Programa de Microbiología y Micología ICBM

Facultad de Medicina

Universidad de Chile

Aplicaciones de la capacidad bactericida del cobre para

prevenir Infecciones Asociadas al Cuidado de la Sal ud

Dra. Valeria Prado J.Profesor Titular, Programa de MicrobiologíaFacultad de Medicina, Universidad de Chile

� Dra. V. Prado participó como Co-investigadora del proyecto:

Innova de Corfo-UNTEC, Codelco, ICA “ Desarrollo de plataforma de

conocimiento y capacidades locales para la creación de nuevos productos que

utilicen la propiedad antimicrobiana del Cobre”.

� La ICA extendió invitación para esta reunión que incluye pasaje aéreo.

No incluye honorarios

Declaración de Conflictos de interés

Objetivos

� Panorama de las infecciones asociadas al cuidado de la salud

� Revisar evidencias respecto de la capacidad bacteri cida de superficies de cobre

� Analizar resultados de prueba hospitalaria con super ficies de cobre en salas UCI

� Resultados del impacto sobre tasas de IACS

� La infecciones ACS constituyen un problema importante

desde el punto de vista médico, ético, económico y administrativo.

� Las IACS representan una complicación en la atención de pacientes

hospitalizados, que se asocia con aumento de morbilidad y mortalidad.

� Programas de Control de Infecciones se han implementado a nivel mundial,

sin embargo el problema persiste, con el agravante que el ambiente

hospitalario se ha convertido en reservorio de bacterias multiresistentes

Antecedentes I

� El riesgo de adquirir una IACS se estima en un 4.5% de todas las

hospitalizaciones.

� Mortalidad asociada a IACS en pacientes de UCI puede llegar al 27%.

� En USA las muertes atribuibles a IACS superan a las muertes por accidentes

de tránsito, incendios, inmersión, HIV y cáncer de mama combinados.

� Las IACS representan la cuarta causa de muerte, después del infarto al

miocardio, el cáncer y los accidentes cerebrovasculares.

� Se ha calculado que en promedio, las IACS aumentan hasta un 208% los

costos de hospitalización.

Antecedentes II

Factores de riesgo para Adquisición de IACS

HospitalAcquired Infections

Increased Length of Stay Severe IllnessUnderlying Disease

Immunosuppression

Invasive ForeignBodies

ICU Care

Colonization

Propiedades Bactericidas del Cobre

� La CDA (Copper Development Association) ha realizado experimentos de

laboratorio siguiendo los requisitos de EPA (Environmental Protection Agency) que

han demostrado que el cobre es bactericida y es el primer metal licenciado en el

mundo con estas propiedades (1998).

� Superficies con cobre o aleaciones que contengan más de 80% de cobre,

matan en horas patógenos como MRSA, ECEH O157:H7, P.aeruginosa,

Enterobacter spp, entre otros.

Ensayos con cepas de MRSA

a Temperatura ambiente

9

Evidencias: El Cobre es Bactericida

99.8 % Cu

80 % Cu 55 % Cu

No Cu

Mecanismos de Acción del Cu +2 sobre bacterias

� El cobre es un nutriente celular esencial para seres vivos, pero a elevadas concentraciones

es tóxico.

� El cobre en contacto con el O2 se alterna entre óxido cuproso y óxido cúprico y

de esta reacción se liberan iones (+), Cu+.

� El Cu+ se une a lípidos y proteínas bacterianas, alterando su composición,

reemplazando otros elementos como Fe, lo que provoca daño funcional en la

membrana celular.

� Luego, en el citoplasma, el Cu+ altera la estructura de las proteínas, por

oxidación se liberan radicales hidroxilos� proteínas disfuncionales ���� muerte

celular.

� En las bacterias el cobre actúa a nivel de la pared y membrana celular

� Principal mecanismo bactericida:

Actividad bactericida de superficies de Cobre frente

a bacterias patógenas asociadas a infecciones

nosocomiales en un modelo in vitro de adherencia y

sobrevivencia

Autores: Valeria Prado, MD*, Mario Esparza, PhD, Roberto Vidal, PhD, Claudia Durán, Tech, MScRev Méd Chile 2013;141:291

Las bacterias con capacidad para producir biopelículas, pueden colonizardistintos tipos de superficie y permanecer en ellas por largo tiempo.

En al ambiente hospitalario, las bacterias que viven en superficies de contacto,contaminan frecuentemente las manos y equipos utilizados por el personalde salud, quienes transmiten estos agentes patógenos a los pacientes.

