Kupfer ist schon seit Jahrhunderten ein begehrter Rohstoff – ob für Schmuck und Münzen, als Bestandteil von Messing oder als Stromleiter in vielen Kabeln. Doch das rötlich glänzende Edelmetall hat auch einen medizinischen Nutzen: Es gilt als natürliches Desinfektionsmittel. Seine Oberfläche soll, so heißt es, Bakterien und anderen Krankheitserregern den Garaus machen. Aber stimmt das auch?
„Die Antwort ist ein ganz klares Ja“, sagt Michael Hans, Materialforscher vom Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes in Saarbrücken. Sowohl Kupfer als auch Silber besitzen tatsächlich eine antimikrobielle Wirkung. Die Edelmetalle töten nicht nur Bakterien ab, wie der Forscher erklärt, sondern wirken auch gegen viele Viren, Algen und Pilze. „Das liegt daran, dass das Kupfer gleich auf mehrere verschiedenen Arten giftig für diese Mikroorganismen ist“, sagt Hans. Die Mikroben könnten daher nur schwer Strategien gegen diesen Angriff entwickeln.
Kupfer statt Chlor im Schwimmbad
Obwohl die desinfizierende Wirkung des Kupfers in der Öffentlichkeit noch immer kaum bekannt ist, sei dies keine neue Entdeckung: „Schon die römischen Legionäre transportierten ihr Wasser in Behältern aus Kupfer, weil sie wussten, dass das Wasser dann nicht faulte“, erklärt Hans. Und die alten Griechen mischten Honig mit Kupferpulver, um damit Infektionen zu behandeln. Und seit rund zehn Jahren gebe es auch zahlreiche Schwimmbäder, die zur Desinfektion des Wassers kein Chlor mehr einsetzten, sondern Kupfer- und Silberelektroden, berichtet der Forscher.
Wie effektiv das Kupfer wirkt, lasse sich mit einem einfachen Test feststellen, erklärt der Materialforscher: Man gibt einen Tropfen einer Bakterienlösung auf eine Kupferoberfläche und lässt ihn langsam eintrocknen. „Innerhalb von Minuten sinkt die Anzahl der Bakterienzellen im Tropfen um mehrere Zehnerpotenzen“, sagt Hans. Von anfangs beispielsweise hunderttausend Zellen blieben dann keine einzige mehr übrig.
Kontakt mit Wasser setzt aktive Kupfer-Ionen frei
Was aber macht das Kupfer so giftig für die Mikroben? Der wirksame Bestandteil sind die Kupfer-Ionen, wie der Wissenschaftler erklärt. Sie werden immer dann frei, wenn das Kupfer mit Wasser in Berührung kommt. „Und ein Bakterium ist letztlich wie ein kleiner Wassersack“, sagt Hans. Sind die Kupfer-Ionen einmal freigesetzt, greifen sie die Mikroben auf verschiedene Weise an: „Sie können die Zellwand der Bakterien zerstören, die Zelle läuft dann einfach aus“, sagt Hans.
Aber auch von innen wirke das Kupfer: Da die Mikroorganismen zum Leben eine gewisse Menge an Kupfer benötigen, besitzen sie in ihrer Zellwand spezielle Pumpen, die die Metall-Ionen in ihr Zellinneres transportieren. Herrsche draußen ein großer Überschuss an Kupfer-Ionen, dann dringe mehr Kupfer in die Zelle ein als geplant. „Das Kupfer kann dann Proteine im Zellinneren zerstören und auch die DNA, das Erbmaterial der Zelle, angreifen“, erklärt Hans. Das führe dann auch zum Tod der Mikroben.
Wirkung rund um die Uhr
Gegenüber herkömmlichen Desinfektionsmitteln habe das Kupfer einen großen Vorteil – vor allem im Krankenhaus, aber auch im Haushalt oder in öffentlichen Einrichtungen: „Desinfektionsmittel wie Alkohol wirken nur kurzzeitig, sie verfliegen schnell“, sagt Hans. Eine Kupferoberfläche, beispielsweise als Türgriff oder Lichtschalter, wirke dagegen rund um die Uhr desinfizierend.
Einen Haken gibt es bisher für solche Anwendungen allerdings noch: Die Kupferoberflächen verändern sich im Laufe der Zeit durch den ständigen Kontakt mit dem Handschweiß und Putzmitteln. Sie bilden einen dunklen Belag und büßen dadurch auch einen Teil ihrer antimikrobiellen Wirkung ein. Hans und seine Kollegen arbeiten deshalb zurzeit in einem Projekt daran, Kupfer und Kupferlegierungen so zu optimieren, dass sie auch über einen langen Zeitraum hinweg gleich aktiv bleiben.
30.08.2013 – NPO
