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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) 02 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 5 7 8 8 11 11 12 13 15 15 15 15 15 15 17 17 17 17 18 18 21 21 21 21 22 22 22 23 23 24 25 29 29 29 31 31 31 31 34 34 34 39 43 03 04 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. 05 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. 06 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. 07 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]. 08 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. 09 10 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. 11 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 12 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. [5] Casey A, Lambert PA, Miruszenko I, and Elliott TSJ. 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