BRMU8902791U2 - dispositivo cortador e/ou homogeneizador e/ou triturador - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO CORTADOR E/OU HOMOGENEIZADOR E/OU TRITURADOR. O presente modelo de utilidade descreve um dispositivo cortador, homogeneizador e triturador, especialmente para o preparo de micro-amostras de tecidos biológicos, compreendendo eixo com sistema de cardã, carcaça protetora, suporte de sustentação, sistema de vedação por gaxeta resistente a altas temperaturas e solventes orgânicos, entre outros.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Modelo de Utilidade

Dispositivo Cortador e/ou Homogeneizador e/ou Triturador

Campo do Invento

O presente modelo de utilidade descreve um dispositivo cortador e/ouhomogeneizador e/ou triturador para o preparo de micro-amostras e/oupequena quantidade de tecidos biológicos compreendendo eixo com sistemade cardã, carcaça protetora, suporte de sustentação, sistema de vedação porgaxeta resistente a altas temperaturas e solventes orgânicos, entre outros. Opresente modelo de utilidade se situa nos campos da engenharia e biologia.

Antecedentes do Invento

A extração de componentes celulares (tanto de tecido vegetal quanto deanimal) corresponde uma etapa laboriosa e crítica no processo dehomogeneização de tecidos e a obtenção, de forma eficiente, de componentescelulares.

A imprecisão no processo de extração tradicional ocorre principalmentequando se utilizam amostras com tamanho reduzido (menores que 1g ou 1 cm2de tecido). As dificuldades na uniformização do processo de extração destasamostras devem-se a resistência mecânica intrínseca destes tecidos e aperdas devido à transferência dos extratos entre frascos após ahomogeneização.

A resistência mecânica de tecidos fibrosos representa uma limitação àhomogeneização dos extratos, devido principalmente à falta de instrumentosadequados a maceração. Neste sentido, métodos de congelamento utilizandonitrogênio líquido e a posterior homogeneização com bastão com extremidadecônica representa uma das técnicas mais comuns e de menor custo utilizadaem laboratórios de análises biológicas.

Outro fato que contribui para as grandes perdas de componentesdurante o processo de extração é o uso de frascos diferentes para os

MU8902791-4processos de homogeneização e de purificação e/ou análise, aumentando oserros experimentais.

Desta forma, o desenvolvimento de um equipamento com tamanhoreduzido, capaz de triturar tecidos rígidos diretamente no interior de um tubo deensaio ou de centrifuga (com diâmetro total de até 1,5 cm) sem a necessidadede prévio congelamento, permite otimizar o processo de extração, reduzindo otempo, as perdas e as etapas neste processo.

A busca na literatura patentária apontou alguns documentos relevantesque serão descritos a seguir.

O documento US 4,715,545 revela um método e um sistema manual decoletar, transportar e triturar amostras biológicas compreendendo um recipientee um sistema cônico (pistilo) que utiliza o atrito para trituração. O presentemodelo de utilidade difere deste documento pelo fato de não utilizar a forçamanual é nem possuir um recipiente e um sistema cônico de trituração, massim utilizar um motor elétrico como fonte de movimento e utilizar lâminas paracorte e/ou trituração.

O documento US 7,370,819 revela um método e um dispositivo trituradorde amostras biológicas compreendendo um conjunto de anéis acoplados naextremidade do eixo giratório que utiliza esferas metálicas para triturar omaterial biológico. O presente modelo de utilidade difere desse documento pelofato de não compreender anéis acoplados na extremidade do eixo giratório queutiliza esferas metálicas para triturar o material biológico, mas sim utilizarlâminas para corte e/ou trituração.

O documento US 5,829,696 revela um aparato triturador de amostrasbiológicas compreendendo um recipiente, um triturador com extremidadecônica e uma cobertura para vedar o recipiente. O presente modelo de utilidadedifere desse documento pelo fato de não compreender um recipiente comvedação e nem um triturador com extremidade cônica, mas sim um trituradorcom lâminas.

O documento US 4,307,846 revela um cortador e/ou homogeneizadore/ou triturador de fluxo contínuo de tecido para o isolamento de organelassubcelulares compreendendo um recipiente e um triturador na forma de umpistilo. O presente modelo de utilidade difere desse documento pelo fato de nãocompreender um recipiente e nem um triturador na forma de um pistilo, massim um triturador com lâminas.

