PT790764E - Dispositivo implantavel para a administracao de substancias activas a plantas - Google Patents

Description

Descrição “Dispositivo implantável para a administração de substâncias activas a plantas” A invenção refere-se a um corpo de cerâmica, impregnado com uma substância activa, para ser colocado nos espaços ocos de plantas, para o tratamento continuo de plantas, com produtos de protecção das plantas, produtos de fortalecimento das plantas, reguladores de crescimento, matérias nutritivas ou outros produtos com acção sistémica, para o controlo de processos biológicos. A administração de substâncias activas a plantas, por meio de dispositivos implantáveis, é conhecido em si e está mencionada na literatura da especialidade. Por exemplo, pode ver-se nos documentos de patentes JP 5803 9602 e AU 84 31497. A publicação JP 5803 9602 publica sistemas de substâncias activas mtumescentes, que são constituídas por um mistura de polímeros hidrófilos e absorventes da água. O princípio de funcionamento destes sistemas consiste em a libertação da substância activa ser feita como consequência da sua solubilizaçào e portanto ser comandada pela recepção de água das plantas. Este mecanismo de regulação apresenta, no entanto, o inconveniente seguinte:

Porque a administração da substância activa se faz de acordo com e na medida da absorção de água, as taxas de libertação são determinadas pelo estado de hidratação das células dos tecidos das plantas. Mas, de acordo com a experiência, ao grau de hidratação das células estão subjacentes grandes oscilações, dependendo a amplitude das oscilações do estado do metabolismo da água das plantas. Potenciais de água extremamente baixos ou altos das células vegetais podem conduzir, ou a Μ uma interrupção da administração da matéria activa, ou a uma libertação brusca e, por consequência, a um esgotamento prematuro do sistema. Um controlo de longo prazo e fiável da quantidade de matéria activa a administrar por unidade de tempo não é possível por meio deste sistema.

No caso da patente AU 843 1497, trata-se de um sistema de administração que, em primeira linha, foi desenvolvido para fins de irrigação e fertilização. Ele é constituído por um implante cerâmico poroso e um reservatório exterior, de gás ou liquido, ligados um com o outro. A distribuição de água e da matéria faz-se aqui por utilização das forças capilares do corpo do implante, representando a corrente natural de transpiração das plantas a força motriz necessária para o transporte do líquido de suporte da matéria activa. O controlo da corrente de líquido e do fornecimento de matéria activa com ela ligado, no sistema condutor da planta, é aqui deixado à própria planta. Portanto, é notório que este sistema é impróprio para um doseamento preciso da matéria activa, o que exclui a sua utilização para a administração de produtos para protecção de plantas ou reguladores do crescimento.

No caso da protecção das plantas, na prática da silvicultura e da jardinagem, é designadamente importante adaptar as necessidades de matéria activa às exigências específicas da relação específica da economia e da patogenia (desenvolvimento temporal de doenças designadamente devidas a parasitas). Não em último lugar, a taxa de administração da matéria activa tem também influência na situação dos custos no caso do tratamento, por exemplo, de grandes efectivos de plantas ou de árvores. A presente invenção tem por objectivo proporcionar um dispositivo implantável, para a administração de matérias activas às plantas, no qual o acoplamento entre a administração de matérias activas e o metabolismo hídrico das plantas é limitado a uma medida mínima e toma-se possível um controlo da taxa de administração das matérias activas, evitando-se as dificuldades atrás referidas e as limitações económicas, como meios económicos. A solução do problema consegue-se com um corpo cerâmico do tipo indicado na introdução, com as características da reivindicação 1, a utilizar em espaços ocos das plantas.

Nas reivindicações secundárias previram-se outras formas de realização aperfeiçoadas vantajosas do dispositivo.

Os corpos cerâmicos que contêm matérias activas são já conhecidos em si, desde 1980, a partir da patente GB 1 570 608 BI, os quais são impregnados com perfumes, msecticidas ou gemucidas, como purificadores do ar, que fornecem a matéria activa contida para a atmosfera ambiente. Verificou-se então, surpreendentemente, que podem armazenar-se no sistema de espaços ocos no corpo cerâmico poroso matérias activas que, depois da colocação do corpo cerâmico também em órgãos lenhificados das plantas, são libertados de maneira continua para as plantas. Neste caso, a matéria activa distribui-se pelos poros abertos, sendo o volume dos poros, de acordo com a invenção, dimensionados, na altura da implantação, de modo que contenham toda a quantidade de matéria activa a distribuir.

