PT910552E

PT910552E - Utilização de combinações de um polímero de ionero e um sal de dodecilamina para controlo de incrustações biológicas

Info

Publication number: PT910552E
Application number: PT97933236T
Authority: PT
Inventors: Percy A Jaquess; Luis Fernando Del Corral; Richard A Clark
Original assignee: Buckman Labor Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2006-11-30
Also published as: CA2259384A1; DE69736551T2; EP0910552B1; DE69736551D1; WO1998000369A1; CA2259384C; EP0910552A1; AU3647097A; JP2001527458A; ATE337272T1; JP4039696B2; NZ333911A; BR9710205A; AU720577B2; ES2267147T3

Description

DESCRIÇÃO "UTILIZAÇÃO DE COMBINAÇÕES DE UM POLÍMERO DE IONENO E UM SAL DE DODECILAMINA PARA CONTROLO DE INCRUSTAÇÕES BIOLÓGICAS"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da invenção A invenção utiliza combinações de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina para inibir a adesão de bactérias a superfícies submergíveis ou submersas, em particular as superfícies dentro de um sistema aquoso.

Descrição da técnica relacionada

Os microorganismos aderem a uma vasta variedade de superfícies, em particular superfícies em contacto com fluidos aquosos que proporcionam um ambiente adequado ao crescimento microbiano. Por exemplo, os microorganismos são conhecidos por aderirem a cascos de navios, estruturas marítimas, dentes, implantes médicos, colunas de arrefecimento e permutadores de calor. Ao aderir a essas superfícies submergíveis ou submersas, os microorganismos podem provocar incrustações na superfície ou causar a sua deterioração.

Em mamíferos (e.g., humanos, gado, animais de estimação), os microorganismos que aderem a uma superfície podem conduzir a 1 problemas de saúde. A placa, por exemplo, resulta da adesão de microorganismos às superfícies dos dentes. Os implantes médicos com adesão de microorganismos indesejados nas suas superfícies ficam frequentemente cobertos com crostas e têm de ser substituídos.

Estudos científicos revelaram que o primeiro passo das incrustações biológicas em sistemas aquosos é em geral a formação de uma biopelícula fina sobre as superfícies submersas ou submergíveis, i.e., superfícies expostas ao sistema aquoso. Pensa-se que a adesão e colonização numa superfície submersa de microorganismos, tais como bactérias, formam uma biopelícula e modificam a superfície para favorecer o desenvolvimento de uma comunidade mais complexa de organismos que formam incrustações biológicas avançadas do sistema aquoso e das suas superfícies submersas. Uma análise geral dos mecanismos e da importância da biopelícula como fase inicial das incrustações biológicas é apresentada por C. A. Kent em "Biological Fouling: Basic Science and Models" (em Melo, L. F., Bott, T. R., Bernardo, C. A. (eds.), Fouling Science and Technology, Séries NATO ASI, Série E, Applied Sciences: N.° 145, Kluwer Acad. Publishers,

Dordrecht, Países Baixos, 1988). Outras referências à literatura incluem M. Fletcher e G. I. Loeb, Appl. Environ. Microbiol 37 (1979) 67-72; M. Humphries et. al., FEMS Microbiology Ecology 38 (1986) 299-308; e M. Humphries et. al., FEMS Microbiology

Letters 42 (1987) 91-101.

As bio-incrustações ou incrustações biológicas são um incómodo ou um problema persistente numa grande variedade de sistemas aquosos. As incrustações biológicas, quer incrustações microbiológicas quer macrobiológicas, são causadas pela acumulação de microorganismos, macroorganismos, substâncias 2 extra-celulares, sujidade e detritos que ficam presos na biomassa. Os organismos envolvidos incluem microorganismos, tais como bactérias, fungos, leveduras, algas, diatomáceas, protozoários e macroorganismos, tais como macro algas, cracas e pequenos moluscos como amêijoas asiáticas ou mexilhões zebra.

Outro fenómeno de incrustações biológicas objectáveis que ocorre em sistemas aquosos, particularmente em fluidos de processos industriais aquosos, é a formação de lodo. A formação de lodo pode ocorrer em sistemas de água fresca, salobra ou salgada. 0 lodo consiste em depósitos acumulados de microorganismos, fibras e detritos. Pode ser viscoso, pastoso, semelhante a borracha, semelhante a tapioca, ou duro, e tem um odor caracteristico, indesejável, que é diferente do odor do sistema aquoso onde se formou. Os microorganismos envolvidos na formação de lodo são primeiramente espécies diferentes de bactérias que formam esporos e que não formam esporos, particularmente formas encapsuladas de bactérias que segregam substâncias gelatinosas que envolvem ou encapsulam as células. Os microorganismos do lodo incluem também bactérias filamentosas, fungos filamentosos do tipo de bolor, levedura, e organismos do tipo de levedura.

As incrustações biológicas, que frequentemente degradam um sistema aquoso, podem manifestar-se sob uma variedade de problemas, tais como perda de viscosidade, formação de gás, odores objectáveis, diminuição do pH, alteração da cor e gelificação. Adicionalmente, a degradação de um sistema aquoso pode causar incrustações no sistema relacionado de tratamento de água, que pode incluir, por exemplo, colunas de arrefecimento, bombas, permutadores de calor e condutas, sistemas de aquecimento, sistemas de limpeza e outros sistemas idênticos. 3

Incrustações biológicas podem ter um impacto económico adverso directo quando ocorrem em águas de processamento industrial, por exemplo em águas de arrefecimento, fluidos activos para metais ou outros sistemas de recirculação de água, tais como os utilizados no fabrico de papel ou na produção de têxteis. Se não forem controladas, as incrustações biológicas de águas de processamento industrial podem interferir com as operações de processamento, diminuindo a eficiência do processo, desperdiçando energia, obstruindo o sistema de tratamento de água e mesmo degradando a qualidade dos produtos.

Por exemplo, os sistemas de arrefecimento de água utilizados em centrais energéticas, refinarias, fábricas de químicos, sistemas de ar condicionado e outras operações industriais enfrentam frequentemente problemas de incrustações biológicas. Os organismos transportados pelo ar provenientes das colunas de arrefecimento, bem como os organismos transportados pela água proveniente do abastecimento de água do sistema contaminam habitualmente estes sistemas aquosos. A água nestes sistemas proporciona em geral um meio de crescimento excelente para estes organismos. Organismos aeróbios e heliotrópicos florescem nas colunas. Outros organismos crescem e colonizam áreas como as das fossas das colunas, condutas, permutadores de calor, etc. Se não forem controladas, as incrustações biológicas resultantes podem obstruir as colunas, bloquear as condutas e revestir as superfícies de transmissão térmica com camadas de lodo e outras camadas biológicas. Isso impede o funcionamento adequado, reduz a eficiência de arrefecimento e, talvez mais importante, aumenta os custos de todo o processo. 4

Os processos industriais sujeitos a incrustações biológicas incluem também o fabrico de papel, o fabrico de polpa, papel, cartão, etc. e a produção de têxteis, em particular têxteis não tecidos imersos em água. Estes processos industriais em geral recirculam grandes quantidades de água sob condições que favorecem o crescimento de organismos de incrustações biológicas.

As máquinas de papel, por exemplo, tratam volumes muito grandes de água em sistemas de recirculação chamados "sistemas de águas brancas." 0 fornecimento para uma máquina de papel contém tipicamente apenas cerca de 0,5% de sólidos fibrosos e não fibrosos de fabrico de papel, o que significa que para cada tonelada de papel quase 200 toneladas de água passam através do recipiente. A maior parte desta água recircula no sistema de águas brancas. Os sistemas de águas brancas proporcionam um meio de crescimento excelente para os microorganismos de incrustações biológicas. Este crescimento pode resultar na formação de lodo e outros depósitos nos recipientes, linhas de água e equipamento de fabrico de papel. Estas incrustações biológicas não só podem interferir com a água e os fluxos de stocks, mas quando estão livres podem causar manchas, orifícios e maus odores no papel, bem como perturbações dispendiosas de quebras de rede nas operações das máquinas de papel.

