BR112021002911A2 - composições antipatogênicas e métodos das mesmas - Google Patents

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Abstract

COMPOSIÇÕES ANTIPATOGÊNICAS E MÉTODOS DAS MESMAS. A presente invenção refere-se a composições, dispositivos e métodos para inativar vírus, bactérias e fungos. As composições, os métodos e os dispositivos podem incluir revestimentos ou pastas, tais como revestimentos ou pastas de nitreto de silício em pó para a inativação de vírus, bactérias e/ou fungos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “COMPO- SIÇÕES ANTIPATOGÊNICAS E MÉTODOS DAS MESMAS”.
CAMPO
[0001] A presente divulgação se refere a sistemas, métodos e dis- positivos de composições antivirais, antibacterianas e antifúngicas. Mais especificamente, a divulgação se refere a composições de nitreto de silício, dispositivos e revestimentos para a inativação e lise de vírus, bactérias e fungos.
FUNDAMENTOS
[0002] A necessidade de inativação, remoção ou lise segura e con- fiável de vírus, bactérias e fungos é universal. Há uma necessidade am- pla de controlar os patógenos que afetam a saúde humana e os produ- tos agrícolas. Não há apenas necessidade de materiais que possuam propriedades antipatogênicas para terapias medicinais humanas, mas também para uso como revestimentos de superfície e/ou compostos para vários dispositivos ou equipamentos médicos, mesas de exame, roupas, filtros, máscaras, luvas, cateteres, instrumentos endoscópicos, e similar.
[0003] Além disso, a aplicação de materiais antipatogênicos é muito necessária na agricultura. Até 15% das safras anuais comestíveis do mundo são destruídas devido à sua suscetibilidade a vírus, bactérias e fungos baseados em planta. Por exemplo, Plasmopara viticola é consi- derada uma das doenças mais devastadoras das videiras em climas com verões relativamente quentes e úmidos e tem reduzido significati- vamente a produtividade de safra na França, Espanha e Itália. Além disso, existe uma preocupação crescente de que as micotoxinas produ- zidas por esses fungos tenham um impacto geral negativo sobre a sa- úde e a longevidade humana. Os métodos convencionais de inativação de patógeno farmacêutico incluem o uso de produtos petroquímicos or- gânicos especialmente projetados, antibióticos, engenharia genética ou através do uso de inativadores de estado sólido (por exemplo, óxido cu- proso, Cu2O e nitrato de prata, AgNO3). Embora essas terapias sejam bastante eficazes, há questões significativas de saúde e segurança am- bientais com seu uso. Novos compostos petroquímicos podem ter efei- tos residuais crônicos para humanos, animais selvagens, plantas e solo. O uso extensivo de antibióticos em humanos, animais e em safras agrí- colas aumenta a resistência inerente dos patógenos bacterianos. A en- genharia genética de safras para resistir a doenças é cada vez mais impopular e politicamente intragável. Os inativadores de estado sólido liberam íons Cu e Ag que podem induzir danos às células de mamíferos. Além disso, cada uma dessas abordagens para o controle de patógenos está sob crescente escrutínio regulatório.
[0004] Portanto, há uma necessidade de métodos seguros e confi- áveis para inativar e matar vírus, bactérias e fungos que podem ser apli- cados a dispositivos médicos, equipamentos, roupas ou outros sistemas que podem ter contato prolongado com o corpo humano ou ser usados em várias aplicações agrícolas para tratar doenças virais ou bacterianas e infecções fúngicas.
