BR202018004113Y1 - Dispositivo fototerápico com led de alta potencia associado a fotossensibilizadores específicos para desinfecção de materiais protéticos - Google Patents

Abstract

O 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

[1] 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.

[2] 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.

[3] 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 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.

[4] 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).

[5] 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 resina acrílica após imersão em digluconato de clorexidina e em hipoclorito de sódio.

[6] 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).

[7] 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).

[8] 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 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.

[10] 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.

[11] 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.

[12] 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.

[13] 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°.

[14] 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.

[15] 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.

[16] 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 Modulation- modulação por largura de pulso) regulado pelo usuário. Os valores de potência fornecida aos LEDs bem como o tempo de exposição deverão ser exibidos ao usuário através de um display (Visor).

[17] 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.

[19] 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.

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

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

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

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

[24] 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.

[25] 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.

[26] 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).

[27] 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).

[28] 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).

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

[30] 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. 1/1

Claims (1)

1- DISPOSITIVO FOTOTERÁPICO COM LED DE ALTA POTÊNCIA ASSOCIADO A FOTOSSENSIBILIZADORES ESPECÍFICOS PARA DESINFECÇÃO DE MATERIAIS PROTÉTICOS em formato de cubo caracterizado por ser formado por duas porções, uma interna (10x10x10 cm) (figura 1, b) e outra externa (13x13x13 cm) (figura 1, a); sendo que a porção externa é opaca, escura e vedada, e a porção interna é transparente e se encaixa na porção externa; pela disposição de 8 diodos emissores de luz fria - LED (figura 2), com 1W de potência com luz vermelha (625-740 nm) ou azul (440-485 nm), distribuídos um em cada lateral do cubo externo (e) e dois em cada uma das regiões superior e inferior (f); pela presença de um potenciômetro (figura 3, p) na parte interna da caixa com placa de controle de potência e visualização de seu valor, através do visor - display (figura 3, v), na porção externa da caixa; pela presença de sensores de temperatura (figura 3, s).