[转]抑菌铜的机制、效果及其与其他材料的比较

铜作为一种古老的杀菌材料，其使用可以追溯到公元前2600年，如烧伤的感染预防等，尤其在19世纪和20世纪早期，铜被广泛用于医疗卫生，如霍乱、结核、梅毒、面部神经痛等疾病。直到1932年抗生素时代开始，铜才慢慢退出了杀菌材料的舞台。然而，由于微生物受到抗生素使用的选择性压力，抗生素耐药性逐渐出现，解决途径之一就是在高危区域使用铜表面——古老的材料又开始焕发新生魅力。
目前，铜的杀菌功效已获美国环保署认可。2008年2月29日，美国环保署批准了275项铜合金的注册申请（现为350项）。 这些合金仅能在美国用作抗菌销售。这意味着通过测试，铜合金可合法保障公众免遭五个致病细菌的侵害（现为六项）。

一、抑菌机制
铜在元素周期表中被归类为过渡元素，尤其其外层电子壳层结构具有容易失去或接受电子的能力，是铜被用作包括热和电子传导以及生物系统所使用的电化学特性在内的许多应用的原因。
微生物利用含铜的酶帮助完成关键的化学反应，然而，过量的铜会影响微生物的蛋白质和酶，因此会阻止它们的活动，使得铜表现出它的抑菌特性。抑菌机制非常复杂，在细胞内部和细胞间隙中均有通路。
目前，对铜的抑菌机理理解如下：
-细胞内铜水平的提高导致氧化应激和过氧化氢产生。在这些条件下，铜参与了被称为Fenton的反应—一种对细胞引起氧化损伤的化学反应。
-过量的铜导致降低微生物细胞膜完整性，引起像钾和谷氨酸酯等特殊重要的细胞营养物质泄漏，并导致脱水和后续的细胞死亡。
-尽管铜是许多蛋白质功能必需的，但在过量的情况下（如在铜合金表面之上），铜会结合到完成它们功能无需铜的蛋白质上，这种“不恰当”的结合导致蛋白质功能的丧失和/或蛋白质衰变为无功能的部分。
同时，如下图所示，铜的快速杀菌特性令细菌无法产生抗铜体。