Badania uwalniania niklu ze stopów miedzi przeznaczonych na wyroby przeciwdrobnoustrojowe

• Autorzy: Walkowicz M. , Osuch P. , Bocheńska S. , Smyrak B. , Mamala A. , Knych T.

Identyfikatory

DOI

10.15 199/67.2015.11.6

Warianty tytułu

EN

Research on nickel release from copper alloys intended for antimicrobial products

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano przeprowadzone badania doświadczalne, które koncentrują się wokół problematyki uwalniania niklu z powierzchni dotykowych wykonanych z przeciwdrobnoustrojowej miedzi oraz jej stopów implementowanych w jednostkach opieki zdrowotnej. W szczególności w artykule przedstawiono wyniki badań dwóch eksperymentów dotyczących uwalniania niklu: pierwszy przeprowadzony zgodnie z wymaganiami normy EN 1811 polegał na wytworzeniu roztworu sztucznego potu i zanurzeniu w nim badanych próbek oraz drugi dotyczący testu barwnego dimetyloglioksymem (DMG), bazujący na utworzeniu purpurowej soli wskutek połączenia dimetyloglioksymu z niklem. Badaniom poddano pięć materiałów o różnej zawartości niklu, tj. cztery stopy miedzi: brąz aluminiowy CuAl10Ni5Fe4, miedzionikiel CuNi10Fe1Mn oraz dwa mosiądze wysokoniklowe (nowe srebra) CuNi12Zn24 i CuNi18Zn20, a także, celem porównania — stal austenityczną w gatunku 1.4301. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że stal nierdzewna (zawartość Ni na poziomie średnio 10 %) nie uwalnia niklu w kontakcie z potem ludzkim. Test DMG, w wyniku którego nie doszło do zabarwienia użytego aplikatora, również potwierdził ten wniosek. Odmienne wnioski płyną z analizy wyników badań stopów miedzi, dla których zanotowano, iż materiały te uwalniają znaczne ilości niklu, wielokrotnie przekraczając dopuszczalną normę. Analizując otrzymane wyniki, sformułowano również wniosek, iż ilość uwolnionego niklu zależy z jednej strony od jego bezpośredniej zawartości w stopie, z drugiej zaś od obecności indywidualnych domieszek i ich synergii. Uzyskane wyniki pozwalają na sugestię, że istnieje zależność pomiędzy ilością uwalniającego się niklu z danego stopu, a czasem jego wystawienia na działanie roztworu sztucznego potu.

EN

The attention of this article and the experimental research conducted as its part is focused on the problem of nickel release from touch surfaces manufactured from antimicrobial copper and copper alloys and implemented in healthcare facilities. In particular, the article presents results of two tests oriented on nickel release: the first one being a test carried out in accordance with the European Standard EN 1811:2011 consisting in preparation of an artificial perspiration solution and immersion of the examined samples in the solution, and the second one concerning a dimethylglyoxime (DMG) test basing on a purple salt formation while reacting with nickel. Five materials containing various amounts of nickel were put to the tests, namely four copper alloys: aluminum bronze CuAl10Ni5Fe4, cupronickel CuNi10Fe1Mn and two nickel silvers CuNi12Zn24and CuNi18Zn20, and, for comparison of the obtained results — stainless steel of 1.4301 grade. On the grounds of the received results it was claimed that stainless steel (average nickel content amounting to 10 %) does not release nickel in contact with human sweat. The DMG test, in which no applicator colouration occurred, proved this conclusion. Different conclusions come from a research results analysis of the copper alloys for which it was noted that these materials release considerable amounts of nickel, exceeding the acceptable limit a number of times. While analyzing the results, it was also concluded that the amount of nickel released on the one hand depends on its direct content in a particular alloy, yet on the other hand on the presence of individual impurities and the synergy between them. What is more, the results obtained as part of this article suggest there is a relationship between the amount of nickel released from a particular alloy and the time of its exposure to the artificial sweat solution.