Entre as caracteristicas mais importantes do dispositivo de acordo com a invenção, conta-se o seu tipo de ordens de grandeza de toda a porosidade, isto é, o volume, as dimensões e a dispersão, bem como a distribuição dos poros. Dado que se pretende armazenar no sistema poroso das cavidades do corpo cerâmico 4 quantidades desejadas de matérias activas, os parâmetros atrás referidos são de importância decisiva para a distribuição de matérias activas. A vantagem do dispositivo de acordo com a invenção consiste na utilização do sistema de poroso como força motriz e reguladora para a libertação da matéria activa. Isso possibilita um amplo desacoplamento da libertação da matéria activa e do metabolismo das plantas.

Como matéria prima para a fabricação do dispositivo de acordo com a invenção podem utilizar-se diversos minerais argilosos AI2O3 x 2 SiO? x 2 H20 até AI2O3 x 4 Si02 x H20. Além disso, citam-se, por exemplo, 0 Caolino (caulinite, alofana, haloisite), a ílite (glauconite), a esmectite (montmorilonite, nontronite, beidelite) e a vermiculite, estando eles em regra em mistura. As argilas citadas são caracterizadas por, no estado húmido, incharem e poderem deformar-se plasticamente mas, depois da secagem, mantém a sua forma e, durante a cozedura a uma temperatura entre 800°C e 2 000°C, de preferência entre 1 000 e 1 200°C, endurecem, com a formação de poroso expandidos. Propõem-se, como particularmente apropriadas para este efeito a caulinite, a ilite e a haloisite, que usualmente são utilizadas como materiais cerâmicos, em diversos domínios de aplicação.

Se, para a fabricação do dispositivo segundo a invenção, se utilizarem argilas (misturas de diversos minerais), devem ser conhecidas a sua composição mineralógica, bem como a sua granulometria, visto que estes parâmetros _ determinam as caracteristicas e, em especial, a percentagem de poros do corpo cerâmico moldado.

Mas pode, nesse dispositivo, também tratar-se de corpos moldados /k cerâmicos, com poros, que, de maneira análoga à do betão expandido, são constituídos por matérias básicas minerais, que fazem presa hidraulicamente e cuja percentagem de poros pode ser estabelecida por uma reacção controlável de componentes químicos.

Para influenciar a estrutura dos poros, os técnicos têm à sua disposição as seguintes possibilidades:

Selecção dos minerais da argila, variação das dimensões das partículas primárias, adição de materiais auxiliares e alteração das condições (temperatura e tempo) do processo de fabrico, seja por um processo térmico ou por um processo reactivo.

De acordo com a invenção, os materiais de partida são escolhidos de modo tal que o dispositivo implantável com eles fabricado possua uma estrutura com um volume de poros de cerca de 70% e 95%, em especial 80%. O espectro de dimensões dos poros do dispositivo de acordo com a invenção é relativamente largo e compreende valores de 0,06 a 5,0 pm. Como largura dos poros preferida indica-se o intervalo entre 0,1 e 2,0 pm.

Se se utilizarem mmerais argilosos com dimensões iguais das partículas primárias, obtemos, regra geral, um espectro dos poros relativamente homogéneo (dispersão reduzida das dimensões dos poros). As dimensões dos grãos dos materiais utilizados pode determinar-se por crivação e sedimentação em água. Indicam-se como dimensões preferidas das partículas os valores < 2 pm. Mediante a vanação das dimensões das partículas pode obter-se um controlo da porosidade.

Uma outra possibilidade de variar a porosidade do dispositivo de acordo com a invenção consiste na utilização no seu fabrico de materiais aditivos diversos. Μ

Como é conhecido, na fabricação de produtos cerâmicos verifica-se uma redução do volume, devido à desidratação. Para compensar a possível diminuição do espaço dos poros, utilizam-se os chamados produtos de emagrecimento. Por adição destes produtos consegue-se que a água debitada seja substituída por poros ou espaços de ar. Como produtos complementares apropriados citam-se aqui, por exemplo, o ácido silícico (na forma de quartzo ou quartzite) ou a argila refractária moída. A utilização de produtos de emagrecimento promove ao mesmo tempo a resistência mecânica do produto final.

Outros materiais adicionais que melhoram o produto, que podem ser utilizados na fabricação do dispositivo de acordo com a invenção, são os produtos poróforos. Nestes produtos incluem-se materiais fibrosos orgânicos, como lama de papel e serradura ou outros materiais combustíveis, como lenhite, pedra calcárea e espuma de poliestireno. Esses materiais são introduzidos na massa da matéria prima e em seguida, durante o processo de sinterizaçâo, queimados, com produção de gases.

