BR202018004113U2 - Dispositivo fototerapico com led de alta potencia associado a fotossensibilizadores especificos para desinfecoo de materials proteticos - Google Patents

Abstract

0 modelo de utilidade apresenta um aparelho fotoirradiador para dispositivos protéticos, que inclui dois corpos de caixa associados com uma fonte de luz, em que a fonte de luz são placas equipadas com leds (diodos emissores de luz) posicionado em todas as partes da caixa; uma caixa externa opaca e escura, com regiao superior de encaixe, serve como aparato para uma caixa interna de menores proporções;um potenciômetro fixamente disposto na parede lateral da caixa, ligado a um ecra de visualização de potencia optica, tempo e temperatura; as fontes de luz de led (1w) conectados eletricamente a uma fonte de alimentação externa. a célula de fotoirradiação utilizada para fonte da terapia fotodinâmica, como método de desinfecção de aparelhos protéticos, tem vantagens, como: fontes de luz em vermelho (625-740 nm) ou azul (440-485 nm), presença de sensores que evitam a geração de calor durante o processo de irradiação; apresenta estrutura externa que bloqueia a passagem de luz e uma interna que permite a irradiação em 360 graus; fonte segura e eficaz de tratamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Modelo de Utilidade para “DISPOSITIVO FOTOTERÁPICO COM LED DE ALTA POTÊNCIA ASSOCIADO A FOTOSSENSIBILIZADORES ESPECÍFICOS PARA DESINFECÇÃO DE MATERIAIS PROTÉTICOS”.

[001] Refere-se o presente pedido de patente de modelo de utilidade a um dispositivo adaptador constituído de LED (Light Emitting Diode) de diâmetros muito pequenos dispostos em uma caixa, de forma a se organizarem em formato de um cubo. O LED é um componente eletrônico semicondutor, ou seja, um diodo emissor de luz, mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada nas lâmpadas convencionais que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases, dentre outras. Nos LEDs, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamada de Estado sólido.

[002] O dispositivo será composto de 8 LEDs de 1W, na cor vermelha (625-740 nm) ou azul (440-485 nm) dispostos 1 em cada face lateral (posterior, anterior, esquerda e direita) e 2 na face superior e os outros 2 na inferior. Os LEDs são fixados em uma caixa transparente, em que a peça protética é posicionada. Uma outra caixa opaca e escura envolve o restante do circuito, evitando assim que a luz saia. Os LEDs são alimentados por uma fonte de 5V/ 2A e acionados através de resistores limitadores de corrente.

[003] Na área de reabilitação oral, a redução do número de microrganismos favorece o controle da infecção cruzada entre consultório e laboratório de prótese, na necessidade de esterilização de próteses imediatas e guias cirúrgicos para implantodontia, que devem ser utilizados em ambiente cirúrgico asséptico. Há um interesse clínico na procura de um método alternativo que seja simples e eficaz na desinfecção ou, até mesmo, esterilização de

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 4/17

2/8 dispositivos confeccionados em resina acrílica, uma vez que problemas como infecções cruzadas entre laboratório e consultório e o uso de próteses imediatas e guias cirúrgicos não estéreis em cirurgias orais, têm sido recorrentes na odontologia. O presente aparelho apresenta-se como solução para esse problema e torna fácil e eficiente a técnica de desinfecção baseada na terapia antimicrobiana fotodinâmica.

[004] Alguns agentes químicos são utilizados para desinfetar dispositivos protéticos acrílicos, como o hipoclorito de sódio, o glutaraldeído, a clorexidina e o álcool 70%. Apesar da sua eficiência como um desinfetante, o hipoclorito de sódio 1% tem algumas desvantagens, incluindo a sua atividade corrosiva nas superfícies metálicas, o efeito irritante sobre a pele e outras células, destruição de tecidos, incluindo cotton, e alteração de cor de resinas (BELL et al., 1989). O glutaraldeído 2% é frequentemente utilizado em odontologia (CARDOSO et al., 2000). A principal vantagem desse produto é que ele não é inativado quando em contato com materiais orgânicos, não é corrosivo e não degrada plásticos ou borracha (SILVA et al., 2004), no entanto, devido à sua potencial toxicidade, eles devem ser manipulados com cuidado e, de acordo com a Resolução RDC 15 de 03/2012 ficou proibida a utilização do glutaraldeído na esterilização em consultório odontológico e a desinfecção em alto nível com esta substância segue normas específicas regulamentadas por esta Resolução (ANVISA, 2012).