ESTUDIO:

Evaluación comparativa de la adherencia y sobrevivencia de cepas clínicas de los ESTUDIO: patógenos intrahospitalarios más frecuentes en Chile, en láminas de Cobre y de Acero inoxidable. Cepas : SAMR, K. pneumoniae, A. baumanii

Metodología:

Sistema experimental para observar adherencia mediante formación de biopelículasen cepas aisladas de pacientes con IIH

Vidal, R., Dominguez, M., Urrutia, H., Bello, H., et al. 1996.. Biofilm formation by Acinetobacter baumanni. Microbios 86: 49-58

Staphylococcus aureus

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

0 10 20 30 40 50

Time (hours)

cfu/

ml

SS

Cu

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

0 10 20 30 40 50

Time (hours)

cfu/

ml

SS

Cu

Klebsiella pneumoniae

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

0 10 20 30 40 50

Tiempo (horas)

Cel

ulas

A

. bau

man

ii a

dher

idas

a

supe

rfic

ie (

UF

C/m

l)

AI

Cu

Acinetobacter baumaniiEn el sistema experimental, se agregó un inóculo de 1 ml con 2-3 x107 UFC de cada bacteria y se incubó por 48 hrs. Se retiraron las láminas a diferentes tiempos, sesonicaron para desprender las bacterias y contar.

En las láminas de Cobre no se observóAdherenciaEn las láminas de acero inox, las bacterias seadhieren desde el tiempo cero, aumentando en número y alcanzando elevadas concentraciones a las 48 hrs

Programa de Microbiología y Micología ICBM

Facultad de Medicina

Universidad de Chile

Proyecto Global: Innova de Corfo-UNTEC, Codelco, IC A

“ Desarrollo de plataforma de conocimiento y capacidades locales para

la creación de nuevos productos que utilicen la propiedad

antimicrobiana del Cobre”.

Protocolo específico:

“Evaluación del impacto de superficies de contacto con

cobre o aleaciones con cobre, en la reducción del riesgo de

adquirir infecciones intrahospitalarias.”

Equipo de Investigadores

� Investigador Principal:

Dr. Michael Schmidt, PhD

Department of Microbiology and Immunology

Medical University of South Carolina, Charleston, USA

� Investigador responsable Estudio

Microbiológico:

Dra. Valeria Prado J.,MD.

Co-investigadores: Dr. Roberto Vidal, PhD

T.M Mg Cs Claudia Durán T.

Programa de Microbiología y Micología, ICBM

Facultad de Medicina, Universidad de Chile

� Institución participante (Sitio de estudio):

Hospital del Cobre Dr. Salvador Allende Gossens, Calama

Equipo de investigadores clínicos:

Dr. Miguel Cortés G., Director del Hospital del Cobre

Dr. Marco Crestto C., SubDirector Hospital del Cobre,

Coordinador de Investigación

E.U Alicia Gutiérrez., Enfermera Jefe UCI.

E.U Patricia Sapiain., Enfermera IIH.

E.U Gloria Castillo., Enfermera de Pabellón y Anestesia.

T.M Gustavo Flores., Lab. Microbiología.

B.Q Hernán Fabres., Jefe Laboratorio.

Directora del Proyecto y Coordinadora de la Prueba Hospitalaria

en Chile. Hospital del Cobre, Calama:

Carmen Tardito S.

Directora de Estrategia y Desarrollo de Mercados, CODELCO

Sub director del Proyecto :

Rodrigo Palma

Fundación para la Transferencia Tecnológica,Facultad de Ciencias Físicas y MatemáticasUniversidad de Chile

� Emergencia de un microorganismo

� Colonización y/o infección de pacientes

� Pacientes colonizados o infectados contaminan el ambiente hospitalario

� Los microorganismos se transmiten de paciente a paciente mediante las

MANOS, TELAS O EQUIPOS contaminados

Dinámica de la Transmisión de Infecciones en el ambiente Hospitalario

Kramer A. BMC Infectious Diseases 2006;6:130

Acinetobacter spp . 3 días a 5 meses

C. difficile 5 meses

Enterococcus spp . 5 días a 4 meses

S. aureus 7 días a 7 meses

Norovirus 8 horas a 7 días

Influenza 1 a 2 días

Rotavirus 6 días a 2 meses

Kramer A. BMC Infectious Diseases 2006;6:130

Contaminación de Fomites

� Contaminación de guantes del personal sin contacto directo con el

paciente, pero en contacto con superficies

– 42% en salas con pacientes MRSA (+) 1

– 52% en salas con pacientes VRE(+) 2

� Contaminación de manos alcanza un 46% (cultivo (+)) después de 5

segundos de contacto con barandas de camas o mesa lateral en salas

con pacientes VRE (+) 2

1 Boyce et al. ICHE 1997;18:622-7

2 Hayden M et al. ICHE 2008;29(2):149-54

3 Bhalla A et al. ICHE 2004; 25:164-7

� No existen normas establecidas

� Se ha propuesto aplicar las normas de la industria de alimentos y se considera

adecuado para ambientes clínicos:

���� igual o menor a 1 UFC/cm2 de patógenos como MRSA, VRE

���� igual o menor a 5 UFC/cm2 de recuento total de bacterias aerobias

¿Cuando se considera limpia una

superficie del ambiente hospitalario ?