Foram encontrados alguns dispositivos homogeneizadores e trituradoresatualmente no mercado, entretanto nenhum deles citava uma haste presa compinça que pode ser acoplada a quase qualquer tipo de equipamento com motorelétrico; um eixo com um sistema de cardã que reduz as vibrações provocadaspela rotação do eixo, aumentando a vida útil do rolamento e um sistema devedação por gaxeta, resistente a altas temperaturas e solventes orgânicos,conforme o presente modelo de utilidade.

Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontradosdocumentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos do presente modelode utilidade, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atoinventivo frente ao estado da técnica.

Sumário do Invento

O presente modelo de utilidade proporciona um dispositivo cortador,homogeneizador e triturador, especialmente utilizado para o preparo de micro-amostras, preferencialmente de tecidos biológicos.

É um objeto do presente modelo de utilidade, um dispositivo cortador e/ou homogeneizador e/ou triturador compreendendo: fonte de movimento (1);controle de velocidade (2); sensor de temperatura e/ou velocidade; apoio móvel(3); pinça acopladora (4); rosca (5); carcaça protetora (6); eixo (7) com sistemade cardã (8); carcaça protetora da lâmina (9); placa perfurada de material inerte(10); sistema de vedação por gaxeta resistente (11); lâmina (12).

Estes e outros objetos do modelo de utilidade serão imediatamentevalorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses nosegmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução nadescrição a seguir.Breve Descrição das Figuras

A figura 1 mostra o modelo geral do cortador, homogeneizador etriturador, onde (1) motor elétrico, (2) controle de velocidade, (3) apoio móvel,(6) carcaça protetora e (9) carcaça protetora da lâmina.

A figura 2 mostra a carcaça e o eixo do cortador, homogeneizador etriturador, onde (5) rosca, (7) eixo de aço inox, (8) cardã, (12) lâmina, (9)proteção de aço inox com abertura para o fluxo e (6) é a carcaça protetora.

A figura 3 mostra parte do cortador e/ou homogeneizador e/ou trituradorcompreendendo: (4) pinça que acopla o eixo no motor elétrico; (5) rosca; (6)carcaça protetora; (7) eixo; (8) cardã; (9) carcaça protetora da lâmina; (10)placa perfurada de material inerte; (11) gaxeta; (12) lâmina.

Descrição Detalhada do Invento

Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar umadas inúmeras maneiras de se realizar o invento, contudo sem limitar, o escopodo mesmo.

Dispositivo Cortador, homogeneizador e triturador

O dispositivo cortador, homogeneizador e/ou triturador do presentemodelo de utilidade compreende fonte de movimento (1); controle develocidade (2), sensor de temperatura e/ou velocidade; apoio móvel (3); pinçaacopladora (4); rosca (5); carcaça protetora (6); eixo (7) com sistema de cardã(8); carcaça protetora da lâmina (9); placa perfurada de material inerte (10);sistema de vedação por gaxeta resistente (11); lâmina (12).

Em especial, o dispositivo dO presente modelo de utilidade é umdispositivo cortador e/ou homogeneizador e/ou triturador para o preparo demicro-amostras de tecidos biológicos.

Fonte de Movimento

A fonte de movimento do presente modelo de utilidade compreendequalquer fonte que forneça movimento para girar o eixo acoplado a esta. Emuma realização preferenciai, a fonte de movimento é um motor elétrico comvelocidade controlada, podendo variar de 0 a 15.000 rpm.Eixo Acoplado com sistema de cardã

O eixo acoplado do presente modelo de utilidade compreende um eixoacoplado a fonte de movimento capaz de transmitir os movimentos fornecidospor ela para o dispositivo acoplado a ponta distai do eixo.

Em uma realização preferencial, o eixo rotativo é fabricado em qualquermaterial adequado a esterilização, podendo ser utilizado metais; metaisrevestidos, por exemplo por cromo, teflon e outros; aço inox; e similares.Preferencialmente é utilizado o aço inox (Austenitico V-304, com temperaturade trabalho 400°C, resistente a solventes), prioritariamente o aço inox 316L,dado seu melhor desempenho frente aos agentesesterelizantes/descontaminantes.

