la salud
6.6 Oferta
La percepción general de la introducción de estas superficies de contacto
La mayoría de los productos que actualmente se venden en los ambientes
22
hospitalarios no poseen propiedades bactericidas. Los fabricantes
posicionan sus productos solamente basados en las características de
precio y funcionalidad, excluyendo una protección contra patógenos.
Los fabricantes, a excepción de los principales competidores en categorías
de productos individuales, tienen un mínimo conocimiento acerca del
uso de las tecnologías bactericidas expendidas a instituciones de salud.
Los fabricantes de Europa y Estados Unidos son una excepción. Posicionan
los productos específicamente desde la perspectiva del control de
infecciones. Estas áreas del mundo son las que presentan mayor
disponibilidad de productos con propiedades bactericidas adicionales
y con ofertas principalmente en las categorías de “mobiliario médico”
y “artículos eléctricos”.
6.7 Variables en la decisión de compra
Según los expertos, los aspectos más relevantes desde el punto de vista
del consumidor son:
•
•
•
•
•
•
Precio del producto
Calidad
Durabilidad
Marca
Apariencia
Servicio post venta
No obstante, como cualquier otra industria, los fabricantes de este
sector juegan un papel significativo e influyen en la toma de decisiones
de los productos comprados por el personal de un hospital. Desde la
perspectiva del fabricante, la innovación es siempre un aspecto integral
del crecimiento. Según los expertos consultados, existen equipos tanto
específicos como individuales en cada organización para evaluar la
introducción de productos y tecnologías. Los principales tomadores de
decisión involucrados en este proceso en el ámbito de la salud son:
•
•
•
•
Jefe de investigación y desarrollo.
Gerente de producto.
Director/VP de marketing y ventas.
Director general/MD en el caso de las pequeñas y medianas empresas.
En este proceso, la adopción de una nueva tecnología incluye evaluación
de la demanda, análisis técnico sobre la factibilidad de la fabricación
del producto y estudio económico enfocado tanto en los cambios
necesarios como en las ganancias asociadas. Después de la estimación
de estos parámetros, se resuelve la decisión final acerca de la adopción
del producto.
6.8 Dinámica de la oferta
Son varios los stakeholders que finalmente hacen inclinar la balanza
para un lado u otro al momento de decidir acerca de los productos
que serán instalados en los centros hospitalarios. La lista mencionada
abajo, detalla en orden de prioridad, los individuos que tienen mayor
influencia respecto a la adopción de varias clases de objetos en los
centros de salud.
1. Arquitectos de salud/Planificadores médicos.
2. Contratistas de construcción. Incluye a contratistas mecánicos y
eléctricos.
3. Fabricantes de productos.
4. Distribuidores mayoristas/Comerciantes/Minoristas.
5. Organizaciones de compra grupal.
Los equipos instalados en un hospital son en su mayoría categorizados
en tres grupos (ver Tabla 3). Las clases de objetos en los cuales se
enfocó el estudio están en su mayoría dentro de cada una de estas
agrupaciones.
Tabla 3: Categorización de equipamiento hospitalario por grupos
Tipo de Equipo
Compra
Instalación
Ítem Categoría 1
(Instalaciones sanitarias o
ferretería arquitectónica)
Contratista
constructor
Contratista
constructor
Ítem Categoría 2
(Equipo médico, escáneres y
mangueras para pacientes)
Staff hospital
Contratista
constructor
Ítem Categoría 3
(Mobiliario médico y
aplicaciones médicas)
Contratista
constructor /
Staff hospital
Contratista
constructor /
Staff hospital
Como se mencionó anteriormente, los arquitectos son los individuos
que más influyen en los contratistas y las autoridades de los hospitales
respecto de la compra de productos. El arquitecto trabaja de forma
cercana con los contratistas y el personal del hospital.
En Estados Unidos ellos lideran la mayoría de los proyectos de
construcción, mientras que en Europa Occidental son los contratistas
los que juegan un rol predominante.