Como uma outra possibilidade para o controlo da porosidade no dispositivo de acordo com a invenção, citamos finalmente as condições térmicas do seu fabrico, em especial as condições de condução da combustão. Com a subida da temperatura de cozedura verifíca-se, como é sabido, uma diminuição da porosidade e um aumento das características mecânicas dos produtos cerâmicos. O técnico pode portanto ajustar a condução do fogo, durante os vários estádios da cozedura, de modo tal que se consigam as características de porosidade requeridas do dispositivo de acordo com a invenção. Como temperatura de combustão preferida indica-se aqui o intervalo de 950°C a 1 050°C ou 1 000°C a 1 200°C, respectivamente. 7

Para carregar o dispositivo de acordo com a invenção (corpo moldado poroso) com a matéria activa, impregna-se o mesmo com uma solução aquosa da matéria activa. Através da concentração da matéria activa na solução, pode controlar-se o teor de matéria activa no dispositivo. Pode eventualmente efectuar-se a impregnação com a matéria activa também várias vezes, para se obter um elevado teor de matéria activa. De acordo com a invenção, pode armazenar-se no dispositivo de 1% a 20%, em peso, da matéria activa, podendo a matéria activa estar presente só ou várias matérias activas misturadas umas com as outras.

Como matérias activas podem, em princípio, utilizar-se todas as matérias com as quais possam ser influenciados processos nos organismos vegetais ou animais. No quadro da presente invenção, utilizam-se de preferência meios para a protecção das plantas, como fungicidas e msecticidas. São exemplos não limitativos de matérias activas, que podem ser ministrados a plantas, por meio do dispositivo de acordo com a invenção: - Fungicidas, por exemplo Benomyl, Bromuconazol, Bitertanol, Etaconazol, Flusilazol, Furalaxyl, Fosetyl-Al, Imazalil, Metalaxyl, Penconazol. Propiconazol, Thiabendazol, Tnadimefon, Triadimenol ou Triforine, - Insecticidas, por exemplo Buthocarboxim, Dimethoat, Fenoxycarb, Methamyl, Oxamyl, Oxydemteton-methyl, Pirimicarb ou Propoxur, - Fertilizantes, por exemplo Superíòsfato, fosfato Thomas.

Os dispositivos de acordo com a invenção podem obter-se como peças moldadas, com geometrias diversas. Recomendam-se especialmente as peças cilíndricas, em forma de vareta e de forma esférica. Convenientemente elas são dimensionadas de modo que possam manipular-se facilmente à mão. Em geral, as ?k dimensões das partículas são de 2,0 mm a 100 mm, de preferência de 5,0 mm a 50 mm.

Uma forma de realização particularmente vantajosa do implante de acordo com a invenção é um dispositivo no qual uma ou várias peças moldadas de cerâmica estão fixadas numa placa rígida. A placa é constituída por um material resistente mecanicamente e amigo dos tecidos das plantas. E particularmente apropriada a madeira. A vantagem especial desta forma de realização consiste no facto de a placa que fecha o espaço oco nas plantas, formar uma cobertura de protecção e eliminar, ou pelo menos minimizar, a possibilidade indesejável de saída da substância activa. O dispositivo de acordo com a invenção é implantado no eixo dos rebentos das plantas, sendo introduzido em espaços ocos (por exemplo furos abertos) previamente criados. O dispositivo é particularmente apropriado para a utilização em plantas com rebentos lenhificados (arbustos e árvores). A invenção é esclarecida por meio do Exemplo seguinte:

Exemplo 1

Introduziram-se (misturados em 500 g de uma mistura de argilas Witterschlicker Blauton 38/40 e Satzveyer Blauton, em pesos iguais, com um teor de água de 15% e a seguinte estrutura de granulometria:

Dimensões dos grãos % em peso 0 em iim > 63 2,0 63-20 1,7 20-6,3 1,7 6,3-2,0 7,2 < 2,0 88,4 25 g de aparas de serradura, previamente impregnadas com água. Depois, elevou-se 9 o teor de humidade da massa assim obtida a 40%, em peso, por adição de água.