SUMÁRIO
[0005] É fornecido neste documento um dispositivo com nitreto de silício em pelo menos uma porção de uma superfície do dispositivo, em que o nitreto de silício está presente em uma concentração suficiente para inativar um patógeno na superfície do dispositivo. O dispositivo pode incluir um revestimento de nitreto de silício. O nitreto de silício pode estar presente em uma concentração de cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso, por exemplo, 15% em peso de nitreto de silício. Também é fornecido neste documento um método de tratamento ou pre- venção de um patógeno em um local em um paciente humano. O mé- todo pode incluir o contato do paciente com um dispositivo que compre- ende nitreto de silício. Em um outro aspecto, um método de inativação de um patógeno pode incluir o contato de um aparelho compreendendo nitreto de silício a uma concentração de cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso com o vírus. Os métodos podem incluir ainda revestir o aparelho com um pó de nitreto de silício na superfície do aparelho e/ou incorporar um pó de nitreto de silício dentro do aparelho. O nitreto de silício no dispositivo, aparelho e/ou revestimento pode estar presente em uma concentração suficiente para inativar o patógeno. O aparelho pode estar em contato com um paciente pelo tempo necessário para inativar o patógeno. Por exemplo, o aparelho pode estar em contato com o paciente por pelo menos 1 minuto ou pode ser implantado permanen- temente no paciente.
[0006] O nitreto de silício no dispositivo ou aparelho pode estar pre- sente na forma de um pó. Em um aspecto, o patógeno pode ser Influ- enza A. O nitreto de silício pode diminuir a ação viral por transesterifica- ção alcalina e reduzir a atividade da hemaglutinina.
[0007] É ainda fornecida neste documento uma composição para inativar um patógeno, pode incluir nitreto de silício em uma concentra- ção de cerca de 1% em volume a cerca de 30% em volume, por exem- plo, cerca de 1,5% em volume de nitreto de silício. Em um outro aspecto, um método de inativação de um patógeno pode incluir o contato de uma composição que compreende nitreto de silício a uma concentração de cerca de 1% em volume a cerca de 30% em volume com o patógeno. O método pode incluir ainda pulverizar a composição na superfície de uma planta para contatar o patógeno. A composição pode estar em contato com o patógeno por pelo menos 1 minuto. A composição pode incluir uma pasta fluida de partículas de nitreto de silício e água.
[0008] O nitreto de silício pode estar presente em uma concentra- ção suficiente para inativar o patógeno. As partículas de nitreto de silício podem ligar a esporos do patógeno. O patógeno pode ser Plasmopara viticola. A planta pode ser Cabernet Sauvignon ou Cannonau.
[0009] Ainda é fornecido neste documento um método de trata- mento ou prevenção de um patógeno em um local em uma planta. O método pode incluir o contato da planta com uma pasta fluida que com- preende nitreto de silício. A pasta pode incluir cerca de 1% em volume a cerca de 30% em volume de nitreto de silício. O nitreto de silício pode estar presente em uma concentração suficiente para inativar o pató- geno. Em alguns aspectos, o patógeno éPlasmopara viticolae, e a planta é Cabernet Sauvignon ou Cannonau. A composição pode estar em contato com o patógeno por pelo menos 1 minuto.
[0010] Outros aspectos e iterações da invenção são descritos mais completamente abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] O presente arquivo de patente ou de pedido contém pelo me- nos um desenho executado em cor. As cópias dessa patente ou publi- cação de pedido de patente com desenhos coloridos serão fornecidas pelo Escritório mediante solicitação e pagamento da taxa necessária.
[0012] FIG. 1 é uma ilustração do vírus Influenza A.
[0013] FIG. 2A é uma ilustração de um vírus exposto a 0 % em peso,7,5% em peso, 15% em peso e 30% em peso%Si3N4 por 10 minu- tos.
[0014] FIG. 2B é uma ilustração de métodos usados para determi- nar a viabilidade de células inoculadas com um vírus exposto a Si3N4 de acordo com a FIG. 2A.
[0015] FIG. 3A é uma ilustração de um vírus exposto a peso 15de Si3N4 por 1, 5, 10 e 30 minutos.
[0016] FIG. 3B é uma ilustração de métodos usados para determi- nar a viabilidade de um vírus após a exposição a Si 3N4de acordo com a FIG. 3A.