Dancer SJ, Hosp Inp, 2994

� En Chile se notifican alrededor de 70.000 infecciones intrahospitalarias cada año.

� Se estima que cada IIH prolonga el promedio de estadía hospitalaria en 10

días.

Esto significa que 700.000 días cama son utilizados por concepto de IIH,

con un costo para el país de USD 70.000.000

Los principales patógenos responsables de las IIH en Chile son:

� Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA)

� Pseudomonas aeruginosa

� Acinetobacter baumanii

Brenner P. y col Rev Chile Infectol 2003.

CONCEPTO

Mientras mayor la carga bacteriana presente en

una superficie/objeto del ambiente hospitalario,

mayor es la probabilidad que un paciente/personal

de salud/visita, de adquirir un microorganismo a

partir de dicha superficie

� La introducción del cobre en superficies de contacto en salas de UCI,

reducirá los niveles de agentes patógenos que pueden ser transmitidos a los

pacientes y al personal de salud.

� Removiendo los agentes patógenos del ambiente hospitalario, se disminuirá

el riesgo de adquirir infecciones intrahospitalarias.

� La introducción del cobre en las superficies de contacto en el ambiente

hospitalario, será un complemento importante a los Programas de Control

de Infecciones.

PRUEBA HOSPITALARIA Hospital del cobre de Calama

HIPÓTESIS

Primera Etapa

� Objetivo: Determinar la carga bacteriana basal en superficies de contacto

específicas, en 6 salas UCI del Hospital del Cobre, Calama.

� Periodo: 10 semanas. (16 Febrero – 21 Abril, 2009)

Segunda Etapa

� Objetivos:

�- Comparar la carga bacteriana en las superficies de contacto específicas de las 6 salas UCI:

3 Salas cobrizadas y 3 salas control,Hospital del Cobre, Calama.

� Periodo: 30 semanas (8 Junio – 31 Diciembre 2009)

21

4 3

Cama

Silla

12

Mesa

1

Portasuero

21

Manillas (Push Plate)

1

2

Lápiz Monitor

Aleaciones utilizadas en las superficies de Contacto

Resultados

Recuento promedio de la carga bacteriana total (UFC /100cm2) durante 30

semanas en superficies de contacto de Salas UCI

Salas sin Cobre (controles)

Salas COBRIZADAS

Comparación de recuento bacteriano total promedio ( UFC/100cm2) por cada

superficie de contacto en salas UCI sin cobre y co brizadas,

durante 30 semanas en el Hospital del Cobre de Cala ma.

(*p <0.0001 **p= 0.006)

Porcentaje de reducción del recuento bacteriano tot al promedio

por cada superficie de contacto en salas UCI con c obre,

durante 30 semanas en el Hospital del Cobre de Cala ma.

Recuento promedio de Staphylococcus spp. (UFC/100cm 2)

por cada superficie de contacto en salas sin cobre y con cobre,

durante 30 semanas en el Hospital del Cobre de Cala ma.

*p<0.0001; ** p 0.001; *** p 0.026

Recuento promedio de Staphylococcus aureus resistente a meticilina, MRSA

(UFC/100cm2) en salas UCI sin cobre y con cobre,

durante 30 semanas en el Hospital del Cobre de Cal ama.

Porcentaje de reducción de Bacilos Gram negativos p or cada superficie

de contacto en salas UCI sin cobre y con cobre,

durante 30 semanas en el Hospital del Cobre de Cala ma.

Riesgo de las barandas en el

Hospital del Cobre Calama, Chile(según indicadores de Dancer)

Resultados obtenidos en Chile y en USA

Push-Plate en Chile = Call Button en USA.

Conclusiones

� Los resultados microbiológicos de este estudio indican que :

� superficies de contacto en salas UCI representan un reservorio importante de

bacterias, principalmente del Género Staphylococcus

� aquellas superficies más cercanas a los pacientes, son las que presentan mayor

carga bacteriana

� las superficies de contacto con cobre metálico o sus aleaciones en salas UCI,

producen una reducción altamente significativa de la carga microbiana total y

de la carga de patógenos, como Staphylococcus spp, MRSA y bacilos Gram negativos.

� Esta reducción se observó en todas las superficies estudiadas.