23
Gráfico 3: Facilitadores para la introducción de superficies de contacto a base de cobre en instalaciones de salud (perspectiva global)
10
8,9
8,8
8
6,4
6
6,3
6,1
5,9
5,5
5,3
3,6
4
2
0
Propiedades
bactericidas
excelentes
Amplio
espectro
de acción
Solución a
largo plazo
para minimizar
costos de
tratamiento
médico
Propicia
ahorro de
costos
reduciendo
esfuerzo y
gasto en CI
Autosanitización
continua
Efectivo en
inhibir
crecimiento
microbial
incluso a
4º celcius
Amigable
con el
medio
ambiente
Excelentes
propiedades
de recocido
Aspecto
estético
Gráfico 4: Barreras para la introducción de superficies de contacto a base de cobre en instalaciones de salud (perspectiva global)
6
5,4
3,9
3,6
4
3,2
3,2
2
0
Costo y esfuerzo
asociado con la
implementación
Habilidad para inhibir y no
eliminar completamente los
organismos causantes
de infecciones
Disponibilidad de
mejores alternativas
desinfectantes
6.9 Barreras y elementos facilitadores
Recolectar las impresiones de los expertos sobre el potencial de las
superficies de contacto de cobre en los hospitales fue uno de los
objetivos prioritarios del estudio. Ellos fueron consultados sobre los
principales elementos facilitadores y las barreras que podrían interponerse
en la adopción de estos materiales en la salud. De los noventa
encuestados en las geografías de interés, aproximadamente el 82%
tenía un conocimiento completo o parcial acerca de las propiedades
bactericidas del cobre y sus aleaciones.
El Gráfico 3 muestra las clasificaciones proporcionadas por los
encuestados con respecto a los elementos facilitadores para el uso
exitoso de las aplicaciones bactericidas del cobre. Se usó una escala
de 1-10 para calificar a los elementos facilitadores, la calificación 10
se le asignó al elemento facilitador más importante.
24
Familiaridad o comodidad
del uso de acero o aluminio
en instalaciones de salud
Necesidad de
desinfección
intermitente
El Gráfico 4 muestra las clasificaciones proporcionadas por los
encuestados con respecto a las barreras que podrían frenar el éxito de
las aplicaciones bactericidas del cobre. Se usó una escala de 1-6; la
calificación 6 se le asignó a la principal barrera.
Los elementos facilitadores más atractivos para los expertos fueron:
• Excelente propiedad bactericida.
• Amplio espectro de acción.
• Solución a largo plazo para minimizar los costos médicos asociados
con el tratamiento de las infecciones hospitalarias.
Los expertos, no obstante, se mostraron algo aprensivos sobre la
introducción de las superficies de contacto de cobre. Las siguientes
barreras fueron las de mayor preocupación:
• El costo y el esfuerzo asociado a la implementación.
• Capacidad para inhibir y no eliminar por completo los microorganismos
causantes de la infección.
• La disponibilidad de mejores alternativas desinfectantes.
Los encuestados acordaron por unanimidad que el cobre y sus aleaciones
son un material promisorio para considerarlo en la fabricación de
objetos presentes en los ambientes hospitalarios, en especial en las
próximas nuevas instalaciones de los centros de atención de salud.
A los expertos también se les pidió mencionar ventajas adicionales
que las superficies de contacto de cobre deben ofrecer para facilitar
su adopción entre los profesionales de la salud a nivel mundial. En tal
sentido, señalaron algunos indicadores comúnmente solicitados:
6.10 Objetos con mayor potencial de mercado
• Datos clínicos y científicos que demuestren que el uso de superficies
de contacto de cobre, mejora la reducción de las infecciones en los
hospitales.
• Recomendación y aprobación por las autoridades reguladoras, tanto
nacionales como internacionales, o las asociaciones de control de
infecciones.
• Facilidad de implementación.
• Prueba de costo-beneficio.
Se elaboró una lista de más de 200 productos por zonas geográficas
individuales que pueden beneficiarse de la propiedad bactericida del
cobre. Dicho inventario fue organizado sobre la base de “clases de
objetos” y “áreas físicas de uso” en las instalaciones de salud.
La percepción de los expertos en el control de infecciones fue recabada
posteriormente, basada en parámetros tales como la proximidad a los
pacientes, frecuencia de contacto, naturaleza de la transmisión, rutina
de la desinfección y otras necesidades generales. Esta información
condujo a una lista de 15 objetos en cada una de las geografías
consideradas en el estudio.
Gráfico 5. Los 10 productos más prometedores a nivel global desde una perspectiva de la manufactura y del marketing.
5
Mesas para comer
Valor agregado
4
Grifos
Facilidad de
manufactura
3-5
Manillas de puertas
3
1-3
Teclados de
computador
Camas/
barandas
de camas
Lavatorios
Equipos de baño
2
1
Poste porta-suero
Carros
Placas para empujar
1
2
3
4
Menor a 1
El tamaño representa
la perspectiva de
control de infecciones
y la apertura a
reemplazar
5
Tonelaje de cobre
25
Los expertos en investigación y desarrollo de productos, manufactura,
distribución y marketing también fueron consultados respecto a la
lista inicial como a la lista corta obtenida de la evaluación de la
demanda. Los parámetros considerados incluyeron oportunidades de
mercado, tonelaje de materia prima y mayor valor agregado debido a
la propiedad bactericida del cobre.