O presente eixo compreende em sua extremidade distai: uma gaxetaresistente a solventes orgânicos, em exemplo não Iimitante a Gaxeta EPDMEtileno Propileno, com temperatura de trabalho 100°C resistente a solventes,uma placa perfurada de material inerte, em exemplo não Iimitante PoliremoTecaform AH, com temperatura de trabalho 100°C de uso contínuo, resistentea radiação UV e também a solventes, e uma lâmina semi-cortante ou cortantede aço inox (Austenitico V-304), preferencialmente aço inox 316L, estáacoplado a um motor elétrico através de uma pinça, um sistema de suspensãotipo cardã e um rolamento, mantendo a posição do eixo invariável, apesar dasoscilações de seu suporte.

Carcaça Protetora

A carcaça protetora do presente modelo de utilidade compreende umacarcaça de um material qualquer capaz de proteger o sistema de eventuaisdanos causados durante a homogeneização. Em uma realização preferencial, acarcaça protetora é uma haste flexível que protege o sistema e éconfeccionada de um material resistente a solventes orgânicos e a altastemperaturas, podendo ser de polímero, em exemplo não Iimitante plásticoPoliremo Tecaform AH, com temperatura de trabalho 100°C de uso continuo,resistente a radiação UV e também a solventes ou de aço inox,preferencialmente aço inox 316L.Suporte de Sustentação

O suporte de sustentação do presente modelo de utilidade compreendeum suporte que acopla o sistema dando uma maior mobilidade a este. Em umarealização preferencial, o suporte de sustentação acopla o dispositivo cortador,homogeneizador e/ou triturador servindo como um apoio móvel.

Sensor de Temperatura

O presente invento, em uma configuração variante, inclui um sensor detemperatura, visto que muitas amostras são termosensíveis. Desta forma,quando a amostra atingir determinadas temperaturas, o presente sensordisparará um sinal para que a rotação seja diminuída ou mesmo interrompida,até que a temperatura abaixe até um valor determinado para dar continuidadeao processamento da amostra restabelecendo valor em RPM ajustado. Nodispositivo em tela, o presente sensor também poderá controlar a rotaçãoautomaticamente e mantê-la estável em RPM de forma que a temperatura daamostra fique num valor ou faixa ajustada.

O ajuste de temperatura será feito através de meios adequados para talajuste, que podem incluir controladores, potenciômetros, botões, displays,circuitos e outros.

Sensor de Velocidade

Um sensor de velocidade, para permitir o controle da velocidade atravésda rotação ou velocidade pré-ajustada, está presente em uma configuraçãovariante dO presente modelo de utilidade.

O ajuste de velocidade será feito através de meios adequados para talajuste, que podem incluir controladores, potenciômetros, botões, displays,circuitos e outros.

Lâminas

Diferentes lâminas, adequadas ao material a ser processado, podem seracopladas ao presente invento. Estas são fabricadas em qualquer materialadequado ao corte e esterilização, podendo ser utilizado metais; metaisrevestidos, por exemplo por cromo, teflon e outros; aço inox; e similares.Preferencialmente é utilizado o aço inox (Austenitico V-304, com temperaturade trabalho 400°C, resistente a solventes), prioritariamente o aço inox 316L.

As lâminas poderão ser simples, capazes de realizar um único tipo decorte ou complexas, possuindo desenho que permita a lâmina executardiferentes tipos de corte. Além disso, diferentes tipos de lâminas podem seracopladas em conjunto e/ou individualmente para proporcionar diferentes tiposde corte.

Carcaça Protetora da Lâmina

O invento inclui uma carcaça protetora da lâmina que protege a lâminae o usuário durante o manuseio. Estas são fabricadas em qualquer materialadequado ao corte e esterilização, podendo ser utilizado metais; metaisrevestidos, por exemplo por cromo, teflon e outros; aço inox; e similares.Preferencialmente é utilizado o aço inox (Austenitico V-304, com temperaturade trabalho 400°C, resistente a solventes), prioritariamente o aço inox 316L.

Essa carcaça possui desenho tal que permite que lâmina entre emcontato com a amostra durante o corte, homogeneização ou trituração.Adequando-se a amostra, a presente carcaça preferencialmente será na formacilíndirica lisa ou com dentições adequadas ao processo, podendo ter ainda aforma cônica com diâmetro específico para triturações em tubos demicrocentrífuga.

O presente modelo de utilidade, em uma configuração, inclui umacarcaça protetora com lâmina acoplada que pode ser descartável oureutilizável, através de esterilização, evitando-se contaminações entreamostras extraídas seqüencialmente (como amostras de DNA e RNA).