[0017] FIG. 4A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 0% em peso.7,5% em peso, 15% em peso e 30% em pesode Si3N4 por 10 minutos de acordo com a FIG. 2A.
[0018] FIG. 4B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 7,5% em peso, 15% em peso e 30% em pesode Si3N4 por 10 minutos de acordo com a FIG. 2B.
[0019] FIG. 5 inclui fotografias de células inoculadas com diferentes razões de vírus para pasta fluida que foram expostas a várias concen- trações de Si3N4.
[0020] FIG. 6A mostra uma imagem de microscopia de fluorescên- cia de células MDCK antes da inoculação.
[0021] FIG. 6B mostra uma imagem de microscopia de fluorescên- cia de células MDCK após inoculação com um vírus exposto ao controle.
[0022] FIG. 6C mostra uma imagem de microscopia de fluorescên- cia de células MDCK após inoculação com um vírus exposto a 30% em pesode Si3N4.
[0023] FIG. 7A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 15% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 mi- nutos à temperatura ambiente.
[0024] FIG. 7B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 15% em pesode Si 3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 minutos à temperatura ambi- ente.
[0025] FIG. 8A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 15% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 mi- nutos a 4°C.
[0026] FIG. 8B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 15% em peso.de Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 minutos a 4°C.
[0027] FIG. 9A mostra o espectro Raman do vírus Influenza A antes da inativação.
[0028] FIG. 9B mostra mudanças no espectro Raman do vírus Influ- enza A relevantes para modificações químicas no RNA e hemaglutinina após a inativação após 1 minuto de exposição.
[0029] FIG. 10 mostra que o NH3 inativa o vírus Influenza A pelo mecanismo de transesterificação alcalina.
[0030] FIG. 11 mostra o alongamento de O-P-O no grupo fosfato pentacoordenado após inativação.
[0031] FIG. 12A mostra modos vibracionais de metionina na estru- tura da hemaglutinina.
[0032] FIG. 12B mostra a mudança estrutural da metionina na pre- sença de amônia.
[0033] FIG. 13 mostra a metionina com alongamento C-S em homo- cisteína após inativação.
[0034] FIG. 14A é um gráfico de PFU/100 µl para calicivírus felino exposto a 15% em peso ou 30% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 10 mi- nutos, ou 30 minutos.
[0035] FIG. 14B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com calicivírus felino expostas a 30% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 10 minutos, 30 minutos, ou 60 minutos.
[0036] FIG. 15A mostra o vírus da influenza A H1H1 (nucleoprote- ína, NP) corado de vermelho após 10 minutos de exposição a uma pasta de 15% em peso de nitreto de silício e após sua inoculação em um meio biogênico contendo células MDCK coradas de verde para a presença de proteínas de actina filamentosa (F-actina).
[0037] FIG. 15B mostra o vírus da Influenza A H1H1 corado com NP da FIG. 15A.
[0038] FIG. 15C mostra as células MDCK coradas com F-actina da FIG. 15A.
[0039] FIG. 16A mostra o vírus da influenza A H1H1 (nucleoprote- ína, NP) corado de vermelho sem exposição ao nitreto de silício e após sua inoculação em um meio biogênico contendo células MDCK coradas de verde para a presença de proteínas de actina filamentosa (F-actina).
[0040] FIG. 16B mostra o vírus da Influenza A H1H1 corado com NP da FIG. 16A.
[0041] FIG. 16C mostra as células MDCK coradas com F-actina da FIG. 16A.
[0042] FIG. 17 mostra folhas de Cabernet Sauvignon inoculadas com Plasmopara viticola não tratada (em cima) e tratadas (em baixo) durante 1 minuto com 1,5% em vol.de Si3N4 em pó.
[0043] FIG. 18A mostra sacos de esporos não tratados.
[0044] FIG. 18B mostra sacos de esporos na presença de Si3N4.