As incrustações biológicas de águas recreativas, tais como piscinas ou águas termais (incluindo banheiras e jacuzis quentes, mas não limitado a estes) ou águas decorativas, tais como lagos ou fontes podem deteriorar severamente o seu usufruto pelas pessoas. As incrustações biológicas resultam frequentemente em odores objectáveis. Mais importante, em particular em águas recreativas, as incrustações biológicas 5 podem degradar a qualidade da água de tal modo que se torne inadequada para utilização e podem mesmo colocar em risco a saúde.

As águas de saneamento, como as águas de processos industriais e as águas recreativas, são também vulneráveis a incrustações biológicas e aos problemas associados. As águas de saneamento incluem águas residuais, águas de cisterna, águas sépticas e águas de tratamento de esgotos. Devido à natureza dos resíduos contidos nas águas de saneamento, estes sistemas de água são particularmente susceptíveis a incrustações biológicas. A fim de controlar as incrustações biológicas, a técnica tem tradicionalmente tratado um sistema de água afectado com químicos (biocidas) em concentrações suficientes para eliminar ou em grande parte inibir o crescimento de organismos de incrustações biológicas. Ver, e.g., as patentes U.S. Nos. 4293559 e 4295932. Por exemplo, soluções de gás de cloro e de hipoclorito feitas com o gás têm desde há muito sido adicionadas a sistemas de água para eliminar ou inibir o crescimento de bactérias, fungos, algas e outros organismos problemáticos. Porém, os compostos de cloro podem não só danificar os materiais utilizados para a construção de sistemas aquosos, mas podem também reagir com substâncias orgânicas para formar substâncias indesejáveis em correntes de efluentes, tais como clorometanos carcinogénicos e dioxinas cloretadas. Foram também utilizados certos compostos orgânicos, tais como metilenobistiocianato, ditiocarbamatos, halo-orgânicos e tensioactivos de amónio quaternário. Embora muitos destes sejam bastante eficientes na eliminação de microorganismos ou na inibição do seu crescimento, podem também ser tóxicos ou prejudiciais para humanos, animais ou outros organismos não considerados como alvo. 6

Uma forma possível de controlar as incrustações biológicas de sistemas aquosos, que inclui as superfícies submersas associadas, seria evitar ou inibir a adesão de bactérias a superfícies submersas dentro do sistema aquoso. Tal pode ser conseguido, obviamente, utilizando microbicidas que, no entanto, sofrem geralmente de algumas das desvantagens acima mencionadas. Como alternativa, a presente invenção proporciona métodos e composições úteis para inibir substancialmente a adesão de bactérias a uma superfície submersa ou submergível e para controlar as incrustações biológicas de sistemas aquosos. A invenção neutraliza as desvantagens de métodos anteriores. Outras vantagens desta invenção ficarão evidentes a partir da leitura das descrições e reivindicações anexas.

RESUMO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um método para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível. O método coloca a superfície submergível em contacto com um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível. A presente invenção refere-se também a um método para controlar incrustações biológicas de um sistema aquoso. Este método adiciona a um sistema aquoso um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de bactérias a superfícies submersas dentro do sistema aquoso. Este método controla efectivamente as incrustações biológicas, substancialmente sem eliminar as bactérias. 7 A presente invenção refere-se também a uma composição para controlar as incrustações biológicas de um sistema aquoso. A composição compreende um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível ou a uma superfície submersa dentro do sistema aquoso.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Numa forma de realização, esta invenção refere-se a um método para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível. Uma superfície submergível é uma que possa ser, pelo menos parcialmente coberta, inundada ou molhada com um líquido, tal como água ou outro fluído aquoso. A superfície pode estar intermitentemente ou continuamente em contacto com o líquido. Como se discutiu acima, exemplos de superfícies submergíveis incluem, mas não de forma limitativa, cascos de navios ou de barcos, estruturas marítimas, dentes, implantes médicos, superfícies dentro de um sistema aquoso, tal como o interior de uma bomba, cano, coluna de arrefecimento ou permutador de calor. A superfície submergível pode ser composta por materiais hidrofóbicos, hidrofílicos ou metálicos. De forma vantajosa, a utilização de uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina de acordo com a invenção pode efectivamente inibir a adesão de bactérias a superfícies submergíveis ou submersas hidrofóbicas, hidrofílicas ou metálicas. A fim de inibir a adesão de uma bactéria a uma superfície submergível, o método coloca a superfície submergível em

contacto com um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina. A 8 mistura de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina é utilizada numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de microorganismos à superfície. A combinação polímero de ioneno/sal de dodecilamina pode ser aplicada à superfície submergível utilizando meios conhecidos na técnica. Por exemplo, como se discute abaixo, o polímero de ioneno e o sal de dodecilamina podem ser aplicados, individualmente ou em conjunto, por atomização, revestimento ou mergulhando a superfície numa formulação de líquido que contém o polímero de ioneno e/ou o sal de dodecilamina. Em alternativa, a combinação polímero de ioneno/sal de dodecilamina pode ser formulada como uma pasta que é em seguida atomizada ou pincelada sobre a superfície submergível. De forma vantajosa, a combinação polímero de ioneno/sal de dodecilamina pode ser um componente de uma composição ou formulação comummente utilizada com uma superfície submergível particular. "Inibir a adesão de bactérias" a uma superfície submergível significa permitir uma quantidade diminuta ou insignificante de adesão de bactérias durante um período de tempo desejado. De um modo preferido, não ocorre essencialmente adesão de bactérias e, de um modo mais preferido, esta é evitada. A quantidade combinada de polímero de ioneno e de sal de dodecilamina utilizada deve permitir apenas uma adesão de bactérias diminuta ou insignificante e pode ser determinada por testes de rotina. De um modo preferido, a quantidade combinada de polímero de ioneno e de sal de dodecilamina utilizada é suficiente para aplicar, pelo menos, uma película mono-molecular da combinação na superfície submergível. Esta película, de um modo preferido, cobre toda a superfície submergível. 9 0 contacto da superfície submergível com uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina de acordo com este método permite que a superfície seja pré-tratada contra a adesão de bactérias. Deste modo, a superfície pode ficar em contacto com uma tal combinação e em seguida ser submersa no sistema aquoso. A presente invenção refere-se também a um método para controlar as incrustações biológicas de um sistema aquoso. Um sistema aquoso compreende não só o fluído aquoso ou líquido que flúi através do sistema, mas também as superfícies submersas associadas ao sistema. As superfícies submersas são aquelas superfícies que estão em contacto com o fluído aquoso ou o líquido. Tal como as superfícies submergíveis acima referidas, as superfícies submersas incluem, mas não de forma limitativa, as superfícies interiores de canos ou bombas, as paredes de uma coluna ou recipiente de arrefecimento, permutadores de calor, filtros, etc. Em suma, as superfícies em contacto com o fluído aquoso ou o líquido são superfícies submersas e são consideradas como parte do sistema aquoso. 0 método da invenção adiciona a combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina ao sistema aquoso numa quantidade que efectivamente inibe a adesão de bactérias à superfície submersa dentro do sistema aquoso. Na concentração utilizada, este método controla efectivamente incrustações biológicas do sistema aquoso substancialmente sem eliminar as bactérias. "Controlar incrustações biológicas" do sistema aquoso significa controlar a quantidade ou a dimensão de incrustações biológicas num nível desejado ou inferior e durante um período 10 de tempo desejado para o sistema particular. Tal pode eliminar as incrustações biológicas do sistema aquoso, reduzir as incrustações biológicas para um nivel desejado, ou evitar as incrustações biológicas totalmente ou acima de um nivel desej ado.