[005] A clorexidina tem sido uma das mais estudadas substâncias antimicrobianas. Ela é considerada a melhor escolha entre os antissépticos para o controle de biofilme dental, eficaz para a prevenção da cárie dentária, gengivite e estomatite. Sua atividade antimicrobiana tem sido descrita, principalmente, em bactérias Gram-positivas (GUIMARÃES, 2001). No entanto, Pavarina et al., (2003) observaram alteração na rugosidade superficial de

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 5/17

3/8 resina acrílica após imersão em digluconato de clorexidina e em hipoclorito de sódio.

[006] A TFD (Terapia Fotodinâmica) consiste na associação de um agente corante fotossensibilizador a uma fonte de luz, no intuito de provocar necrose celular e morte microbiana. A ação se dá quando a substância fotossensibilizadora absorve os fótons da fonte de luz e seus elétrons passam a um estado excitado, ocorrendo uma primeira reação com produção de superperóxido, radicais hidroxila e radicais livres. Na presença de oxigênio molecular, ocorre uma segunda reação, em que o fotossensibilizador transfere energia ao mesmo quando retorna ao seu estado natural, formando moléculas de vida curta e altamente reativas, como o oxigênio singleto (¹O2). Todos estes produtos oxidam moléculas biológicas, como proteínas mitocondriais, alterando sua estrutura e atividade, desnaturam proteínas e lipídios da membrana e modificam a estrutura do DNA celular. Devido a este mecanismo de ação, é muito improvável que um microrganismo desenvolva resistência a este tipo de terapia (MACHADO, 2000; WOOD et al., 2006; PERUSSI, 2007).

[007] Outras vantagens também podem ser observadas com o uso da inativação fotodinâmica: seletividade do fotossensibilizador, focalização da luz apenas na região de interesse, possibilidade de repetição da terapia sem efeitos tóxicos cumulativos, não invasivos e de baixo risco (TEICHERT et al., 2002; DOVIGO, 2007; PERUSSI, 2007).

[008] Não há, atualmente, nenhuma tecnologia, seja em artigos ou em bases de patentes, cuja aplicação seja a mesma do dispositivo, objeto do presente pedido de patente.

[009] Há, entretanto, a patente CN203247266U que se refere a um aparelho que utiliza também LEDs de 1W, dispostos em uma caixa. No entanto, apresentam-se em dois comprimentos de onda (azul ou vermelho), dispostos

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 6/17

4/8 em maior quantidade que a preconizada no trabalho em questão e somente na porção inferior da caixa, com a finalidade de facilitar a irradiação de células em laboratório, já o nosso dispositivo apresenta irradiação em 360 graus. Outro trabalho de patente que utiliza idéia semelhante seria o US20050112021, neste os autores propõem a confecção de um também dispositivo de LED para auxílio na terapia fotodinâmica antimicrobiana em fluídos sanguíneos.

[010] Com a utilização do presente dispositivo submetido à patente estes problemas encontrados nas técnicas tradicionais de desinfecção, como toxicidade, corrosão e alteração de superfície dos materiais, seriam resolvidos e os dentistas poderiam utilizar o dispositivo associado com fotossensibilizador específico (de acordo com o comprimento de onda do LED) o que possibilitaria uma eficiente inativação dos microrganismos patogênicos, sem causar danos à estrutura dos materiais.

[011] Como já mencionado a utilização de fotossensibilizadores, em presença de oxigênio junto aos LEDs de 1W possui ação antimicrobiana em espécies bacterianas e fúngicas, sem causar danos aos materiais protéticos. Dessa forma, o presente modelo de utilidade traz para a Odontologia moderna uma alternativa inovadora para um procedimento corriqueiro realizado em consultórios odontológicos com materiais conhecidamente danosos.

[012] Além de possuir uma aplicação diferenciada, o presente aparelho distingue-se tecnicamente do estado da arte levantado. No dispositivo, objeto desse pedido de patente, os LEDs são dispostos em mesmo comprimento de onda e potência, de modo que a luz seja transmitida por toda sua extensão em 360 graus. Outras diferenças técnico-construtivas são as quantidades dos LEDs, disposição desses e quantidade de luz no interior das camadas do dispositivo, cobrindo completamente, materiais como próteses totais.

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 7/17

5/8 [013] Devido a estas características, além da aplicação que possibilita uma nova técnica para o tratamento de superfície de dispositivos acrílicos protéticos, caracteriza-se o presente pedido possuidor de seus requisitos de patenteabilidade, quais sejam, novidade, ato inventivo e aplicação industrial, conforme determinações da lei de propriedade industrial, em seu artigo 9°.