Exemplo 1. Concretização Preferencial

O presente modelo de utilidade corresponde a um equipamentopossuindo um eixo metálico com uma lâmina ou pá semi-cortante em uma dasextremidades, protegida por uma carcaça metálica ou de polímero plástico,com diâmetro total menor ou igual a 1,5 cm. Tanto o eixo quanto a carcaçaprotetora estão conectados a um motor elétrico com velocidade controlada.Este equipamento pode ser utilizado para homogeneizar materiais biológicosvariando de 0,1 a 10g diretamente em tubo de ensaio, podendo ser de vidro ouplástico, com diâmetro mínimo de 1,5cm, na presença ou não de um solventeextrator. O uso deste equipamento reduz tanto o tempo despendido noprocesso de homogeneização quanto à necessidade de transferência derecipientes durante a etapa de extração de componentes celulares. Da mesmaforma, este equipamento pode ser rapidamente higienizado através de imersãoem soluções desinfetantes ou autoclavagem.

Avaliações bioquímicas dos extratos utilizando este equipamento,comparado a homogeneizados preparados de forma manual utilizando gral epistilo de porcelana ou de vidro, indicaram semelhanças entre os resultadosobtidos utilizando estes dois métodos de extração para os componentes.Portanto, o modelo de utilidade aqui apresentado é tão eficiente que reproduzo método tradicional de extração (que utiliza grande quantidade de tecido), queé manual, demorado e exige a maceração de grande quantidade de tecido.Além dessa vantagem, o processo de extração utilizando grande quantidadede tecido além de não padronizado, é demorado. Essa rapidez (30 segundos a1 minuto) é fundamental quando se trata de extração de compostos de umnúmero muito grande de amostras, reduzindo tanto o tempo de obtençãodesses compostos quanto à perda ou degradação do material a ser analisadono tecido. Da mesma forma, a redução no tempo de extração (até 1 min deduração) acarreta menores riscos de aquecimento das amostras pela fricçãoda lâmina com o material biológico, minimizando ou excluindo a possibilidadede desnaturação de proteínas e perda de atividade enzimática.

Os testes de extração foram realizados em folhas de Hypericumperforatum cultivadas iri vitro sob condições controladas de luz, temperatura eumidade. Também foram utilizadas amostras de folha de plantas de Solanumtuberosum cultivadas em casa de vegetação. Foram utilizadas técnicascolorimétricas para as avaliações de rendimento e atividade nos extratos.Tabela 1. Teste de extração de componentes Flavonóides:

<table>table see original document page 10</column></row><table> Tabela 2. Teste de extração de componentes Fenólicos:

<table>table see original document page 10</column></row><table>

Tabela 3. Teste de extração e atividade enzimática de enzimas Peroxidasessolúveis, extraídas de tecido foliar de Solanum tuberosum, cultivadas em casade vegetação.

<table>table see original document page 10</column></row><table>Tabela 4. Teste de extração de proteínas totais solúveis extraídas de tecidofoliar de Solanum tuberosum, cultivadas em casa de vegetação.

<table>table see original document page 11</column></row><table> Teste T amostras independentes Alfa = 0,05 (p=0,44)

Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados epoderão reproduzir o presente modelo de utilidade nas modalidadesapresentadas e em outros variantes, abrangidos no escopo das reivindicaçõesanexas.

Claims (7)

Dispositivo Cortador e/ou Homogeneizador e/ou Triturador

1. Dispositivo cortador e/ou homogeneizador e/ou trituradorcaracterizado por compreender: fonte de movimento (1); controle de velocidade(2); sensor de temperatura e/ou velocidade; apoio móvel (3); pinça acopladora(4); rosca (5); carcaça protetora (6); eixo (7) com sistema de cardã (8); carcaçaprotetora da lâmina (9); placa perfurada de material inerte (10); sistema devedação por gaxeta resistente (11); lâmina (12).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fontede movimento (1) ser motor elétrico.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelavelocidade ser controlada e variar de O a 15.000 rpm.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pinçaacopladora (4) estar conectada a uma haste flexível e ser capaz de se conectara diversos tipos de equipamento com motor elétrico.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo eixo(7) compreender um sistema de cardã (8) que reduz as vibrações provocadaspela rotação do eixo.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelacarcaça protetora (6) ser uma haste flexível de polímero plástico.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelosistema de vedação por gaxeta (11) ser resistente a altas temperaturas esolventes orgânicos.