De acordo com a presente invenção, "inibir a adesão de bactérias" a uma superfície submersa dentro do sistema aquoso significa permitir a adesão de uma quantidade diminuta ou insignificante de bactérias durante um período de tempo desejado para o sistema particular. De um modo preferido, não ocorre essencialmente adesão de bactérias e de um modo mais preferido, a adesão de bactérias é evitada. A utilização de uma combinação de polímero de ioneno/sal de dodecilamina de acordo com a invenção pode, em muitos casos, separar ou reduzir outros microorganismos presos existentes até limites indetectáveis e manter esse nível durante um período de tempo significativo.

Embora alguns polímeros de ioneno e alguns sais de dodecilamina possam revelar actividade biocida em concentrações acima de determinados níveis limite, uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina da invenção inibe efectivamente a adesão de bactérias em concentrações geralmente muito abaixo desses níveis limite. De acordo com a invenção, a combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina inibe a adesão de bactérias substancialmente sem eliminar as bactérias. Assim, a quantidade combinada efectiva de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina utilizada de acordo com a invenção é inferior ao limite tóxico, mesmo se a combinação tiver também propriedades biocidas. Por exemplo, a concentração da combinação pode ser dez ou mais vezes inferior ao seu limite tóxico. De um modo preferido, a combinação também não deve 11 prejudicar organismos não considerados como alvo, que podem estar presentes no sistema aquoso.

Uma combinação de um polimero de ioneno e de um sal de dodecilamina pode ser utilizada para controlar incrustações biológicas numa vasta variedade de sistemas aquosos, tais como os acima indicados. Estes sistemas aquosos incluem, mas não de forma limitativa, sistemas aquosos industriais, sistemas aquosos de saneamento e sistemas aquosos de recreação. Como se apresentou acima, exemplos de sistemas aquosos industriais são fluidos para trabalhar metais, águas de arrefecimento (e.g., tomada de água de arrefecimento, evacuação de água de arrefecimento e recirculação de água de arrefecimento) e outros sistemas de recirculação de água, tais como os utilizados no fabrico de papel ou produção de têxteis. Os sistemas aquosos de saneamento incluem sistemas de águas residuais (e.g., sistemas de águas residuais industriais, privadas e municipais), esgotos e sistemas de tratamento de águas, (e.g., sistemas de tratamento de esgotos) . Piscinas, águas termais, fontes, tanques decorativos ou ornamentais, lagos ou cursos de água, etc., fornecem exemplos de sistemas de água recreativos. A quantidade combinada de um polimero de ioneno e de um sal de dodecilamina efectiva para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submersa num sistema particular varia ligeiramente dependendo do sistema aquoso a ser protegido, das condições de crescimento microbiano, da dimensão de quaisquer incrustações biológicas existentes e do grau de controlo desejado das incrustações biológicas. Para uma aplicação particular, a quantidade escolhida pode ser determinada por testes de rotina de várias quantidades antes do tratamento de todo o sistema afectado. Em geral, uma quantidade combinada utilizada num 12 sistema aquoso pode variar entre cerca de 1 e cerca de 500 partes por milhão e de um modo mais preferido de cerca de 20 a cerca de 100 partes por milhão do sistema aquoso.

Polímeros de ioneno

Os polímeros de ioneno ou compostos de amónio quaternário poliméricos (Poliquat), i.e., polímeros catiónicos que contêm azotos quaternários na parte principal do polímero (também conhecidos como quats poliméricos ou Polyquats), pertencem a uma classe bem conhecida de compostos. A actividade biológica desta classe de polímeros é também conhecida. Ver, e.g., A. Rembaum, Biological Activity of Ionene Polymers, Applied Polymer Symposium n.° 22, 299-317 (1973) e O. May, " Polymer ic Antimicrobial Agents" em Disinfection, Sterilization, and Preservation, S. Block, Ed., 322-333 (Lea & Febiger, Filadélfia, 1991) . Os polímeros de ioneno têm uma variedade de utilizações em sistemas aquosos, tais como microbicidas, bactericidas e algicidas bem como no controlo, ou mesmo prevenção, da formação de biopelícula ou lodo. As patentes U.S. Nos. 3874870, 3931319, 4027020, 4089977, 4111679, 4506081, 4581058, 4778813, 4970211, 5051124, 5093078, 5142002 e 5128100 apresentam vários exemplos destes polímeros, da sua preparação e das suas utilizações.

Qualquer polímero de ioneno ou mistura de polímeros de ioneno pode ser utilizada para a realização desta invenção. Os polímeros de ioneno podem ser classificados de acordo com a unidade de repetição encontrada no polímero. A unidade de repetição resulta dos reagentes utilizados para fazer o polímero de ioneno. 13

Um primeiro tipo preferido de polímero de ioneno compreende a unidade de repetição de fórmula I:

Rl •N+- R3 X2- -B-N+- (I) R2 R4 n

Nesta fórmula, R1, R2, R3 e R4 podem ser idênticos ou diferentes e são seleccionados de H, alquil-Ci-C2o opcionalmente substituído por pelo menos um grupo de hidróxilo, e benzilo opcionalmente substituído na parte de benzeno por pelo menos um grupo de alquil-Ci-C2o · De um modo preferido, R1, R2, R3 e R4 são todos metilo ou etilo. 0 grupo "A" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Cio, hidroxialquileno-Ci-Cio, éter de di-alquileno-Ci-Cio simétrico ou assimétrico, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio. De um modo preferido, "A" é um alquileno-C1-C5 divalente, alquenileno-C2-C5, hidroxialquileno-C2~C5, ou éter di-alquileno-di-C2_C5 simétrico, e de um modo mais preferido "A" é -CH2CH2CH2-, -CH2CH (OH) CH2- ou -CH2CH2OCH2CH2-. O grupo "B" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Cio, hidroxialquileno-Ci-Cio, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno, ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio-. De um modo preferido, "B" é alquileno-Ci-Cs, alquenileno-C2-Cs, hidroxialquileno-C2_C5, alquilenoaril-Ci-C5_ ou arileno, arileno-Ci-C5-alquileno, 14 alquileno-Ci-C5. De um modo mais preferido, "B" é -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- ou -CH2 (CH2)4CH2-. 0 contra-ião, X2’ é um contra-ião divalente, dois contra-iões monovalentes ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica na unidade de repetição que forma a parte principal do polímero de ioneno. De um modo preferido, X2“ é igual a dois aniões monovalentes seleccionados a partir de um anião de haleto e um anião de tri-haleto e, de um modo mais preferido, cloreto ou brometo. Os polímeros de ioneno que têm contra-iões de tri-haleto são descritos na patente U.S. No. 3778476.

Os polímeros de ioneno que têm a unidade de repetição de fórmula I podem ser preparados por vários métodos conhecidos. Um método é fazer reagir uma diamina da fórmula R4R2N-B-NR3R4 com um di-haleto da fórmula X-A-X. Os polímeros de ioneno que têm esta unidade de repetição e os métodos para a sua preparação são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. Nos. 3874870, 3931319, 4025627, 4027020, 4506081 e 5093078. A actividade biológica dos polímeros de ioneno que têm a unidade de repetição de fórmula I é também descrita nestas patentes.

Entre os polímeros de ioneno com uma unidade de repetição da fórmula I, um polímero de ioneno particularmente preferido é poli[oxietileno(dimetilimínio)etileno(dimetilimínio) etileno dicloreto. Neste polímero de ioneno de fórmula I, cada R , R , R e R4 é um metilo, A é -CH2CH2OCH2CH2-, B é -CH2CH2- e X2' é 2 Cl", e o peso molecular médio é de 1000-5000. Este polímero de ioneno está disponível em Buckman Laboratories, Inc. de Memphis, Tennessee como produto BUSAN® 77 ou produto WSCP®, que são cada um deles 60% de dispersões aquosas do polímero. BUSAN® 77 e 15 WSCP® são biocidas utilizados principalmente em sistemas aquosos, incluindo fluidos activos para metais, para o controlo de microorganismos.