Processou-se a massa plástica, assim preparada, numa extrusora, em primeiro lugar para se obter um “produto como aletria”, que foi depois cortado em peças moldadas cilíndricas (6 cm x 2 cm x 1 cm). A matéria em bruto assim obtida foi seca numa estufa de secagem, a 30°C, durante um intervalo de tempo de 24 horas. Em seguida, o produto seco foi cozido num forno aquecido electricamente (Fa Naber--Therm), com uma subida continua da temperatura. O tempo de residência das peças na zona de temperaturas da cozedura principal (950°C) foi neste caso de 1,5 horas. Depois do arrefecimento das peças moldadas, determinaram-se as suas dimensões definitivas (5,1 cm x 1,7 cm x 0,85 cm) e a porosidade total (60%).

Para a carga com a matéria activa impregnaram-se numa solução de Al--Fosetyl. As quantidades de matéria activa introduzidas no sistema de poros, determinadas com base na variação de peso do dispositivo e na concentração da solução de matéria activa, foram 0,2 g/por dispositivo. A presente invenção põe à disposição um dispositivo de administração de matéria activa, muito simples, de manipulação simples e de baixo custo, que representa, em especial no interior das cidades, onde é problemático o tratamento de árvores, técnicas valiosas alternativas às técnicas convencionais.

JOSÉ BE SAMPAIO A.O.P.L Rua »lo Salitre, 195. r/c-Drt. 1250 LISBOA

Lisboa, 19 de

Claims (8)

1. Reivindicações 1. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas, para utilizar em espaços ocos em plantas, para o tratamento continuo de plantas, com meios de protecção das plantas, meios de fortalecimento das plantas, matérias nutritivas ou outros produtos, que actuam sistemicamente, para o controlo de processo biológicos, formado por um corpo cerâmico de poros abertos, impregnado de matéria activa, com um volume total de poros suficiente para a recepção da matéria activa de carga, na forma dissolvida ou dispersa, e dimensões e distribuição dos poros adaptadas à taxa de libertação da matéria activa.
2. 2. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o corpo cerâmico ser constituído por materiais básicos minerais, cozidos a temperaturas entre 800CC e 2 000°C, de preferência entre 1 000°C e 1 200°C, sendo as matérias activas escolhidas dos grupos seguintes: Caulino (caulinite, alofana, halloysite), ilite (Glauconite), esmectite (montmorilonite, nontronite, beidelite), clorite e vermiculite.
3. 3. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o corpo cerâmico ser constituído por materiais básicos minerais, que podem formar presa hidraulicamente, que apresentam um volume de poros produzido de preferência por reacção química.
4. 4. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por os poros do corpo cerâmico serem formados essencialmente por decomposição de materiais adicionais misturados, decomponiveis a quente, constituídos por serradura, lama de papel, lenhite, polistireno em espuma, pedra calcárea e partículas de greda, no processo de cozedura.
5. 5. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o corpo cerâmico apresentar um espectro de dimensões dos poros com valores de 0,05 Lim a 5,0 pm, de preferência entre 0,1 pm e 2,0 pm.
6. 6. Corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 5, caracterizado por estar ligado com uma cobertura de protecção, na forma de um fecho do espaço oco na placa apropriada para as plantas.
7. 7. Utilização do corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com uma ou várias· das reivindicações anteriores para a implantação em espaços ocos criados previamente, dos eixos dos rebentos de plantas.
8. 8. Processo para a fabricação do corpo cerâmico impregnado de matérias activas de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, em primeiro lugar, se fabricar um corpo moldado cerâmico de acordo com a reivindicação 1 e se introduzir no mesmo, por meio de impregnação, a matéria activa para as plantas, presente numa forma fluente. Lisboa, 19 de Dezembro de 2000 jW O Agente Oficial da Propriedade Industrial

   A.O.P.L Rua do Salitre, 195, r/c-Drt. 1250 LISBOA Resumo “Dispositivo implantável para a administração de substâncias activas a plantas” Num dispositivo implantável para a administração de matérias activas a plantas, sendo esse dispositivo um corpo moldado de cerâmica atravessado por poros, no qual a matéria activa está repartida em poros abertos, o volume dos poros no instante da implantação é dimensionado de modo tal que contém a quantidade total de matéria activa a administrar, podendo fíxar-se dentro de limites pré--determinados o tipo da porosidade total, o seu volume, dimensões e dispersão, bem como a distribuição dos poros. Lisboa, 19 de Dezembro de 2000

   JOSÉ DE SAMPAIO A.O.P.L Rua do Salitre, 195, r/c-Drt. 1250 LISBOA