[0045] FIG. 19 é um gráfico da área foliar infectada de folhas de Cabernet Sauvignon e Cannonau comPlasmopara viticola de controle e tratada.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0046] Várias modalidades da divulgação estão discutidas em deta- lhes a seguir. Embora implementações específicas sejam discutidas, deve ser entendido que isto é feito apenas para fins de ilustração. Um versado na técnica relevante reconhecerá que outros componentes e configurações podem ser utilizados sem se separar do espírito e âmbito da divulgação. Assim, a seguinte descrição e desenhos são ilustrativos e não devem ser interpretados como limitantes. Inúmeros detalhes es- pecíficos estão descritos para fornecer uma compreensão completa da divulgação. No entanto, em certos casos, detalhes bem conhecidos ou convencionais não estão descritos, a fim de evitar obscurecer a descri- ção. As referências a uma ou a modalidade na presente divulgação po- dem ser referências à mesma modalidade ou a qualquer modalidade; e tais referências significam pelo menos uma das modalidades.
[0047] A referência a “uma modalidade”, “a modalidade” significa que um determinado recurso, estrutura, ou característica descrita em relação com a modalidade está incluída em pelo menos uma modali- dade da presente divulgação. Os aparecimentos da frase "em uma mo- dalidade" em vários lugares no relatório descritivo não são necessaria- mente todos referentes à mesma modalidade, nem são modalidades se- paradas ou alternativas mutuamente exclusivas de outras modalidades. Além disso, são descritas várias características que podem ser exibidas por algumas modalidades e não por outras.
[0048] O termo "aparelho", conforme usado neste documento, inclui composições, dispositivos, revestimentos de superfície e/ou compostos. Em alguns exemplos, o aparelho pode incluir vários dispositivos ou equi- pamentos médicos, mesas de exame, roupas, filtros, máscaras, luvas, cateteres, instrumentos endoscópicos e semelhantes. O aparelho pode ser metálico, polimérico e/ou cerâmico (por exemplo, nitreto de silício e/ou outros materiais cerâmicos).
[0049] Os termos usados neste relatório descritivo geralmente têm seus significados comuns na técnica, dentro do contexto da divulgação e no contexto específico onde cada termo é usado. Linguagem alterna- tiva e sinônimos podem ser usados para qualquer um ou mais dos ter- mos discutidos neste documento, e nenhum significado especial deve ser colocado sobre se um termo é ou não elaborado ou discutido neste documento. Em alguns casos, são fornecidos sinônimos para determi- nados termos. A repetição de um ou mais sinônimos não exclui o uso de outros sinônimos. O uso de exemplos em qualquer lugar neste rela- tório descritivo incluindo exemplos de quaisquer termos discutidos neste documento é apenas ilustrativo e não se destina a limitar ainda mais o escopo e o significado da divulgação ou de qualquer termo de exemplo. Da mesma forma, a divulgação não está limitada a várias modalidades fornecidas neste relatório descritivo.
[0050] Características e vantagens adicionais da divulgação serão apresentadas na descrição que se segue, e em parte serão óbvias a partir da descrição, ou podem ser aprendidas pela prática dos princípios divulgados neste documento. As características e vantagens da divul- gação podem ser realizadas e obtidas por meio dos instrumentos e com- binações particularmente destacados nas reivindicações anexas. Estas e outras características da divulgação se tornarão mais evidentes a par- tir da descrição seguinte e reivindicações anexas, ou podem ser apren- didas pela prática dos princípios estabelecidos neste documento.
[0051] São fornecidos neste documento dispositivos, composições e aparelhos antipatogênicos que incluem nitreto de silício (Si3N4) para a inativação de vírus, bactérias e fungos. O nitreto de silício possui uma química de superfície específica que é biocompatível e fornece uma sé- rie de aplicações biomédicas incluindo 1) osteogênese, osteoindução, osteocondução e bacteriostase concomitantes, como em implantes den- tários e espinhais; 2) morte de bactérias gram-positivas e gram-negati- vas de acordo com diferentes mecanismos; 3) inativação de vírus, bac- térias e fungos humanos e animais, bem como vírus, bactérias e fungos baseados em plantas; e 4) compostos de matriz de polímero ou metal, fibras naturais ou artificiais, polímeros ou metais contendo nitreto de si- lício em pó retêm as propriedades principais restauradoras ósseas, bac- teriostáticas, antivirais e antifúngicas de nitreto de silício.