La lista de los 15 productos más importantes por geografía fue obtenida
por las impresiones combinadas de los profesionales, entre ellos
especialistas en control de infecciones, personal regulador, fabricantes
y diseñadores. Las opiniones derivadas de las entrevistas conducidas
con estos expertos fueron usadas como parámetros en un ejercicio de
modelamiento analítico.
Los factores más prominentes considerados durante la generación del
listado de productos fueron los siguientes:
• Perspectiva de control de infecciones, proximidad entre los pacientes,
frecuencia de contactos y desinfecciones de rutina de los equipos.
• Tonelaje de cobre requerido.
• Valor agregado a través de la propiedad bactericida del cobre.
Con respecto a este último punto, se consideraron:
• Tamaño del mercado actual y potencial.
• Rentabilidad asociada de las aplicaciones para otro tipo de productos
dentro la categoría de bactericidas.
• Receptividad al reemplazo de materiales y consideraciones ofertademanda.
• Limitaciones técnicas y de fabricación.
26
Para determinar los productos con mayor potencial de mercado, se
consideró la relación entre el valor agregado, el volumen de cobre
involucrado, la facilidad de manufactura y su potencial en control de
infecciones. Para esto se utilizó un sistema de puntajes basado en las
entrevistas a los expertos, con una escala de 1 a 5 para el valor
agregado, el volumen de cobre utilizado y la facilidad de manufactura.
También se consideró el potencial percibido para el control de infecciones
y la apertura a reemplazar por parte de los centros de salud.
En el Gráfico 5 se muestran los 10 productos principales, en el eje
vertical se muestra el valor agregado y en el eje horizontal se muestra
el volumen de cobre involucrado. Los círculos más oscuros representan
la facilidad de manufactura, y los más grandes, el mayor potencial
percibido para el control de infecciones y la apertura a reemplazar por
parte de los centros de salud.
En base a estas variables se determinaron los 10 productos con mayor
potencial de mercado a nivel global, en el siguiente orden:
01. Grifos.
02. Camas/Barandas de camas.
03. Mesas para comer.
04. Manillas de puertas.
05. Porta-sueros.
06. Lavatorios.
07. Equipos de baño.
08. Manillas de las camas (placas para empujar).
09. Carros.
10. Teclados del computador.
Grifos
Camas/Barandas
de camas
Mesas para comer
Manillas de puertas
Porta-sueros
Lavatorios
Equipos de baño
Manillas de las camas
(placas para empujar)
Carros
Teclados del
computador
27
28
7. Economía de las superficies
de contacto de cobre
7.1 Ahorros de costos asociados con la implementación
7.2 Incremento potencial en la demanda de cobre
Los ahorros de costos que se pueden alcanzar por el uso de superficies
de cobre en instituciones de salud fueron obtenidos mediante el cálculo
de los costos de IIH y las opiniones vertidas por consultores expertos
en el control de infecciones y otros a nivel mundial.
El aumento potencial en la demanda en las geografías de interés se
estimó considerando que los diez principales productos señalados
anteriormente utilizan cobre y sus aleaciones como materia prima.
El incremento potencial en el consumo de cobre por su propiedad
bactericida se debe principalmente:
La Tabla 4 muestra que los ahorros de los costos potenciales en las
regiones desarrolladas del mundo podrían estar en el rango de
US$ 10.000-14.000 millones anuales. Estas cifras representan una
disminución del 12% al 17% del costo (US$ 80.000 millones por año)
asociado a combatir las IIH en las regiones más desarrolladas del
mundo.
• Al peso promedio de la materia prima que puede ser reemplazada
por cobre y sus aleaciones, para cada uno de los 10 productos
principales.
• Al tamaño del mercado (por volumen) de los 10 principales productos
en las regiones de interés.
Tabla 4.
Ahorros de costos anuales que pueden lograrse usando superficies de contacto de cobre.