Słowa kluczowe

PL

miedź przeciwdrobnoustrojowa; stopy miedzi z niklem; uwalnianie niklu; sztuczny pot; dwumetyloglioksym; DMG

EN

antimicrobial copper; copper nickel alloys; nickel release; artificial sweat; dimethylglyoxime; DMG

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 11
• Strony: 570--576
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Walkowicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Osuch P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bocheńska S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Smyrak B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mamala A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Knych T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Denys A.: Zakażenia szpitalne. Wybrane zagadnienia. Warszawa 2012, Wydaw. Wolters.
• 2. Copper Development Association Publication: Antimicrobial Copper: A hospital Manager’s Guide. Reduce infections, liberate resources and cut costs, 2014, no. 219.
• 3. Tierno P.: The Secret Life of Germs. New York 2001, Wydaw. Atria Books.
• 4. Heczko P. B., Wójkowska-Mach J.: Zakażenia szpitalne. Podręcznik dla zespołów kontroli zakażeń. Warszawa, Wydaw. PZWL 2009.
• 5. ICA Antimicrobial Copper Logo and Cu+ Mark. Conditions of Use. 2015.
• 6. Dabrowiak, James C.: Metals in medicine. Chichester 2009, Wydaw. A John Wiley and Sons Ltd.
• 7. Weaver L., Noyce J. O., Michels H. T., Keevil C. W.: Potential action of copper surfaces on meticillin-resistant Staphylococcus aureus. Journal of Applied Microbiology 2010, vol. 109, pp. 2200÷2205.
• 8. Souli M., Galani I., Plachouras D., Panagea T., Armaganidis A., Petrikkos G., Giamarellou H.: Antimicrobial activity of copper surfaces against carbapenemase-producing contemporary Gramhebative clinical isolates. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2012, vol. 68, no. 4, pp. 852÷857.
• 9. Fredj N., Kolar J. S., Prichard D. M., Burleigh T. D.: Study of relative color stability and corrosion resistance of copper alloys exposed to hand contact and synthetic hand sweat. Corrosion Science 2013, vol. 76, pp. 415÷423.
• 10. Gumulka M., Matura M., Liden Z., Ketterarij J. A. B., Julander A.: Nickel Exposure When Working Out in the Gym. Acta Derm Venereol 2015, vol. 95, pp. 247÷249.
• 11. Thyssen J. P., Linneberg A., Menné T., Johansen J. D.: The epidemiology of contact allergy in the general population-prevalence and main findings. Contact Dermatitis 2007, vol. 57, no. 5, pp. 287÷299.
• 12. EN 1811: 2011: Applies to all metallic articles with direct, prolonged skin contact, excluding spectacle frames and sunglasses.
• 13. EN 1652:1999: Copper and copper alloys — Plate, sheet, strip and circles for general purposes.
• 14. EN 10088-1:2014: Stainless steel. List of stainless steels.
• 15. Thyssen J. P.: Nickel and Cobalt Allergy Before and After Nickel Regulation — Evaluation of a Public Health Intervention. Contact Dermatitis 2011, vol. 65, pp. 1÷68.
• 16. Jensen P., Jellesen M. S., Moller P., Johansen J. D., Liden C., Menne T., Thyssen J. P.: Nickel may be released from laptop computers. Contact Dermatitis 2012, vol. 67, pp. 375÷385.
• 17. Hamann C. R., Hamann D. J., Hamann Q. J., Hamann C. P., Boonchai W., Li L., Thyssen J. P.: Assessment of nickel release from earrings randomly purchased in China and Thailand using the dimethylglyoxime test. Contact Dermatitis 2010, vol. 62, pp. 232÷240.
• 18. Jensen P., Johansen J. D., Zachariae C., Menne T., Thyssen J. P.: Excessive nickel release from mobile phones – a persistent cause of nickel allergy and dermatitis. Contact Dermatitis 2011, vol. 65, pp. 354÷358
• 19. Flint G.: A metallurgical approach to contact dermatitis. Contact Dermatitis 1998, vol. 39, pp. 213÷221.
• 20. Wallinder I. O., Lu J., Bertling S., Leygraf C.: Release rates of chromium and nickel from 304 and 316 stainless steel during urban atmospheric exposure — a combined field and laboratory study. Corrosion Science 2002, vol. 44, pp. 2303÷2319.
• 21. Smolik S., Nogaj P., Domal-Kwiatkowska D., Moric-Janiszewska E., Węglarz L.: Nickel Release from Euro and Polish Coins: a health Risk?. Polish Journal of Environmental Studies 2010, vol. 19, no. 5, pp. 1007÷1011.
• 22. Milosev I., Kosec T.: Metal ion release and surface composition of the Cu-18Ni-20Zn nickel-silver during 30 days immersion in artificial sweat. Applied Surface Science 2007, vol. 254, pp. 644÷652.