[0052] Em uma modalidade, uma composição antipatogênica pode incluir nitreto de silício. Por exemplo, a composição antipatogênica pode incluir nitreto de silício em pó. Em algumas modalidades, a composição antipatogênica pode ser um componente monolítico compreendendo 100% de nitreto de silício. Esse componente pode ser totalmente denso, sem porosidade interna, ou pode ser poroso, com uma porosidade que varia de cerca de 1% a cerca de 80%. O componente monolítico pode ser usado como um dispositivo médico ou pode ser usado em um apa- relho no qual a inativação de um vírus, bactéria e/ou fungo pode ser desejada. Em outra modalidade, a composição antipatogênica pode ser incorporada dentro de um dispositivo ou em um revestimento para ina- tivar vírus, bactérias e fungos. Em algumas modalidades, a composição antipatogênica pode ser uma pasta que compreende nitreto de silício em pó. Por exemplo, a composição antipatogênica pode ser pulverizada na superfície das plantas para a inativação de patógenos agrícolas.
[0053] Em algumas modalidades, a composição antipatogênica pode inativar vírus, bactérias e/ou fungos humanos. Exemplos não limi- tativos de vírus que podem ser inativados pela composição antipatogê- nica incluem Influenza A e Calicivírus felino. Por exemplo, uma biocerâ- mica de nitreto de silício pode ser eficaz na inativação do vírus Influenza A. Em algumas modalidades, um revestimento de nitreto de silício pode diminuir a resistência antibacteriana e antiviral e/ou promover a restau- ração do tecido ósseo. Em algumas modalidades, a composição antipa- togênica pode inativar vírus, bactérias e/ou fungos agrícolas. Exemplos não limitativos de fungos agrícolas que podem ser inativados pela com- posição antipatogênica incluem Plasmopara viticola (míldio) ou patóge- nos de plantas semelhantes.
[0054] Sem estar limitado a uma teoria particular, o nitreto de silício pode fornecer uma química de superfície de modo que a amônia (NH3) esteja disponível para a inativação de vírus, bactérias ou fungos. A quí- mica da superfície do nitreto de silício pode ser mostrada como se se- gue: Si3N4 + 6H2O → 3SiO2 + 4NH3 SiO2 + 2H2O → Si(OH)4
[0055] O nitrogênio elui mais rápido (em minutos) do que o silício porque os silanóis de superfície são relativamente estáveis. Para vírus, foi surpreendentemente descoberto que o nitreto de silício pode forne- cer clivagem de RNA por meio de transesterificação alcalina que leva à perda da integridade do genoma e inativação do vírus. Isso também pode reduzir a atividade da hemaglutinina.
[0056] Em uma modalidade, a composição antipatogênica pode exi- bir cinética de eluição que mostra: (i) uma eluição lenta, mas contínua, de amônia do estado sólido em vez do estado gasoso usual; (ii) nenhum dano ou efeito negativo às células; e (iii) uma eluição inteligente aumen- tando com a diminuição do pH. A natureza inorgânica do nitreto de silício pode ser mais benéfica do que o uso de fungicidas petroquímicos ou organometálicos que são conhecidos por terem efeitos residuais no solo, nas plantas e em seus frutos.