Um outro polímero de ioneno particularmente preferido que tem uma unidade de repetição de fórmula I é o polímero de ioneno em que cada R1, R2, R3 e R4 é um metilo, A é -CH2CH (OH) CH2-, B é -CH2CH2-, e X2” é 2 Cl”. Este polímero de ioneno é um produto de reacção de N,N,N',N'-tetrametil-1,2-etana-diamina com (clorometilo)-oxirano, e tem um peso molecular médio de 1000-5000. O polímero está disponível em Buckman Laboratories, Inc. como produto BUSAN® 79 e produto WSCP® II, que são 60% de soluções aquosas do polímero.

Um segundo tipo de polímero de ioneno compreende a unidade de repetição de fórmula II:

Rl x- (II) n -A-N+-

R2 J

Na fórmula II, as definições de R4,R2 e A são idênticas às definidas acima para a fórmula I. X” é um contra-ião monovalente, metade de um contra-ião divalente, ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica da unidade de repetição que forma o polímero de ioneno. X pode ser, por exemplo, um anião haleto ou tri-haleto, e X é de um modo preferido cloreto ou brometo. 16

Os polímeros de ioneno que têm a unidade de repetição de fórmula II podem ser preparados por métodos conhecidos. Um método é fazer reagir um amino da fórmula R1R2NH com um halo-epóxido tal como epicloridrina. Os polímeros de ioneno que têm a unidade de repetição de fórmula II são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. Nos. 4111679 e 5051124. A actividade biológica dos polímeros de ioneno que têm a unidade de repetição de fórmula II é também descrita nestas patentes.

Polímeros de ioneno preferidos que têm a unidade de repetição de fórmula II são aqueles em que cada R e R e um deles metilo, A é -CH2CH (OH) CH2-, e X“ é Cl". Este polímero é obtido como um produto de reacção de N-dimetilamina com (clorometilo)oxirano, e tem um peso molecular médio de 2000-10000. O polímero encontra-se disponível em Buckman Laboratories, Inc. como o produto BUSAN® 1055, uma dispersão aquosa a 50% do polímero.

Um outro polímero de ioneno preferido que tem a unidade de repetição de fórmula II é obtido como um produto de reacção de dimetilamina com epicloridrina, em que cada R1 e R2 é um metilo, A é -CH2CH (OH) CH2- e X" é Cl”. Este polímero de ioneno tem um peso molecular médio de 5000 - 10000 e encontra-se disponível em Buckman Laboratories , Inc. numa solução aquosa a 50% como produto BUSAN® 1055.

Um terceiro tipo de polímero de ioneno compreende uma unidade de repetição de fórmula III: R-B · (III) n 17 em que R é

0 grupo Q é -(CHR')P-, -CH2-CH=CH-CH2-, -CH2-CH2-0-CH2-CH2-, -CH2-CH (OH) -CH2-, ou -(CHR')n-NH-C(0)-NH(CHR')n-. 0 grupo B' é {-[CH2-CH(0H)-CH2-N+R'2-(CHR')n-NH-C(0)-NH]-, X-} ou {-[(CHR')n- N+R' 2-CH2-CH (OH) -CH2]-, X”). As variáveis n e p variam independentemente entre 2 e 12. Cada R' é independentemente hidrogénio ou um grupo alquil-Ci-C2o. X2” é um contra-ião divalente, dois contra-iões monovalentes, ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica no grupo R. X’ é um contra-ião monovalente, metade de um contra-ião divalente ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica no grupo B'. De um modo preferido, R' é hidrogénio ou alquil-Ci-C4, n é 2-6 e p é 2-6. De um modo muito preferido, R' é hidrogénio ou metilo, n é 3 e p é 2. Contra-iões preferidos para X2" e X” são os mesmos apresentados acima para as fórmulas I e II.

Os polímeros de fórmula III são obtidos por métodos conhecidos a partir de bis-(dialquil-amino-alquilo)ureias, que são também conhecidas por diaminas de ureia. Polímeros de ioneno da fórmula III, os métodos da sua preparação e as suas actividades biológicas são descritos na patente U.S. No. 4506081. 18

Polímeros de ioneno preferidos que têm a unidade de repetição de fórmula III são aqueles em que R é diamina de ureia e B' é CH2CH (OH) CH2, e X é Cl”. Disponíveis em Buckman Laboratories, Inc., os produtos ASTAT e BL® 1090 são dispersões aquosas a 50% deste polímero de ioneno. O polímero de ioneno é obtido como um produto de reacção de N,N'-bis-[1-(3-(dimetil-amino)-propilo)]ureia e epicloridrina, tal como polímero de ioneno que tem um peso molecular médio de 2000-15000, de um modo preferido 3000-7000.

Os polímeros de ioneno que compreendem as unidades de repetição de fórmulas I, II e III podem ter também uma ligação cruzada com aminas primárias, secundárias ou outras aminas poli-funcionais utilizando meios conhecidos da técnica. Os polímeros de ioneno podem ter uma ligação cruzada quer através do átomo de azoto quaternário, quer através de outro grupo funcional ligado à parte principal do polímero ou a uma cadeia lateral.

Os polímeros de ioneno de ligação cruzada, preparados a partir de co-reagentes de ligação cruzada, são apresentados na patente U.S. No. 3738945 e na patente reconcedida U.S. No. 28808. A patente reconcedida descreve a ligação cruzada de polímeros de ioneno preparada pela reacção de dimetilamina e epicloridrina. Os co-reagentes de ligação cruzada apresentados são amoníaco, aminas primárias, alquilenodiaminas, poliglicolaminas, piperazinas, diaminas heteroaromáticas e diaminas aromáticas. A patente U.S. No. 5051124 descreve polímeros de ioneno de ligação cruzada que resultam da reacção de dimetilamina, uma amina polifuncional e epicloridrina. A patente U.S. No. 5051124 19 descreve também métodos de inibição do crescimento de microorganismos que utilizam esses polímeros de ioneno de ligação cruzada. Outros exemplos de vários polímeros de ioneno de ligação cruzada e das suas propriedades são apresentados nas patentes U.S. Nos. 3894946, 3894947, 3930877, 4104161, 4164521, 4147627, 4166041, 4606773 e 4769155.

Um polímero de ioneno de ligação cruzada preferido tem uma unidade de repetição de fórmula II, em que cada Ri e R2 é um metilo, A é -CH2CH (OH) CH2-, X' é Cl". 0 polímero de ioneno é cruzado com amoníaco. Este polímero de ioneno tem um peso molecular de aproximadamente 100000-500000 e encontra-se disponível em Buckman Laboratories, Inc.r numa dispersão aquosa a 50% vendida como o produto BL® 1155.

Os produtos BUSAN® 1099 ou BUBOND® 65 de Buckman Laboratories, Lnc., são dispersões aquosas a 25% de um polímero de ioneno de ligação cruzada que tem unidades de repetição de fórmula II, em que cada R1 e R2 é um metilo, A é -CH2CH (OH) 0¾-, X' é Cl" e o agente de ligação cruzada é monometilamina. Este polímero de ioneno preferido tem um peso molecular de aproximadamente 10000-100000.

Os polímeros de ioneno que compreendem as unidades de repetição de fórmula I, II ou III podem ser também limitados, i.e., podem ter um grupo final específico. A limitação pode ser conseguida por meios conhecidos na técnica. Por exemplo, um excesso de qualquer dos reagentes utilizados para fazer o polímero de ioneno pode ser utilizado para proporcionar o grupo de limitação. Alternativamente, uma quantidade calculada de uma amina terciária mono-funcional ou de um haleto de alquilo mono- funcional substituído ou não substituído pode ser reagido com um 20 polímero de ioneno para obter um polímero de ioneno limitado. Os polímeros de ioneno podem ser limitados de um ou de ambos os lados. Os polímeros de ioneno limitados e as suas propriedades microbicidas são descritos nas patentes U.S. Nos. 3931319 e 5093078.

