3. Dizertační práce: „Vliv mědi na množství biomasy ve vodovodních potrubích”

Červen 2008: dizertační práce z oboru farmacie na Univerzitě Paris-Sud 11

V červenci 2008 byla pod vedením profesora Yvese Léviho na Univerzitě Paris-Sud 11 obhájena dizertační práce¹³, ve které byla provedena analýza účinků měděných potrubí na bakteriální biofilmy. Tato dizertace je referenční odbornou prací a je založena na vědeckém výzkumu, který byl doposud zveřejněn a který se zabývá materiály potrubí a jejich možnými vlivy na veřejné zdraví.

Dizertace se zaměřila na zodpovězení následující otázky: „Dokáže měděné potrubí zabránit / omezit tvorbu biofilmu a množení baktérií ve vodovodní síti?”

V dizertační práci bylo prokázáno, že výsledky [jednotlivých experimentů] ukazují, že „ve srovnání s ostatními materiály a při zachování stejných podmínek měděná potrubí zpomalují tvorbu biomasy”. Citovaní autoři také souhlasí se skutečností, že měď, přestože nemusí nutně mikroby v potrubí zabíjet, dokáže je fyziologicky ovlivnit a změnit jejich strukturu do té míry, že se sníží tvorba biologického povlaku.

Dizertační práce na závěr uvádí, že s výjimkou několika vzácných případů pomáhají měděná potrubí omezovat jak tvorbu biofilmu, tak množení baktérií, jako například Legionella nebo Escherichia coli.

3 otázky pro profesora Léviho

Proč vznikla dizertační práce na toto téma?
Nezávadné a čisté potrubí je velmi důležité, ať již v lékařských zařízeních, domácnostech nebo v průmyslu. Měď je známa svými germicidními účinky a bylo užitečné vytvořit přehled dosavadního vědění v této oblasti, jelikož aktuální studie využívají nových metod mikrobiologického hodnocení. Výzkumné týmy, které publikovaly své práce na toto téma, pochází zejména z amerických, nizozemských, kanadských a finských institucí, částečně pak také z Itálie, Španělska, Anglie a Belgie.

Dokáže měď zaručit hygienu a nezávadnost vodovodní sítě?
Třebaže žádný materiál nedokáže zajistit úplnou absenci patogenních baktérií v potrubích, měď dokáže tato rizika snížit. Tlumivý účinek mědi na baktérie Legionella pneumophila byl prokázán v řadě publikací a někteří autoři doporučují používat měděná potrubí k omezení množení baktérií, zejména v případech, kde nelze k desinfekci využít vysokých teplot. Nicméně vždy platí, že je třeba instalaci řádně udržovat, včetně řízení teploty.

Jaké jsou další výzkumné kroky v této oblasti?
Navzdory ekonomickému významu a významu z hlediska zdraví probíhá v současnosti jen málo studií. Závěry této dizertační práce, která vznikla pod mým vedením, nicméně prokazují příznivou roli mědi ve většině případů. S ohledem na zdravotní rizika by bylo vhodné vytvořit široký výzkumný program.

Několik příkladů publikací citovaných v dizertační práci

1. Maule et al. (1999): Studie vlivu teploty, typu vody a materiálu potrubí na přežití a růst E. coli 0157 v biofilmu¹⁴ .

Prostřednictvím srovnání jednotlivých materiálů ohledně kolonizace v rámci odlišných typů vody při různých teplotách bylo prokázáno, že měď je kolonizována 10x až 100x méně než ostatní materiály (platí pro měkkou vodu). Účinky materiálu na bakteriální kolonizaci jsou jednoznačně odlišné. Více biomasy bylo nalezeno u polybutylenu než u nerezové oceli, přičemž menší kolonizace byla zaznamenána u mědi, zejména při 40 °C.

Vliv jednotlivých materiálů a množství heterotrofních baktérií v biofilmu (rozvoj v pitné vodě při různých teplotách)

2. Walker et al. (1993)¹⁵ : studie rozvoje bakteriálních kolonií ve čtyřech typech materiálu potrubí včetně mědi.

Bakteriální kolonizace v měděném potrubí se ukazuje téměř systematicky nejnižší ve srovnání s množstvím baktériích nalezených u PVC, polyetylenu a polybutylenu, zejména při teplotách nad 20 °C. Měď pokaždé vykazuje menší biofilm a nižší bakteriální hustotu. Autoři doporučují měď jako nejvhodnější materiál.

Příklad kolonizace rostoucích baktérií u různých materiálů (měď, PVC, polybutylen a polyetylen) v pitné vodě při 60 °C

3. Rogers a Keevil (1995)¹⁶ : studie růstu baktérie Legionella na různých materiálech a při různých teplotách.

Bylo prokázáno, že v případě všech teplot dochází k menší kolonizaci ploch z mědi (ve srovnání s ostatními materiály, tedy polybutylenem a PVC-c). Autoři studie uzavírají, že měď zpomaluje růst Legionella pneumophila v biologickém povlaku. Uvádí, že měděná potrubí lze použít k zabránění růstu baktérv těch situacích, kde nelze využít vysokých teplot.

¹³ Influence du cuivre sur les biomasses microbiennes dans les canalisations d’eau (Vliv mědi na množství biomasy ve vodovodních potrubích), dizertační práce ke státnímu doktorskému diplomu v oboru farmacie, Virginie Lé, vedoucí práce Yves Lévi, Univerzita Paris-Sud 11, 26 června 2008.
¹⁴ Maule A., Walker J.T., Keevil C.W. (1999). The survival of Escherichia coli O157 in biofilms on copper, stainless steel and plastic plumbing materials and as dried deposits on copper, stainless steel and brass [Přežití Escherichia coli O157 v biofilmu v potrubí z mědi, nerezové oceli a plastu a jako suché usazeniny na mědi, nerezové oceli a mosazi]. Závěrečná zpráva projektu CAMR 483 financovaného ICA (Mezinárodní asociace mědi).
¹⁵ Walker J.T., Rogers J., Keevil C.W. (1993). The influence of plumbing tube material, water chemistry and temperature on biofouling of plumbing circuits with particular reference to the colonisation of Legionella pneumophila [Vliv materiálu potrubí a teploty na biologický nános v soustavách potrubí s důrazem na kolonizaci baktérií Legionella pneumophila]. Výroční zpráva, leden 1993 .Projekt ICA 437 A.
¹⁶Rogers J., Keevil C.W. (1995). Factors influencing the colonisation of biofilms by Legionella pneumophila [Faktory oblivňující kolonizaci biologickými povlaky baktérie Legionella pneumophila]. International Biodeterioration.