[0057] Um dispositivo ou aparelho pode incluir nitreto de silício em pelo menos uma porção de uma superfície do dispositivo para ação an- tiviral, antibacteriana ou antifúngica. Em uma modalidade, um disposi- tivo pode incluir um revestimento de nitreto de silício em pelo menos uma porção de uma superfície do dispositivo. O revestimento de nitreto de silício pode ser aplicado à superfície do dispositivo como um pó. Em algumas modalidades, o pó pode ser de tamanho micrométrico. Em ou- tras modalidades, o nitreto de silício pode ser incorporado no dispositivo. Por exemplo, um dispositivo pode incorporar nitreto de silício em pó den- tro do corpo do dispositivo. Em uma modalidade, o dispositivo pode ser feito de nitreto de silício.
[0058] O revestimento de nitreto de silício pode estar presente na superfície de um dispositivo em uma concentração de cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso.%. Em várias modalidades, o revesti- mento pode incluir cerca de 1% em peso, 2% em peso, 5% em peso,7,5% em peso,8,3% em peso, 10% em peso, 15% em peso,16,7% em peso, 20% em peso, 25% em peso, 30% em peso,33,3% em peso, 35% em peso ou 40% em peso de nitreto de silício em pó. Em pelo menos um exemplo, o revestimento inclui cerca de 15% em peso de nitreto de silício. Em algumas modalidades, o nitreto de silício pode estar presente em ou sobre a superfície de um dispositivo ou aparelho em uma concentração de cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso.%. Em várias modalidades, um dispositivo ou aparelho pode incluir cerca de 1% em peso, 2% em peso, 5% em peso,7,5% em peso,8,3% em peso, 10% em peso, 15% em peso,16,7% em peso, 20% em peso, 25% em peso, 30% em peso,33,3% em peso, 35% em peso, 40% em peso, 50% em peso, 60% em peso, 60% em peso, 70% em peso, 80% em peso, 90% em peso, a 100% em peso de nitreto de silício.
[0059] Em várias modalidades, um dispositivo ou aparelho que in- clui nitreto de silício para propriedades antipatogênicas pode ser um dis- positivo médico. Exemplos não limitativos de dispositivos ou aparelhos incluem implantes ortopédicos, implantes espinhais, parafusos pedicu- lares, implantes dentários, cateteres internos, tubos endotraqueais, es- copos de colonoscopia e outros dispositivos semelhantes.
[0060] Em algumas modalidades, o nitreto de silício pode ser incor- porado ou aplicado como um revestimento a materiais ou aparelhos para propriedades antipatogênicas, como polímeros e tecidos, aventais cirúrgicos, tubos, roupas, filtros de ar e água, máscaras, mesas, como mesas para exames hospitalares e cirúrgicas, mesas, brinquedos, fil- tros, como filtros de ar condicionado ou escovas de dente.
[0061] Em outras modalidades, nitreto de silício em pó pode ser in- corporado em composições incluindo, mas não se limitando a pastas, suspensões, géis, jatos ou pasta de dente. Em outras modalidades, o nitreto de silício pode ser misturado com água juntamente com quais- quer dispersantes apropriados e agentes de estabilização de pasta e, posteriormente, aplicado por pulverização da pasta em várias plantas agrícolas, árvores frutíferas, videiras, safras de grãos e semelhantes. Por exemplo, uma pasta de nitreto de silício pode ser pulverizada nas folhas de videira infectadas com fungos.
[0062] Em um exemplo, a composição antipatogênica pode ser uma pasta de nitreto de silício em pó e água. O nitreto de silício em pó pode estar presente na pasta em uma concentração de cerca de 0,1% em volume a cerca de 20% em volume.%. Em várias modalidades, a pasta pode incluir cerca de 0,1% em volume,0,5% em volume, 1% em vo- lume1,5% em volume, 2% em volume, 5% em volume, 10% em volume, 15% em volume ou 20% em volume de nitreto de silício.