Sais de dodecilamina

Os sais de dodecilamina utilizados na presente invenção têm de um modo preferido a seguinte fórmula geral:

Ci2H25NH3+Z- em que Z é um anião ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica na dodecilamina. Z é de um modo preferido a base conjugada de um ácido orgânico ou inorgânico, i.e., Z é derivado de um ácido orgânico ou inorgânico por perda de um protão ionizável. Exemplos ilustrativos de ácidos orgânicos adequados são os ácidos mono- e di-carboxílicos; ácidos inorgânicos adequados incluem os ácidos hidro-haletos, tais como ácido clorídrico.

De um modo preferido, Z deriva de um ácido acilico, cílico, ou mono- ou dicarboxílico aromático. O ácido carboxilico tem de um modo preferido até dez átomos de carbono. Se for cíclico ou aromático, o anel pode conter um ou mais heteroátomos, tais como N, O ou S. O ácido carboxilico pode ser também substituído por qualquer substituto adequado que não tenham um efeito adverso sobre a actividade das composições inventivas. Exemplos ilustrativos de 21 substitutos adequados incluem grupos de alquilo, grupos de alquilo substituído, grupos de alquenilo, grupos de alquenilo substituído, aminogrupos, oxogrupos, átomos de halogéneo, etc.

Exemplos ilustrativos de grupos de ácido carboxílico úteis incluem: acetilo, propionilo, butirilo, citral, lactilo, valerilo, ftalilo, sucinilo, octanoilo, nonanoilo, formilo, sorbilo, oxalilo, laurilo e benzoilo. Um técnico da especialidade reconhecerá que outros grupos de ácidos orgânicos podem ser também utilizados na presente invenção. O grupo de dodecilo da dodecilamina pode ser ramificado ou não ramificado, i.e., de cadeia linear. De um modo preferido, o grupo de dodecilo é não ramificado. 0 grupo de dodecilo pode ser não substituído ou substituído por um ou mais substitutos que não tenham um efeito adverso sobre a actividade dos sais inventivos. Exemplos ilustrativos de substitutos adequados incluem grupos de alquilo, grupos de alquenilo, grupos de alcoxilo, grupos de arilo, grupos de aralquilo, hidroxigrupos, oxogrupos (para formar uma cetona), grupos de ácidos e derivados destes, tais como ésteres e amidos, e átomos de halogéneo. De um modo preferido, o grupo de dodecilo é não substituído.

Um ou mais dos átomos de hidrogéneo ligados ao átomo de azoto podem ser substituídos por um substituto adequado para proporcionar um sal de dodecilamina de amina secundária, terciária ou quaternária. De um modo preferido, é utilizado um sal de dodecilamina de amina primária. 22

Os sais ácidos carboxilicos de dodecilamina que se seguem são particularmente preferidos na realização da presente invenção: acetato de dodecilamina, propionato de dodecilamina, butirato de dodecilamina, citrato de dodecilamina, lactato de dodecilamina, valerato de dodecilamina, ftalato de dodecilamina, sucinato de dodecilamina, octanoato de dodecilamina, nonanato de dodecilamina, formato de dodecilamina, sorbato de dodecilamina, oxalato de dodecilamina, laurato de dodecilamina, benzoato de dodecilamina, 2-hidroxibenzoato de dodecilamina, 3-hidroxibenzoato de dodecilamina ou 4-hidroxibenzoato de dodecilamina. Os mais particularmente preferidos destes compostos são acetato de dodecilamina, propionato de dodecilamina, butirato de dodecilamina, valerato de dodecilamina, ftalato de dodecilamina, sucinato de dodecilamina, citrato de dodecilamina e lactato de dodecilamina. 0 muito particularmente preferido é o acetato de dodecilamina.

Os sais de dodecilamina são de um modo preferido preparados por reacção da dodecilamina com o ácido desejado na presença de um solvente adequado. Grupos de ácidos adequados encontram-se disponíveis na sua forma de ácido ou sal, quer comercialmente de casas que fornecem laboratórios, quer podendo ser preparados a partir de materiais de partida facilmente disponíveis, utilizando métodos bem conhecidos da literatura. A síntese dos sais de aminas pode ser geralmente realizada num solvente que pode ser um solvente para pelo menos um dos reagentes mas que é geralmente um solvente para o produto desejado. Os sistemas solventes preferidos incluem ácidos inorgânicos e ácidos orgânicos ou álcoois. 0 muito preferido é o ácido acético. 23 A temperatura de reacção pode ser facilmente determinada pelo técnico da especialidade, dependendo dos reagentes particulares utilizados. De um modo preferido, a temperatura de reacção varia entre 40 °C e 110 °C ou mais, de um modo mais preferido a temperatura de reacção situa-se entre 70 °C e 100 °C. A reacção pode prosseguir até ficar completada, como se mostra, por exemplo, por uma medição de pH (a reacção fica completada quanto a medição de pH indica que o reagente limite foi neutralizado). Em geral, a reacção é agitada durante 30 minutos a 2 horas, de um modo preferido durante cerca de 1 a 2 horas.

Depois de a reacção ser completada, o produto da reacção pode ser trabalhado utilizando técnicas bem conhecidas para isolar e purificar o sal de dodecilamina desejado. Os reagentes em excesso e quaisquer sólidos formados durante a reacção podem ser filtrados, e o filtrado pode ser evaporado para produzir o produto bruto. Nos casos em que o composto de sais desejado é um sólido, o produto da reacção pode ser recristalizado a partir de um solvente adequado para produzir um composto mais puro. É de referir, porém, que tanto os sais de dodecilamina puros como os brutos podem ser utilizados nas composições e métodos desta invenção. A preparação dos sais não se limita ao processo exacto ou aos passos acima descritos. Qualquer dos procedimentos conhecidos da técnica que produza o produto final desejado pode ser utilizado. O polímero de ioneno ou sal de dodecilamina particulares utilizados podem ser seleccionados com base na compatibilidade destes compostos com a superfície submergível ou sistema aquoso. A compatibilidade é determinada por critérios, tais como solubilidade no sistema aquoso e ausência de reactividade com a 24 superfície ou sistema em questão. A compatibilidade é facilmente determinada por uma das competências comuns, adicionando o polímero de ioneno ou o sal de dodecilamina ao material ou aos meios a utilizar. Quando utilizados num sistema aquoso, é preferível que o polímero de ioneno e/ou sal de dodecilamina sejam livremente solúveis no sistema.

Como se descreveu acima, um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina são utilizados numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível. De um modo preferido, esta é uma quantidade sinergeticamente efectiva. Os rácios de peso entre o polímero de ioneno e o sal de dodecilamina podem variar dependendo do tipo de sistema aquoso ou superfície onde a combinação é aplicada. Um técnico da especialidade pode facilmente determinar sem experiências inconvenientes, os rácios de peso adequados para uma aplicação específica. 0 rácio do peso do polímero de ioneno em relação ao sal de dodecilamina, de um modo preferido, oscila entre 1:99 e 99:1, de um modo mais preferido entre 1:30 e 30: 1, e de um modo muito preferido entre 1:2 e 2:1.

Dependendo da aplicação específica, a composição que contém um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina pode ser preparada sob uma forma líquida, dissolvendo um deles ou ambos em água ou num solvente orgânico, ou sob forma seca, sendo absorvidos num veículo adequado, ou pode ser composta sob a forma de um comprimido. A combinação pode ser preparada sob a forma de emulsão, sendo emulsionada em água ou, se necessário, adicionando um tensioactivo.