[014] Refere-se o presente pedido de patente de modelo de utilidade a um dispositivo para fotoinativação de microrganismos em materiais protéticos resinosos dentro de uma caixa, constituído basicamente de: Um sistema de LEDs dispostos em um cubo; Uma porção receptora; Uma porção emissora.

[015] A área iluminada é um cubo de 10 cm de lado da caixa interna, 13 cm de lado na caixa externa, cada qual com espessura de 0,5 cm. A caixa externa constituirá de um material opaco escuro, para impedir a passagem ou saída de luz, com tampa superior móvel de encaixe, o restante fixado permanentemente entre si. Conterá em sua caixa interna uma quantidade de LEDs, um de cada lado do cubo e dois na parte superior e inferior, mantendo uma distância de 1,5 cm entre si, através de um modelo de potência luminosa e dissipação de calor, também com tampa superior móvel de encaixe. Um dos fatores limitantes do projeto é a temperatura do objeto iluminado no centro do cubo, que não poderá ultrapassar os 60°C. Os dispositivos utilizados no projeto são LEDs da série S com 1W de potência e sem dissipador próprio.

[016] Externo ao cubo há uma placa de controle alimentada por uma fonte chaveada, devido à necessidade de uma maior eficiência na potência dissipada. Essa placa de controle será composta de um microcontrolador ARM (Advanced RISC Machine), que comandará o drive de potência para acionamento dos LEDs através de um PWM (Pulse-Width Modulationmodulação por largura de pulso) regulado pelo usuário. Os valores de potência

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 8/17

6/8 fornecida aos LEDs bem como o tempo de exposição deverão ser exibidos ao usuário através de um display (Visor).

[017] Será confeccionada uma placa de circuito para controle do equipamento, contendo uma fonte, microcontrolador, drive de potência, display e potenciômetro para regulação do PWM. A placa de controle será conectada a outras 6 placas menores que conterão apenas os LEDs de potência, posicionados sobre um substrato térmico de dissipação, que serão fixadas nas faces internas do cubo.

[018] Para fins de validação, o cubo será preenchido internamente por um conjunto de sensores de temperatura em diferentes locais do cubo, possibilitando assim um completo monitoramento da temperatura interna do dispositivo.

[019] Dessa forma, a luz é dissipada em 360° por toda a extensão da porção emissora de luz do dispositivo que pode adaptar o material protético em seu interior e junto ao fotossensibilizador de escolha fornecer a redução ou até eliminação dos microrganismos, evitando possíveis patologias associadas ao uso desses aparelhos protéticos ou até contaminação cruzada entre laboratório, cirurgião-dentista e paciente. A principal vantagem desse dispositivo é permitir a iluminação de toda a área do aparelho protético de forma igual e sem danos a sua estrutura de superfície, mesmo em áreas de reentrâncias, de maneira mais rápida, promovendo eficiente forma de inativação de microrganismos patogênicos.

[020] A descrição que se segue e as figuras associadas, tudo dado a título de exemplo não limitativo, farão compreender melhor o modelo de utilidade:

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 9/17

7/8 [021] A figura 1 compreende os dispositivos de acrílico externo opaco (a) e interno transparente (b) com suas arestas, de 13 e 10 cm, respectivamente.

[022] Na figura 2 é possível observar a disposição dos LEDs de 1W, um em cada lateral (b) das paredes do dispositivo de acrílico (a) e dois na parte superior e inferior (c).

[023] A figura 3 configura um exemplo de como seria uma caixa inserida na outra, a presença de um visor, onde conteriam as informações de potência, tempo e temperatura, um potenciômetro (a) e sensor de temperatura (b). Sendo necessária alimentação por fonte externa de energia.

[024] A figura 4 demonstra a fotoinativação de uma prótese total com emissões luz uniforme e cobertura de 360 graus da peça submetida ao procedimento de desinfecção com o aparato de patente.

[025] O presente pedido de patente de modelo de utilidade é baseado em dois componentes que não podem ser separados. Os componentes são a porção receptora e a porção emissora de luz. O adaptador transfere a energia obtida através de uma fonte 5V/1A para os diodos emissores de luz (vermelha ou azul) que estão distribuídos no interior de um dispositivo acrílico em forma de cubo, com uma porção interna (transparente), a qual permite a passagem da luz irradiada e outra parte externa opaca (preta), esta não permite a entrada ou saída de luz para que não hajam interferências no processo de fotoinativação.