[0063] É fornecido ainda neste documento um método de inativar um patógeno por contato de um vírus, bactéria e/ou fungo com uma composição antipatogênica que compreende nitreto de silício. Em uma modalidade, o método pode incluir o revestimento de um dispositivo ou aparelho com nitreto de silício e o contato do aparelho revestido com o vírus, bactéria ou fungo. O revestimento do aparelho pode incluir a apli- cação de um nitreto de silício em pó a uma superfície do aparelho. Em outras modalidades, o nitreto de silício em pó pode ser incorporado den- tro do dispositivo ou aparelho.
[0064] Em outras modalidades, o método pode incluir o contato de uma pasta de nitreto de silício com a superfície de plantas agrícolas vi- vas, árvores, grãos, etc. infectados com um patógeno à base de plantas. Em uma modalidade, as folhas infectadas podem ser pulverizadas com cerca de 1% em volume a cerca de 40% em volume de nitreto de silício em água. As folhas podem ser expostas à pasta de nitreto de silício por pelo menos 1 minuto, pelo menos 5 minutos, pelo menos 10 minutos, pelo menos 20 minutos, pelo menos 30 minutos, pelo menos 1 hora, pelo menos 2 horas, pelo menos 5 horas, ou pelo menos 1 dia. Em vá- rios exemplos, a área infectada de folhas pode ser reduzida em pelo menos 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 90%, pelo menos 95% ou pelo menos 99%. Em um exemplo, após 1 minuto de exposição, a área infectada das folhas pode ser redu- zida em cerca de 95%.
[0065] Sem se limitar a uma teoria particular, a composição antipa- togênica pode diminuir a ação viral por transesterificação alcalina e re- duzir a atividade da hemaglutinina. Foi surpreendentemente descoberto que o nitreto de silício em pó (i) diminui notavelmente a ação viral por transesterificação alcalina através da quebra de ligações internucleotí- dicas de RNA e (ii) reduziu significativamente a atividade da hemagluti- nina, interrompendo assim o reconhecimento da célula hospedeira por desnaturar estruturas de proteína em superfícies virais levando à inati- vação de vírus independentemente da presença de um envelope viral.
[0066] Em uma modalidade, a composição antipatogênica pode exi- bir cinética de eluição que mostra: (i) uma eluição lenta, mas contínua, de amônia do estado sólido em vez do estado gasoso usual; (ii) nenhum dano ou efeito negativo às células; e (iii) uma eluição inteligente aumen- tando com a diminuição do pH. Além do mais, a natureza inorgânica do nitreto de silício pode ser mais benéfica do que o uso de fungicidas pe- troquímicos ou organometálicos que são conhecidos por terem efeitos residuais no solo, nas plantas e em seus frutos.
[0067] Também foi surpreendentemente descoberto que as partícu- las de nitreto de silício podem ser atraídas eletricamente e se ligar aos esporos do patógeno.
[0068] Também é fornecido neste documento um método de trata- mento ou prevenção de um patógeno em um local em um paciente hu- mano. Por exemplo, o patógeno pode ser um vírus, bactéria ou fungo. O método pode incluir o contato do paciente com um dispositivo, apare- lho ou composição que compreende nitreto de silício. Sem se limitar a nenhuma teoria, o nitreto de silício inativa o vírus (por exemplo, Influ- enza A), bactéria ou fungo. O dispositivo, aparelho ou composição pode incluir cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso de nitreto de silício. Em alguns exemplos, o dispositivo ou aparelho pode incluir cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso de nitreto de silício na super- fície do dispositivo ou aparelho. Em uma modalidade, o dispositivo ou aparelho pode ser uma cerâmica de nitreto de silício monolítico. Em ou- tra modalidade, o dispositivo ou aparelho pode incluir um revestimento de nitreto de silício, tal como um revestimento em pó de nitreto de silício. Em outra modalidade, o dispositivo ou aparelho pode incorporar nitreto de silício no corpo do dispositivo. Por exemplo, nitreto de silício em pó pode ser triturado ou de outra forma incorporado no corpo do dispositivo ou aparelho usando métodos conhecidos na técnica.