Os métodos de acordo com a invenção podem ser parte de um regime geral de tratamento de água. A combinação de um polímero 25 de ioneno e de um sal de dodecilamina pode ser utilizada com outros químicos de tratamento de água, em particular com biocidas (e.g., algicidas, fungicidas, bactericidas, moluscicidas, oxidantes, etc.), tira-nódoas, decantadores, floculantes, coagulantes, ou outros químicos normalmente utilizados no tratamento de água. Por exemplo, as superfícies submergíveis podem ser colocadas em contacto com uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina como pré-tratamento para inibir a adesão de bactérias e colocadas no sistema aquoso utilizando um microbicida para controlar o crescimento de microorganismos. Ou um sistema aquoso onde se verifiquem incrustações biológicas intensas pode ser em primeiro lugar tratado com um biocida adequado para remover as incrustações existentes. A combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina pode em seguida ser utilizada para manter o sistema aquoso. Em alternativa, uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina pode ser utilizada juntamente com um biocida para inibir a adesão de bactérias às superfícies submersas dentro do sistema aquoso, enquanto o biocida actua para controlar o crescimento de microorganismos no sistema aquoso. Tal permite geralmente a utilização de menos microbicidas. "Controlar o crescimento de microorganismos" num sistema aquoso significa o controlo de um nível igual ou inferior ao desejado e durante um período de tempo desejado do sistema particular. Tal pode consistir em eliminar os microorganismos ou evitar o seu crescimento nos sistemas aquosos. A combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina pode ser utilizada nos métodos da invenção como uma formulação sólida ou líquida. Deste modo, a presente invenção 26 refere-se também a uma composição que contém uma combinação de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina. A composição compreende um polímero de ioneno e um sal de dodecilamina numa quantidade combinada eficaz para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível ou a uma superfície submersa dentro do sistema aquoso. Quando é utilizada em combinação com outros químicos de tratamento de água, tais como um biocida, a composição pode conter também esse químico. Se formulados em conjunto, o polímero de ioneno, o sal de dodecilamina e o químico de tratamento de água não deverão ser submetidos a interacções adversas que reduziriam ou eliminariam a sua eficácia no sistema aquoso. Formulações separadas são preferidas quando podem ocorrer interacções adversas.

Dependendo da sua utilização, a composição de acordo com a presente invenção pode ser preparada de várias formas conhecidas da técnica. Por exemplo, a composição pode ser preparada sob uma forma líquida como uma solução, dispersão, emulsão, suspensão ou pasta; como uma dispersão, suspensão ou pasta num não-solvente; ou como uma solução, dissolvendo o polímero de ioneno ou sal de dodecilamina em água, num solvente orgânico ou numa combinação de água e/ou solventes. Solventes adequados incluem, embora não de forma limitativa, acetona, glicóis, álcoois, éteres ou outros solventes dispersáveis em água. Formulações aquosas são geralmente preferidas. A composição pode ser preparada como um concentrado líquido para a diluição antes da sua utilização pretendida. Aditivos comuns, tais como tensioactivos, emulsionantes, dispersantes e outros idênticos podem ser utilizados como é conhecido na técnica para aumentar a solubilidade do polímero de ioneno, do sal de dodecilamina ou de outros componentes numa composição ou 27 sistema líquido, tal como uma composição ou sistema aquoso. Em muitos casos, a composição da invenção pode ser solubilizada por simples agitação. Corantes ou fragrâncias pode ser também adicionados para aplicações adequadas, tais como águas de esgoto. A composição da presente invenção pode ser também preparada sob uma forma sólida. Por exemplo, o polímero de ioneno e/ou sal de dodecilamina pode ser formulado como um pó ou comprimido utilizando meios conhecidos da técnica. Os comprimidos podem conter uma variedade de componentes ou excipientes conhecidos da técnica do fabrico de comprimidos, tais como tintas ou outros agentes corantes, perfumes ou fragrâncias, tal como no caso de recheios, ligantes, deslizantes, lubrificantes ou antiaderentes. Estes últimos componentes podem ser incluídos para melhorar as propriedades dos comprimidos e/ou o processo de fabrico dos comprimidos.

Os exemplos que se seguem destinam-se a ilustrar, e não a limitar, a invenção.

Exemplo 1

Uma composição da invenção foi preparada por combinação de 10,00% em peso de ácido acético glacial, 23,00% em peso de acetato de dodecilamina, 33,00% em peso de ácido propiónico e 34,00% em peso de produto WSCP®, um polímero de ioneno. O ácido acético foi introduzido num recipiente de reacção revestido, agitado e a dodecilamina derretida foi adicionada e a mistura foi agitada durante aproximadamente meia hora. O ácido propiónico foi em seguida adicionado com agitação durante meia 28 hora adicional. 0 recipiente de reacção foi arrefecido para absorver qualquer calor excessivo produzido durante a reacção de neutralização. 0 produto WSCP® foi em seguida adicionado e a mistura foi agitada durante mais uma hora.

Exemplo 2

Outra composição da invenção foi preparada de acordo com o Exemplo 1, substituindo o produto BUSAN® 1055, um polímero de ioneno, pelo produto WSCP®.

Exemplo 3 A composição da invenção foi preparada por combinação de 19,00% em peso de ácido acético glaciar, 14,00% em peso de acetato de dodecilamina, 33,00% em peso de ácido propiónico e 34,00% em peso de produto WSCP®, um polímero de ioneno. O ácido acético foi introduzido num recipiente de reacção revestido, agitado e a dodecilamina derretida foi adicionada e a mistura foi agitada durante aproximadamente meia hora. O ácido propiónico foi em seguida adicionado com agitação durante meia hora adicional. O recipiente de reacção foi arrefecido para absorver qualquer calor excessivo produzido durante a reacção de neutralização. O produto WSCP® foi em seguida adicionado e a mistura foi agitada durante mais uma hora. 29

Bactérias : Método de teste: 0 método que se segue define efectivamente a capacidade de um composto químico de inibir a adesão de bactérias, ou atacar a formação de microorganismos agarrados existentes, sobre vários tipos de superfícies. Em termos gerais, foram construídos biorreactores nos quais lâminas com aproximadamente 1 polegada x 3 polegadas (vidro, aço inoxidável ou poliestireno) foram fixadas sobre a extremidade do biorreactor. As extremidades inferiores (aproximadamente 2 polegadas) das lâminas foram mergulhadas num meio de crescimento de bactérias (pH 7) dentro do biorreactor, que continha uma concentração conhecida do químico de teste. Após a inoculação com espécies de bactérias conhecidas, as soluções de teste foram agitadas continuamente durante 3 dias. Salvo indicação em contrário nos resultados abaixo, o meio dentro do biorreactor estava turvo no final dos três dias. Esta turvação indicou que as bactérias proliferaram no meio apesar da presença do químico testado. Mostra também que o químico, na concentração testada, não revelou substancialmente actividade biocida (bactericida). Foi em seguida utilizado um processo de coloração nas lâminas a fim de determinar a quantidade de bactérias agarradas às superfícies das lâminas.

Construção de Biorreactores: Os biorreactores compreendiam uma proveta de vidro de 400 mL na qual foi colocada uma tampa (cobertura de uma placa de petri padrão em vidro com 9 cm de diâmetro). Retirando-se a tampa, as lâminas do material de escolha foram presas a uma extremidade com fita transparente e suspensas dentro do biorreactor na parte superior da proveta.

Isso permite que as lâminas fiquem submersas dentro do meio de 30 teste. Tipicamente, seis lâminas (réplicas) foram colocadas a espaços uniformes em torno do biorreactor. Os resultados apresentados abaixo são a média das seis réplicas. Uma vareta de agitação magnética foi colocada no fundo da unidade, a tampa colocada e o biorreactor autoclavado. Três tipos de materiais diferentes foram utilizados como lâminas, aço inoxidável, vidro e poliestireno.

Meio de Crescimento de Bactérias: 0 meio liguido utilizado nos biorreactores foi descrito previamente por Delaquis, et al., "Detachment Of Pseudomonas fluorescens

From Biofilms On Glass Surfaces In Response To Nutrient Stress", Microbiano Ecology 18:199-210, 1989. A composição do meio era:

1.0 g 5,2 g 2,7 g 2.0 g 1.0 g 0. 12 g 1.0 mL 1, 0 L

Glucose K2HP04 KH2PO4

NaCl

NH4CI

MgS04.7H20 01igo-elemento H20 desionizada

Solução do oligo-elemento:

1,5 g 1.0 g 0,35 g 0,5 g 1.0 L

CaCl2

FeS04.7H20

MnS04.2H20

NaMo04 H20 desionizada 31 0 meio foi autoclavado e em seguida deixado a arrefecer. Caso se formasse um sedimento no meio autoclavado, o meio era suspenso de novo por agitação antes da utilização.