Ahorros de costos anuales que se pueden
lograr en superficies de contacto de cobre
Estados Unidos
Estimado Bajo
Estimado Alto
US$ 6.246.831.784
US$ 7.874.431.053
Canadá
US$ 174.982.500
US$ 174.982.500
Europa 25
US$ 3.116.750.000
US$ 5.753.125.000
Australia
US$ 174.990.983
US$ 174.990,983
Ahorros Totales de Costos
~ US$ 9.700 Millones ~ US$ 13.900 Millones
Ahorros de costos anuales aproximados
asociados con el combate de IIHs en las
regiones desarrolladas del mundo
Porcentaje potencial de ahorros de costos por
el uso de superficies de contacto de cobre
en las regiones desarrolladas del mundo
US$ 80.000.000.000
12%
17%
El tamaño del mercado o el número de unidades de
cada producto fueron estimados mediante un modelo
estadístico que utiliza el ratio (proporción) de cada
producto por camas presentes en una instalación
hospitalaria. El ratio y otras informaciones requeridas
para el modelo fueron obtenidas a través de varias
entrevistas conducidas a nivel global con arquitectos
y diseñadores del área de la salud, administradores
de hospitales y compañías involucradas tanto en la
manufactura como la oferta de varios productos
para instalaciones en esta área.
El incremento potencial estimado en la demanda de
cobre por su propiedad bactericida en las regiones
de interés se estima en el rango de 550.000 a
1.000.000 de toneladas.
29
30
8. Prueba hospitalaria
En el marco del proyecto se realizó una prueba hospitalaria para
demostrar la efectividad de la propiedad bactericida del cobre en
condiciones normales de uso. El estudio se realizó en la Unidad de
Cuidados Intensivos (UCIs) del Hospital del Cobre “Dr. Salvador Allende
Gossens”, perteneciente a Codelco, el cual se encuentra ubicado en la
ciudad de Calama.
Este ensayo chileno es parte de un estudio clínico multicéntrico, en
el que participan tres hospitales en Estados Unidos (uno en Nueva York
y dos en Carolina del Sur).
Por lo mismo, la investigación se efectuó de acuerdo a un protocolo
común de medición, en el cual se capacitó al personal del hospital
para efectuar la toma de muestras bajo la dirección de los doctores
Michael Schmidt, de la Medical University of South Carolina y Valeria
Prado, de la Universidad de Chile.
El principal objetivo de la prueba hospitalaria fue determinar la actividad
de cobre o sus aleaciones sobre la carga bacteriana total que contamina
las superficies críticas de contacto en las salas de UCI. Se seleccionaron
las bacterias que representan las causas más importantes de infecciones
intrahospitalarias: Staphylococcus aureus resistente a la meticilina
(SAMR), Enterococcus resistente a Vancomicina (ERV), Acinetobacter
baumanii y Pseudomonas aeruginosa.
8.1 Diseño del estudio: selección de objetos en salas UCI
Las superficies de contacto de las UCIs se seleccionaron a partir de
entrevistas con los trabajadores de la salud y de la observación de
estos ambientes.
Las superficies que resultaron manipuladas con mayor frecuencia y,
por tanto, las más apropiadas para reemplazarlas con cobre o sus
aleaciones en las UCIs fueron:
1.- Barandas de las camas.
2.- Manilla o palanca de regulación de las camas.
3.- Apoya-brazos de la silla para visitas, existente en cada UCI.
4.- Mesa de comida de los pacientes.
5.- Porta-suero existente en cada UCI.
6.- Lápiz para introducir datos en la pantalla del PC.
8.2 Evaluación de la carga bacteriana: línea base
Para analizar los niveles basales de carga bacteriana en las UCIs del
Hospital del Cobre de Calama se realizó un estudio de la concentración
total promedio de estos microorganismos en las seis superficies
seleccionadas. Mediante monitoreos microbiológicos, cada siete días
y durante diez semanas, finalizó el recuento bacteriano total, incluyendo
a los patógenos seleccionados.
8.3 Objetos cobrizados
Para efectuar la prueba hospitalaria, se diseñaron, fabricaron e instalaron
objetos de cobre o aleaciones de cobre en las UCIs cobrizadas.
Para el diseño de los materiales, se efectuó un levantamiento de las
medidas en terreno y luego se modelaron en un software. En la
fabricación de los materiales, éstos se seleccionaron considerando que
las aleaciones a emplear fueran las aprobadas por la EPA o muy similares
a ellas, pero teniendo presente que bajo ninguna circunstancia se
sobrepasara el nivel máximo de plomo permitido.
31
Se estimó, por cierto, los plazos comprometidos y las aleaciones
disponibles en el mercado nacional. En la ilustración 2 se muestran
los objetos que fueron cobrizados en las tres salas UCI.