� La capacidad bactericida del cobre se mantiene en el tiempo, mostrando

actividad autodesinfectante. Es de interés destacar que esta actividad

bactericida se observó en un ambiente de baja humedad (7.2-19.7%)

� La prueba hospitalaria corrobora lo observado previamente en estudios de

laboratorio.

� Resulta recomendable la implementación de superficies de cobre o sus

aleaciones en ambientes hospitalarios, como un complemento importante a las

medidas de control de transmisión de patógenos a través del contacto de las

manos del personal sanitario desde reservorios ambientales a los pacientes.

� Esto podría tener un impacto positivo en la reducción de la tasa de infecciones

intrahospitalarias en estas Unidades, lo que debería evaluarse mediante

programas de vigilancia a largo plazo.

Vigilancia del Impacto de las superficies decobre sobre la tasa de Infecciones asociadas alcuidado de la salud

Salgado C. et al, Copper surfaces reduce the rate of healthcare-acquired Infections in the ICU. Inf Control Hosp Epi, May 2013; 34

Estudio Multicéntrico USAMedical University of South Carolina

– Dr. Michael G. Schmidt, Ph.D.

– Mr. Hubert Attaway M.S., MBA

– Dr. J. Robert Cantey, M.D.

– Dr. Cassandra Salgado, M.D., M.S.

– Dr. Lisa Steed, Ph.D., ABMM

– Mr. Andrew Morgan, B.S.

Ralph H. Johnson VA Med. Center– Dr. Joseph John, Jr. M.D

– Dr. Hadi Baig

Memorial Sloan-Kettering Cancer Center– Dr. Kent Sepkowitz, M.D.

– Ms. Susan Singh, MPH

– Dr. Urania Rappo, M.D.

Copper Development Association– Dr. Harold Michels, Ph.D., PE

– Jim Michel, Wilton Moran, Adam Estelle

Other– Dr. Barry Kreiswirth, Ph.D., Public Health Research Institute

– Katherine Freeman, MS, DrPH, Albert Einstein College of Medicine

– Peter Sharpe, MBA, EDAC, Irwin P. Sharpe & Associates

Copper significantly lowered burden!

Burden values above the line suggest an infection risk, below the line are considered

benign

Disminución del riesgo, Post- intervención

Phase 2

SAMPLING CONDUCTED WHILE ROUTINE CLINICAL CARE WAS UNDERWAYData illustrate the ubiquity and continuous risk th at burden presents to the patient and how introducing copper surfaces resulted in a continuou s amelioration of burden and potentially

risk

La pregunta!

� ¿Las superficies de cobre en objetosespecíficos dentro de las salas UCI, puedendisminuir las tasas de IACS?

� 650 pacientes ingresados ���� 614 analizados

� 294 Salas con Cu

� 320 Salas sin Cu

Parámetros seleccionados para contestar la pregunta : Si el cobre esefectivo para reducir el riesgo de adquirir una IIH

1. Número de IIH adquiridas durante la hospitalización en salas UCI

2. Promedio de estadía

3.Acquisición de colonización por MRSA, VRE

4.APACHE-2 Score

5.Número de re-ingresos por cualquier motivo

6.Número de re-ingresos por por infección o complicación

Infection control and hospital epidemiology may 201 3, vol. 34, no. 5

Reducción en frecuencia de IACS y colonización en sa las UCI con Cobre

Dosis y Objeto resultaron ser importantes

– Considerando Grupo Cobre vs. Grupo No Cobre

� Reducción Riesgo Relativo -40.4%

� En Grupo Cu el promedio de pacientes se expuso a un 75% de dosis máxima de cobre y la exposiciónfue de 2.8% de dosis de cobre en el Grupo control del estudio

– Si el 100% del tiempo estuvo en Camas con Cobre o sin Cobre

� Reducción del Riesgo Relativo -61.0%

� N=541, p=0.006*

Infection control and hospital epidemiology may 201 3, vol. 34, no. 5

Correlación entre contaminación bacteriana de sup erficies yriesgo de IACS, independiente de Cu

Conclusiones� Sabemos que las IACS producen una morbimortalidad

importante y que aumentan en forma significativa loscostos asociados al cuidado de la salud.

� ¿Que aprendimos de estos estudios:– En forma consistente, Superficies de Cobre mantienen una

carga bacteriana ~ 98% menor que Objetos equivalentessin cobre, considerando el valor recomendado de 2.5 cfu/cm2

– Superficies de cobre en Objetos seleccionados, reduce en forma significativa las tasas de IIH en salas UCI

– Rangos de reducción se asocian a la frecuencia y dosis de exposición a superficies de cobre

Conclusiones

� La disminución del riesgo de la carga bacterianaambiental resultó en una disminución de las tasasde IIACS para los pacientes tratados en salas consuperficies bactericidas de cobre.