Preparação de Inoculado de Bactérias: As bactérias dos géneros Bacilos, Flavobactérias e Pseudomonas foram isoladas de um depósito de lodo de uma fábrica de papel e mantidas em cultura continua. Os organismos de teste foram separadamente colocados para contagem em placa de agar e incubados a 30 °C durante 24 horas. Com uma mecha de algodão esterilizado, partes das colónias foram removidas e suspensas em água esterilizada. As suspensões foram muito bem agitadas e foram ajustadas a uma densidade óptica de 0,858 (Bacilos), 0,625 (Flavobactérias) e 0,775 (Pseudomonas) a 686 nm.

Produção de Biopelí cula/Teste de Químicos: 200 mL do meio esterilizado preparado acima foram adicionados a quatro biorreactores separados. Os químicos a avaliar como biodispersantes foram primeiro preparados como uma solução-mãe aquosa. Uma alíquota com 1,0 mL da solução-mãe foi adicionada ao biorreactor utilizando agitação magnética contínua moderada. Isso permitiu uma concentração inicial de 100 ppm para o composto de teste. Um biorreactor (de controlo) não contém composto de teste. Alíquotas (0,5 mL) de cada uma das três suspensões de bactérias foram em seguida introduzidas em cada biorreactor. Os biorreactores foram em seguida mantidos em agitação contínua durante três dias para permitir um aumento da população de bactérias e depósito de células nas superfícies das lâminas. 32

Avaliação dos Resultados: A composição acima descrita foi avaliada utilizando o procedimento acima descrito.

Após 48 h ou 168 h (1 semana) de incubação a 26-28 °C, as lâminas foram removidas dos biorreactores e foram colocadas verticalmente para permitir a secagem ao ar. 0 grau de adesão de bactérias à superfície de teste foi em seguida estimado utilizando um procedimento de coloração. As lâminas foram brevemente submetidas a uma chama a fim de fixar as células à superfície e em seguida transferidas durante dois minutos para um contentor de Gram Crystal Violet (Laboratórios DIFCO, Detroit, MI). As lâminas foram suavemente enxaguadas sob água da torneira corrente e em seguida cuidadosamente enxugadas. 0 grau de adesão das bactérias foi em seguida determinado por um método de avaliação quantitativo.

Avaliação da adesão de bactérias: 0 par de lâminas de vidro, o par de lâminas de aço inoxidável e o par de lâminas de poliestireno correspondentes a cada tratamento foram colocados cada um numa placa Petri com 10 mL de etanol (técnico) para remover o violeta cristal que coloria as células agarradas às lâminas. Uma alíquota com 1 mL de solução em etanol de violeta cristal obtida em cada placa Petri foi cada uma transferida para um tubo de teste com 9 mL de água esterilizada desionisada (diluição 1/10). A base para a calibração do instrumento óptico utilizado para a avaliação foi uma solução de 1 mL de etanol em 9 mL de água esterilizada desionisada. A absorvência (AB) de cada solução foi determinada utilizando um espectrofotómetro (Spectronic 21, Bausch and Lomb) 33 a um comprimento de onda de 58 6 nm. A redução de adesão de bactérias (RBA) foi calculada: RBA (%)= 100 [(controlo AB - (tratamento AB - base AB)\ controlo AB] 90 ou > 90% RBA = essencialmente sem adesão de bactérias 89-70% RBA = escassa 69-50% RBA = moderada 49-30% RBA = moderada 29 ou < 29% RBA = moderada

Os resultados são mostrados na Tabela que se segue.

Composto RBA vidro RBA aço inoxidável RBA poliestireno (%) (%) (%) Controlo 0 0 0 Exemplo 3 98 71 88

Algas: Método de Teste: O método que se segue define efectivamente a capacidade de um composto químico para inibir a adesão de algas ou atacar a formação de microorganismos agarrados existentes, sobre vários tipos de superfícies. Em termos gerais, foram construídos biorreactores nos quais lâminas com aproximadamente 1 polegada x 3 polegadas (vidro ou aço inoxidável) foram fixadas sobre a extremidade do biorreactor. As extremidades inferiores (aproximadamente 2 polegadas) das lâminas foram mergulhadas num meio de crescimento de algas dentro do biorreactor, que continha uma concentração conhecida do químico de teste. Após a inoculação com espécies de algas 34 conhecidas, as soluções de teste foram agitadas continuamente durante 3 dias. Salvo indicação em contrário nos resultados abaixo, o meio dentro do biorreactor turvou no final dos três dias. Esta turvação indicou que as algas proliferaram no meio apesar da presença do químico testado. Mostra também que o químico, na concentração testada, não revelou substancialmente actividade biocida (de algas). Foi em seguida utilizado um processo de coloração nas lâminas a fim de determinar a quantidade de algas agarradas às superfícies das lâminas.

Construção de Biorreactores: Os biorreactores compreendiam uma proveta de vidro de 400 mL na qual foi colocada uma tampa (cobertura de um disco petri padrão em vidro com 9 cm de diâmetro). Retirando-se a tampa, lâminas do material de escolha foram presas a uma extremidade com fita transparente e suspensas dentro do biorreactor na parte superior da proveta. Isso permite que as lâminas fiquem submersas dentro do meio de teste. Tipicamente, quatro lâminas (réplicas) foram colocadas em espaços uniformes em torno do biorreactor. Os resultados apresentados abaixo são a média das quatro réplicas. Uma vareta de agitação magnética foi colocada no fundo da unidade, a tampa colocada e o biorreactor autoclavado. Dois tipos de materiais diferentes foram utilizados como lâminas, aço inoxidável e vidro.

Meio de Crescimento de Algas: O meio líquido utilizado nos biorreactores foi Allen Médium como descrito anteriormente por Richard C. Starr e Jefrey A. Zeikus em "UTEX - The culture collection of Algae at the University of Texas at Austin," J. of 35

Phycology, Vol. 23, págs. 36-37 (1978) . A composi* era: Água destilada 963 mL NaN03 1,5 g aos quais foram adicionadas as seguintes soluções-mãe mL solução-mãe g/200 mL H20 5 K2HP04 1,5 5 MgS04 7H20 1,5 5 Na2C03 OO 0 10 CaCl2 2H20 0,5 10 Na2Si039H20 1,16 1 ácido cítrico 1,2 1 PIV solução metálica 0 pH do meio era 7,8. Inoculação de Algas: Foi utilizada a espéc. Chlorella vulgaris. do meio de alga

Produção de Biopelí cula/Teste de Químicos: 200 mL do meio esterilizado preparado acima foram adicionados a quatro biorreactores separados. Os químicos a avaliar como biodispersantes foram primeiro preparados como uma solução-mãe aquosa. Uma alíquota com 1,0 mL da solução-mãe foi adicionada ao biorreactor utilizando agitação magnética contínua moderada. Isso permitiu uma concentração inicial de 100 ppm para o composto de teste. Um biorreactor (de controlo) não contém 36 composto de teste. As alíquotas (0,5 mL) das três suspensões de algas foram em seguida introduzidas em cada biorreactor. Os biorreactores foram em seguida mantidos em agitação continua durante três dias para permitir um aumento da população de algas e depósito de células nas superfícies das lâminas.

Após 48 h ou 168 h (1 semana) de incubação a 26-28 °C, as lâminas foram removidas dos biorreactores e foram colocadas verticalmente para permitir a secagem ao ar. O grau de adesão de algas à superfície de teste foi em seguida estimado utilizando um procedimento de coloração. As lâminas foram brevemente submetidas a uma chama a fim de fixar as células à superfície e em seguida transferidas durante dois minutos para um contentor de Gram Crystal Violet (Laboratórios DIFCO, Detroit, MI) . As lâminas foram suavemente enxaguadas sob água corrente da torneira e em seguida cuidadosamente enxugadas. O grau de adesão das algas foi em seguida determinado por um método de avaliação quantitativo.