5
6
4
1
2
3
Ilustración 2. Superficies cobrizadas en las salas UCI del Hospital del Cobre de Calama: 1. Barandas de las camas 2. Manilla o palanca de
regulación de las camas 3. Apoya-brazos de la silla para visitas 4. Mesa de comida de los pacientes 5. Porta-suero 6. Lápiz para introducir
datos en la pantalla del PC.
32
Los materiales seleccionados para la fabricación de los prototipos
fueron:
Baranda de las camas
• Almas de polipropileno maquinado.
• Recubrimiento de zonas rectas de cobre ETP plegado.
• Recubrimiento de zonas curvas de cobre ETP repujado en torno
(spinning).
• Fijaciones mecánicas mediante tornillos galvanizados, separados de
los elementos de cobre mediante golillas de silicona.
Cobre ETP: Este material se usó en las zonas de contacto directo con
los usuarios. El cobre ETP es equivalente a la aleación clasificación
UNS C12500.
Bronce SAE 68 (ASTM B145955): Este material se usó en las zonas
estructurales de algunos de los prototipos. El bronce fue utilizado en
reemplazo de otras aleaciones aprobadas por la EPA. Los plazos
comprometidos para la ejecución del proyecto hicieron imposible la
importación de materiales desde el extranjero.
Cabecera de las camas
• Recubrimiento de componente central de cobre ETP plegado y
planchado.
• Piezas de componentes terminales de cobre ETP maquinado.
La composición del bronce SAE 68 es muy similar a la estructura de
las aleaciones aprobadas por la EPA (C95200 y C95210). Sólo presenta
una mínima diferencia con respecto a los elementos de la aleación:
Cobre (0,05%), Aluminio (0,45%), Fierro (0,03%) y Manganeso (0,99%).
Sin perjuicio de lo anterior, los porcentajes de estos elementos de la
aleación están dentro de los rangos aprobados por la EPA (C63000).
Debido esto, se puede argumentar que todos los valores se encontraban
dentro de límites seguros, según laTabla 5.
Manilla o palanca de regulación de las camas (Push plate)
• Pieza de cobre ETP plegado y maquinado.
• Fijaciones mecánicas mediante tornillos galvanizados, separados de
los elementos de cobre mediante golillas de silicona.
Porta-suero (IV Pole)
• Barra central de cobre SAE B 68 maquinada y rectificada.
• Aro superior de cobre ETP maquinado, con argolla interior de nylon.
• Cuerpo central de cobre ETP maquinado.
• Colgadores de barras de sección circular de cobre ETP conformado.
Polipropileno: Este material se usó como refuerzo estructural interno
en algunos de los recubrimientos. La finalidad fue lograr un bajo peso
y, por tanto, un menor costo de los prototipos. Además, este polímero
fue seleccionado porque no absorbe humedad. Al estar ésta presente,
podría favorecer la proliferación de microorganismos, alterando los
resultados de la prueba.
Lápiz para introducir datos en la pantalla del PC (Monitor pen)
• Barra de sección circular de bronce SAE B 68.
• Punta de nylon maquinada.
• Dispensador de jabón.
• Cobre ETP plegado y maquinado.
A continuación se presentan las especificaciones técnicas para cada
uno de los objetos:
Tabla 5: Composición de aleaciones
SAE 68
C95210
C95200
C63000
Elemento
Nominal
Min
Max
Min
Max
Min
Cu
84,95
85,00
90,00
85,00
90,00
83,50
Max
Al
10,45
8,00
10,00
8,00
10,00
8,50
11,00
OK
Zn
0,02
0,00
0,50
OK
0,00
0,50
OK
0,00
0,40
OK
OK
Sn
0,01
0,00
0,10
OK
0,00
0,10
OK
0,00
0,10
OK
Pb
0,00
0,00
0,10
OK
0,00
0,10
OK
0,00
0,05
OK
Fe
4,03
1,00
4,00
1,00
4,00
OK
Ni
0,50
0,10
1,00
0,10
1,00
Si
0,00
Mn
0,01
0,10
1,00
0,10
1,00
OK
OK
4,00
6,00
OK
4,00
6,00
OK
0,00
0,10
OK
0,00
0,50
OK
33
Mesa del paciente (Tray table)
• Cubierta de cobre ETP maquinada.
• Canto de cobre ETP plegado y maquinado.
• Borde de barra de sección circular de bronce SAE B 68 plegado y
maquinado.
Apoya-brazos de la silla
• Recubrimiento de zonas rectas de cobre ETP plegado.