[026] Numerosos estudos in vitro demonstraram que a TFD é altamente efetiva na destruição de vírus e protozoários, assim como bactérias Gram-positivo, Gram-negativo e fungos (PERUSSI, 2007; DONELLY et al., 2007; DOVIGO, 2007, DE FREITAS PONTES et al,, 2014).

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 10/17

8/8 [027] O Diodo Emissor de Luz (LED) tem sido apontado como fonte de luz promissora em relação à luz laser, pois apresenta como vantagens menor custo, maior flexibilidade no tempo de irradiação, facilidade de operação e aparelhos com formatos menores e mais leves. O LED é utilizado para polimerização de materiais restauradores e, comprovadamente, não é nocivo para os tecidos bucais (KONOPKA & GOSLINSKI, 2007).

[028] Corantes têm a habilidade de absorver luz visível com eficiência e são capazes de induzir ou participar de reações fotoquímicas. O fotossensibilizador ideal caracteriza-se por baixa toxicidade após a administração, não induzindo reação alérgica nem hipotensão e deve absorver a luz no espectro determinado. Deve ser biologicamente estável, fotoquimicamente eficaz, seletivo e minimamente tóxico aos tecidos normais e materiais (GARCEZ et al., 2003).

[029] O dispositivo acrílico do aparato submetido à patente consegue arcar com as variações de umidade e temperatura a que estará sujeito, sem apresentar deformações.

[030] As variáveis construtivas do presente modelo de utilidade podem girar em torno das diferentes distâncias da porção emissora em relação aos aparelhos protéticos que exibem diferentes tamanhos. O aumento no número de LEDs promoveria o aumento do diâmetro da caixa e maior controle de temperatura, o que poderia danificar a estrutura de resina caso a temperatura durante o procedimento fosse maior que o limiar de alteração de superfície do acrílico.

Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 11/17

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo em formato de cubo, com duas porções interna e externa, caracterizado pela disposição de 8 diodos emissores de luz fria (LED), com 1W de potência com luz vermelha (625-740 nm) ou azul (440-485 nm).
2. 2. Vantagens da terapia fotodinâmica para controle de contaminação cruzada ou desinfecção/esterilização de aparelhos protéticos, caracterizada por ser rápida e simples, podendo ser realizada tanto pelo profissional cirurgiãodentista, como pelo próprio paciente.
3. 3. A inserção de um método seguro e rápido para o tratamento de superfície desses materiais, através desse dispositivo, caracterizada por não causar danos físicos às estruturas protéticas.
4. 4. Diminuição do tempo clínico durante a fase de desinfecção, caracterizada por diminuir a contaminação e auxiliar no tratamento e prevenção de possíveis patologias.
5. 5. Consiste em um dispositivo portátil, caracterizado pela facilidade de transporte e poder se transformar em um dispositivo de uso pelos próprios pacientes, pois seus componentes não possuem toxicidade.
6. 6. Material não tóxico, caracterizado pelo acrílico, fotossensibilizador e LED.
7. 7. Devido a presença de um potenciômetro na parte interna da caixa, garantese a correta irradiação, caracterizada pela placa de controle de potência e visualização de seu valor, através do Visor (Display), na porção externa da caixa.

   2/2

   Petição 870190017856, de 21/02/2019, pág. 14/17
8. 8. Presença de sensores de temperatura, caracterizados por indicar possíveis alterações que podem levar a danos na estrutura do dispositivo e na peça a ser tratada.
9. 9. Mais facilidade de limpeza dessa estrutura, caracterizada pelo encaixes entre as peças.
10. 10. O processo de confecção desse dispositivo é caracterizado por produzir uma caixa em formato de cubo de 13 cm de aresta opaca e escura ambas as partes superiores em forma de encaixe conectadas promovendo vedamento e de uma caixa interna de 10 cm também em formato de cubo onde facilmente caberá os materiais protéticos que necessitarão de desinfecção em clínica odontológica, essa caixa interna irá se encaixar na caixa externa com adaptação junto à estrutura de LEDs distribuídos um em cada lateral do cubo, dois LEDs em cada uma das regiões superior e inferior que poderá ser de dois comprimentos de onda, de 630 nm (vermelho) ou LEDs azuis (440- 485 nm).
11. 11. A utilização desses dispositivos é caracterizado pelas reinvidicações 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 o que determina maior segurança e proporciona avanços nas técnicas de desinfecção de peças protéticas, tanto pelo profissional como pelo paciente.