Avaliação da adesão de algas: O par de lâminas de vidro e o par de lâminas de aço inoxidável foram colocados numa placa Petri com 10 mL de etanol (técnico) para remover o violeta cristal que coloria as células agarradas as lâminas. Uma alíquota com 1 mL de solução em etanol de violeta cristal obtida em cada placa Petri foi cada uma transferida para um tubo de teste com 9 mL de água esterilizada 37 desionisada (diluição 1/10) . A base para calibração do instrumento óptico utilizado para a avaliação foi uma solução de 1 mL de etanol em 9 mL de água esterilizada desionisada. A absorvência (AB) de cada solução foi determinada utilizando um espectrofotómetro (Spectronic 21, Bausch and Lomb) a um comprimento de onda de 586 nm. A redução de adesão de algas (RAA) foi calculada: RAA (%)= 100 [(controlo AB - tratamento AB) \ controlo AB] 90 ou > 90% RBA = essencialmente sem adesão de algas 89-70% RAA = escassa 69-50% RAA = moderada 49-30% RAA = moderada 29 ou < 29% RAA = moderada

Os resultados são mostrados na Tabela que se segue.

Composto RAA vidro (%) RAA aço inoxidável (%) Controlo 0 0 Exemplo 3 92 95

Lisboa, 30 de Agosto de 2006 38

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina para inibir a adesão de bactérias a uma superfície submergível, substancialmente sem eliminar as bactérias, colocando a superfície submergível em contacto com os referidos polímero de ioneno e sal de dodecilamina.
2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o referido polímero de ioneno tem uma fórmula geral I, II ou III;

(II) em que R é

R1, R2, R3 e R4 podem ser idênticos ou diferentes e são seleccionados de H, alquil-Ci-C2o opcionalmente substituído 1 por pelo menos um grupo de hidroxilo, e benzilo opcionalmente substituído na parte de benzeno por pelo menos um grupo de alquil-Ci-C2o. "A" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Ci0, hidroxialquileno-Ci-Cio, éter de di-alquileno-Ci-Cio simétrico ou assimétrico, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio. "B" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Ci0, hidroxialquileno-Ci-Cio, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno, ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio-; o grupo B' é {- [CH2-CH (OH)-CH2-N+R'2-(CHR') n-NH-C (0)-NH]-, X“} ou {- [ (CHR' ) n-N+R' 2-CH2-CH (OH) -CH2] - , X') ; o grupo Q é -(CHR')p-, -CH2-CH=CH-CH2-, -CH2-CH2-0-CH2-CH2-, -CH2- CH(OH)-CH2-, ou -(CHR')n-NH-C(O)-NH (CHR')n-; X’ é um contra-ião monovalente, metade de um contra-ião divalente ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica do grupo B' ou da unidade de repetição que forma o polímero de ioneno; X2- é um contra-ião divalente, dois contra-iões monovalentes ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica do grupo B' ou da unidade de repetição que forma o polímero de ioneno; cada R' é independentemente um grupo de alquil-Ci-C2o; e 2 as variáveis n e p variam independentemente entre 2 e 12.
3. Utilização de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a superfície submergível é o casco de um navio ou de um barco, uma estrutura marítima, uma superfície de um dente, uma superfície de um implante médico ou uma superfície de um sistema aquoso.
4. Utilização de um polímero de ioneno e de um sal de dodecilamina para controlar incrustações biológicas de um sistema aquoso, substancialmente sem eliminar as bactérias, adicionando ao sistema aquoso uma quantidade combinada dos referidos polímero de ioneno e sal de dodecilamina para inibir a adesão de bactérias a superfícies submersas dentro do sistema aquoso.
5. Utilização de acordo com a reivindicação 4 em que o referido polímero de ioneno tem a fórmula geral I, II ou III;

em que R é 3

R1, R2, R3 e R4 podem ser idênticos ou diferentes e são seleccionados de H, alquil-Ci-C2o opcionalmente substituido por pelo menos um grupo de hidroxilo, e benzilo opcionalmente substituido na parte de benzeno por pelo menos um grupo de alquil-Ci-C2o · "A" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Cio, hidroxialquileno-Ci-Cio, éter de di-alquileno-di-Ci-Cio simétrico ou assimétrico, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio· "B" é um radical divalente seleccionado de alquileno-Ci-Cio, alquenileno-C2-Cio, alquinileno-C2-Cio, hidroxialquileno-Ci-Cio, arileno, arileno-Ci-Cio-alquileno, ou alquilenoaril-Ci-Cio-alquileno-Ci-Cio-; o grupo B' é {- [CH2-CH (OH)-CH2-N+R'2-(CHR') n-NH-C (0)-NH]-, X"} ou {- [ (CHR' ) n-N+R' 2-CH2-CH (OH) -CH2] -, X") ; o grupo Q é -(CHR')P-, -CH2-CH=CH-CH2-, -CH2-CH2-0-CH2-CH2-, -CH2-CH(OH)-CH2-, ou -(CHR')n-NH-C(O)-NH (CHR')n-; X é um contra-ião monovalente, metade de um contra-ião divalente ou uma fracção de um contra-ião polivalente 4 suficiente para equilibrar a carga catiónica do grupo B' ou da unidade de repetição que forma o polimero de ioneno; X2- é um contra-ião divalente, dois contra-iões monovalentes ou uma fracção de um contra-ião polivalente suficiente para equilibrar a carga catiónica do grupo B' ou da unidade de repetição que forma o polimero de ioneno; cada R' é independentemente um grupo de alquil-Ci-C2o; e as variáveis n e p variam independentemente entre 2 e 12.
6. Utilização de acordo com a reivindicação 4 ou 5, em que o passo de adição compreende a adição ao sistema aquoso de polimero de ioneno e de sal de dodecilamina suficientes para reduzir qualquer incrustação biológica existente no sistema aquoso.
7. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 6, em que o sistema aquoso é um sistema de água industrial.
8. Utilização de acordo com a reivindicação 7, em que o sistema de água industrial é seleccionado de um sistema de água de arrefecimento, um sistema de fluidos activos para metais, um sistema de água de fabrico de papel e um sistema de água de produção de têxteis.
9. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 6, em que o sistema aquoso é um sistema de água recreativo. 5
10. Utilização de acordo com a reivindicação 9, em que o sistema de água recreativo é seleccionado de uma piscina, água termal, uma fonte, um lago ornamental, um tanque ornamental e um curso de água ornamental.
11. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que o sistema aquoso é um sistema de água de saneamento.
12. Utilização de acordo com a reivindicação 11, em que o sistema de água de saneamento é seleccionado de sistemas de água de esgoto, sistemas de tratamento de água e sistemas de tratamento de esgotos.
13. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que é adicionalmente adicionada ao sistema aquoso uma quantidade efectiva de um biocida para controlar o crescimento de um microorganismo no sistema aquoso.
14. Utilização de acordo com a reivindicação 13, em que o biocida é adicionado antes da adição do polímero de ioneno e do sal de dodecilamina para reduzir substancialmente quaisquer incrustações biológicas existentes no sistema aquoso e a combinação do polímero de ioneno e do sal de dodecilamina é adicionada para prevenir a adesão de microorganismos sobreviventes a superfícies submersas dentro do sistema aquoso.
15. Utilização de acordo com a reivindicação 13, em que o biocida é adicionado em simultâneo com o polímero de ioneno e o sal de dodecilamina. 6
16. Utilização de acordo com a reivindicação 13, em que o microorganismo < é seleccionado de algas, fungos e bactérias.
17 . Utilização de acordo com a reivindicação 13, em que o sistema aquoso é seleccionado de um sistema de água industrial, de um sistema de água recreativo e de um sistema de água de saneamento φ Lisboa, 30 de Agosto de 2006 7