• Recubrimiento de zonas curvas de cobre ETP repujado en torno
(spinning).
• Cuaderna de polipropileno maquinado.
8.4 Estudio comparativo del impacto de las superficies de cobre
para reducir la carga bacteriana
Se instalaron y recubrieron con cobre metálico o sus aleaciones las
superficies seleccionadas en tres salas de UCI y permanecieron como
control otras tres salas de UCI sin cobrizar.
Una vez terminada esta etapa, durante 30 semanas se llevaron a cabo
las pruebas microbiológicas en las superficies de cobre y de control,
para determinar la reducción en los niveles de la carga bacteriana.
8.5 Recolección de las muestras
Siguiendo el protocolo establecido, el personal entrenado recogió las
muestras y, cuidadosamente selladas, se enviaron semanalmente por
transporte aéreo a la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile
en Santiago. Las muestras fueron cultivadas en medios enriquecidos
para estimar la carga bacteriana total, incluyendo medios selectivos
para aislar e identificar las bacterias Gram positivas y Gram negativas.
Se puso especial énfasis en la identificación de SAMR, utilizando
métodos clásicos y de biología molecular (PCR en tiempo real).
8.6 Resultados y conclusiones de la prueba hospitalaria
En el estudio clínico realizado en las UCIs del Hospital del Cobre de
Calama se demostró el poder bactericida y autodesinfectante de las
superficies de contacto recubiertas con cobre y sus aleaciones.
34
Se observaron reducciones significativas de la carga bacteriana total
y de los patógenos específicos en todas las superficies cobrizadas.
La acción bactericida se mantuvo a lo largo de las treinta semanas de
monitoreo. Las variaciones en los porcentajes de reducción podrían
atribuirse a la proporción de cobre presente en la aleación o, bien,
explicarse por la mayor o menor manipulación a que son sometidas
las diferentes superficies de contacto.
El Gráfico 6 (logarítmico) muestra la reducción promedio en UFC/100cm2
de la carga bacteriana total en las superficies cobrizadas, en comparación
con las superficies sin cobre durante las treinta semanas de observación.
En el Gráfico 7 se puede apreciar que esta disminución está por sobre
el 82%, salvo en el caso del lápiz que se utiliza para ingresar los datos
al computador, en el cual la carga bacteriana es de sólo un 46%.
El Gráfico 8 muestra la reducción promedio en UFC/100cm2 de la carga
de Staphylococcus spp en las superficies cobrizadas, en comparación
con las superficies sin cobre durante las treinta semanas de observación.
En el Gráfico 9 muestra la reducción en términos porcentuales.
De acuerdo a los resultados, la prueba microbiológica hecha en las
salas de la UCI del Hospital del Cobre “Dr. Salvador Allende Gossens”,
ubicado en la ciudad de Calama, es recomendable la implementación
de superficies de cobre o sus aleaciones en los ambientes hospitalarios,
debido a la notoria reducción de las bacterias que producen las IIH.
Tal decisión será un complemento importante en las medidas de control
de transmisión de los patógenos a través del contacto de las manos
del personal sanitario y desde los reservorios ambientales.
Se prevé un impacto positivo en la reducción de la tasa de infecciones
intrahospitalarias en las UCIs. Sin embargo, para evaluar tales efectos
en los pacientes será necesario iniciar programas de vigilancia a largo
plazo.
Gráfico 6. Reducción promedio en UFC/100 cm2 de carga bacteriana en superficies cobrizadas versus superficies sin cobre
(desde el 9 de junio de 2009 hasta el 29 de diciembre de 2009).
6K
Non Copper
Copper
CFU/100 cm2
5K
4K
2K
1K
0K
Camas
Palanca regulación
de camas
Apoya-brazos
de silla
Mesa de
comida
Lápiz PC
Porta-suero
Gráfico 7. Reducción porcentual de carga bacteriana en superficies cobrizadas versus superficies sin cobre
(desde el 9 de junio de 2009 hasta el 29 de diciembre de 2009).
100
80
% Reducción
60
40
91%
82%
92%
83%
49%
Mesa de
comida
Lápiz PC
88%
20
0
Camas
Palanca regulación
de camas
Apoya-brazos
de silla
Porta-suero
35
Gráfico 8. Reducción promedio en UFC/100cm2 de la carga de Staphylococcus spp en las superficies cobrizadas, en comparación con las
superficies sin cobre (desde el 9 de junio de 2009 hasta el 29 de diciembre de 2009).
2K
Non Copper
Copper
CFU/100 cm2
2K
1K
800
400
0
Camas
Palanca regulación
de camas
Apoya-brazos
de silla
Mesa de
comida
Lápiz PC
Porta-suero
Gráfico 9. Reducción porcentual de la carga bacteriana de bacterias Gram negativas en las superficies cobrizadas, en comparación a las
superficies sin cobre (desde el 9 de junio de 2009 hasta el 29 de diciembre de 2009).
110
88
% Reducción
66
44
100%
74%
100%
Camas
Palanca regulación
de camas
Apoya-brazos
de silla
89%
22
0
36
Mesa de
comida
Lápiz PC
Porta-suero
37
38
9. Conclusiones
Cobre, eficaz bactericida
Los resultados obtenidos en la prueba hospitalaria, que se llevó a cabo
en el Hospital del Cobre de Calama fueron concluyentes al demostrar
que la reducción de la población de bacterias, que representan las
causas más importantes de infecciones intrahospitalarias, es
estadísticamente significativa y en promedio superó el 80%. Es así
como la implementación de superficies de cobre o sus aleaciones en
los ambientes hospitalarios constituye un complemento importante
en las medidas de control de transmisión de patógenos utilizadas
actualmente en hospitales y clínicas.
Se prevé que esta reducción de la carga microbiana tendría un impacto
positivo en la disminución de la tasa de infecciones intrahospitalarias
en las UCIs. Sin embargo, para evaluar tales efectos en los pacientes
es necesario iniciar programas de vigilancia a largo plazo, que constituyen
la Fase III de las investigaciones realizadas en este ámbito2.
Mediante la utilización de los criterios “valor agregado” y “uso de
cobre”, se identificó que los diez objetos con mayor potencial de
mercado son: grifos (llaves de agua), camas/barandas de camas, mesas
para comer, manillas de puertas, porta-sueros, lavatorios, equipos de
baño, manillas de las camas (placas para empujar), carros y teclados
del computador.
Además, el resultado de una encuesta realizada arrojó que un 77% de
la población consultada, está dispuesta a la adopción de cobre o sus
aleaciones como material alternativo para los objetos utilizados en los
ambientes hospitalarios, por su definitiva contribución al control de
la carga bacteriana en zonas críticas de intenso contacto por el personal
de salud.
Por último, cabe destacar que en materia de salud pública, surge la
posibilidad de desarrollo de nuevas aplicaciones, no sólo en hospitales
y clínicas, sino también en medios de transporte masivos, baños
públicos, establecimientos educacionales, gimnasios, etc.
Cobre bactericida abre nuevas oportunidades de mercado
Los desafíos que quedan
Se abren numerosas oportunidades de negocios en torno a la propiedad
bactericida del cobre en el mercado de la salud pública y privada, sobre
todo en aquellas áreas físicas de hospitales y clínicas3, y objetos
utilizados en éstas4, que son críticos por su capacidad de transmitir
infecciones intrahospitalarias.
La sustentabilidad del mercado del cobre en el largo plazo, constituye
una piedra angular en las aspiraciones de desarrollo de la nación, dada
la importancia que ha tenido, y tiene en la actualidad, la evolución de
la actividad minera en el crecimiento del país e ingresos fiscales.
2. Las Fases I y II, corresponden a la investigación en laboratorio y posteriormente a la
investigación en UCI’s, respectivamente.
3. Como por ejemplo: Unidades de Cuidados Intensivos, quirófanos, etc.
4. Como por ejemplo: camas clínicas, mobiliario de uso general y médico, productos sanitarios, etc.
39
A pesar de ello, se destinan escasos recursos en nuestro país, en relación
al volumen del negocio, a la búsqueda de nuevos usos y aplicaciones
para este metal.
Eje 1. Formación de capital humano. Es necesario crear una masa
crítica de investigadores, profesionales y técnicos relacionados con el
desarrollo de usos y aplicaciones de cobre no convencionales.
En este contexto, el conocimiento generado en el presente proyecto
es un primer paso para explorar cómo el país puede aprovechar las
oportunidades de negocio y desarrollo que abre la propiedad bactericida
del cobre. No obstante, existen barreras y desafíos que deben ser
abordados con el objetivo de introducir de manera masiva el cobre
con su propiedad bactericida en el mundo de la salud. Los más relevantes
se indican a continuación:
Eje 2. Esfuerzos en mejoramiento productivo y desarrollo de mercado
son complementarios. Hasta la fecha los esfuerzos privados de las
compañías mineras y del sector público involucrado, han estado
centrados mayormente en mejorar las eficiencias productivas en la
cadena de valor del cobre.
1. Baja disponibilidad de aleaciones certificadas por la EPA en formatos
comerciales. Del total de las aleaciones de cobre aprobadas por la
EPA, sólo un 22% se podían comprar directamente en el mercado
al año 2009.
2. Altos costos y esfuerzos en la implementación. Existe en el mundo,
una escasez de capacidades técnicas y humanas en relación a
procesos de manufactura en cobre, para usos no convencionales de
este metal. Particularmente este aspecto se ve agudizado en Chile,
dado que la economía chilena se ha basado históricamente en
exportación de materias primas. Lo anterior se traduce actualmente
en altos costos de fabricación.
3. Aspecto visual del cobre. Existe una barrera cultural para el uso del
cobre, debido a que su oxidación en condiciones ambientales
normales (fenómeno conocido como tarnishing), le da un aspecto
visual “desaseado” si se compara con la “limpieza visual” del acero
inoxidable, material de uso masivo en ambientes hospitalarios.
Se propone
Desarrollar un proyecto país con visión de largo plazo, consecuente
con las políticas de innovación y competitividad existentes en la
actualidad. El trabajo conjunto de todos los actores involucrados
permitirá superar las barreras identificadas.
La propuesta de este proyecto, fue sometido al escrutinio de importantes
actores a nivel nacional del mundo académico, empresarial y público.
El resultado de éste, fue la validación del proyecto país en I+D+i en
usos no convencionales del cobre, y una propuesta de los ejes que
deben sustentar el desarrollo de su estrategia. Los ejes identificados
por las personalidades consultadas fueron:
El proyecto país que se propone constituye un complemento a las
mejoras de eficiencia productiva actualmente en curso, al agregar
valor a nuestro principal producto de exportación.
Eje 3. Organizándonos para el proyecto de largo plazo. El proyecto país
propuesto debe tener un horizonte mínimo de 20 años plazos, ya que
los esfuerzos en I+D+i toman tiempo en dar frutos. Por lo tanto, la
orgánica y financiamiento del proyecto debe ser independiente5, de
las contingencias políticas, sociales y económicas del país.
Además, por las características del proyecto país propuesto, se
recomienda como aliados estratégicos del mismo a la International
Copper Association, Ministerio de Minería, Consejo Minero, Conicyt,
Corfo y universidades.
Para la prueba hospitalaria realizada en Calama, se fabricaron objetos
a partir de productos comerciales cuyas aleaciones se encuentran
dentro de las registradas por la EPA como bactericidas (Clasificación
UNS C12500). Con el objetivo de asegurar este registro en los objetos
finales, se utilizaron procesos de conformado en estado sólido tales
como corte y deformado en frío.
Cabe destacar que los procesos de recubrimiento con cobre tales como
electro depositación, proyección de partículas de cobre a altas velocidades
sobre superficies metálicas, pintura, entre otros, no aseguran el
cumplimiento de los requisitos del registro de EPA.
Por lo tanto, el análisis sobre el tipo de aleación y proceso de manufactura
a utilizar es fundamental para quienes deseen emplear el cobre o sus
aleaciones como superficie de contacto bactericida y hacer declaraciones
públicas de esta propiedad en sus productos.
5. Con excepción de circunstancias impredecibles, como las del terremoto ocurrido el 27 de febrero de 2010.
40
41
42
10. Referencias
[1] Michels HT, Noyce JO and Keevil CW. Effects of temperature and humidity on the
efficacy of methicillin-resistant Staphylococcus aureus challenged antimicrobial
materials containing silver and copper. Lett Appl Microbiol 2009; 49:191-195.
[2] Wood MW, Lund RC, and Stevenson KB. Bacterial contamination of stethoscopes
with antimicrobial diaphragm covers. AJIC 2007; 35:263-266.
[3] Brenner P.,Nercelles P., Pohlenz M., Otaíza F. y Alumnos del Magister en Infecciones
Intrahospitalarias. Costo de las infecciones intrahospitalarias en hospitales chilenos
de alta y mediana complejidad. Rev Chile Infect 2003; 20 (4): 285-290.
[4] Cimolai N. MRSA and the environment: implications for comprehensive control
measures.Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2008;27:481-493.
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Hospital del Cobre de Codelco “Dr. Salvador Allende Gossens”, Calama, segunda región de Chile
Cobre Antimicrobiano:
científicamente
comprobado
Una propiedad milenaria que revoluciona hoy
el mercado de la salud