[0069] Em algumas modalidades, o dispositivo ou aparelho pode ser colocado em contato com o paciente por pelo menos 1 minuto, pelo menos 5 minutos, pelo menos 30 minutos, pelo menos 1 hora, pelo me- nos 2 horas, pelo menos 5 horas ou pelo menos 1 dia. Em pelo menos um exemplo, o dispositivo ou aparelho pode ser implantado permanen- temente no paciente.
[0070] Também é fornecido neste documento um método de trata- mento ou prevenção de um patógeno em um local em uma planta. Por exemplo, o patógeno pode ser um vírus, bactéria ou fungo. O método pode incluir o contato da planta com uma composição que compreende nitreto de silício. Sem se limitar a nenhuma teoria, o nitreto de silício inativa o vírus, a bactéria ou o fungo (por exemplo, Plasmopara viticola). Em algumas modalidades, a composição pode incluir uma pasta de ni- treto de silício em água contendo até 40% em volume de nitreto de silício com dispersantes e agentes de estabilização de pasta apropriados. A composição pode ser aplicada a plantas agrícolas vivas, árvores, grãos e semelhantes para inativar e matar ou prevenir o crescimento de vírus, bactérias e fungos após estar em contato com eles por pelo menos 1 minuto, pelo menos 5 minutos, pelo menos 30 minutos, pelo menos 1 hora, pelo menos 2 horas, pelo menos 5 horas ou pelo menos 1 dia.
EXEMPLOS Exemplo 1: Efeito da concentração de nitreto de silício na inativação de vírus
[0071] Para mostrar o efeito da concentração de nitreto de silício na inativação de vírus, o Influenza A foi exposto a várias concentrações de
Si3N4 em pó. Para preparar o nitreto de silício, um peso específico de nitreto de silício em pó foi misturado com água destilada pura. Por exem- plo, 7,5 g de nitreto de silício foram dispersos em 92,5 g de água desti- lada pura. O vírus foi adicionado a esta mistura em concentrações de 1:1, 1:10 e 1:100 vírus/mistura, respectivamente. Estas misturas foram então incubadas sob agitação suave durante 10 minutos a 4 °C. A Influ- enza A foi exposta a 0% em peso.7,5% em peso, 15% em peso e 30% em pesode Si3N4 por 10 minutos a 4 °C, como ilustrado na FIG. 2A. As misturas foram então filtradas para remover o nitreto de silício em pó.
[0072] Células de rim canino Madin-Darby inoculadas com o vírus Influenza A (MDCK) foram então observadas quanto à eficácia de Si3N4 na inativação do Influenza A. As misturas restantes foram então inocu- ladas em placas de Petri contendo células MDCK vivas em um meio biogênico. A quantidade de células MDCK vivas foi subsequentemente contada usando métodos de coloração após 3 dias de exposição. A vi- abilidade das células MDCK foi determinada após inoculação das célu- las durante 3 dias com Influenza A exposto a Si3N4 de acordo com a FIG. 2B.
[0073] FIG. 4A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 0% em peso,7,5% em peso, 15% em peso e 30% em peso,de Si3N4 por 10 minutos. FIG. 4B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 7,5% em peso, 15% em peso e 30% em pesode Si3N4 por 10 minutos. Exemplo 2: Efeito do tempo de exposição e temperatura na inativação do vírus
[0074] Para mostrar o efeito do nitreto de silício na inativação de vírus, o Influenza A foi exposto a uma concentração fixa de Si3N4 em pó (15% em peso) por vários tempos e temperaturas. A mistura foi então deixada incubar sob agitação suave durante 1 a 30 minutos à tempera- tura ambiente e a 4°C. Por exemplo, o Influenza A foi exposto a 15% em pesode Si3N4 por 1, 5, 10 ou 30 minutos à temperatura ambiente ou 4 °C, como ilustrado na FIG. 3A. Células de rim canino Madin-Darby ino- culadas com o vírus Influenza A (MDCK) foram então observadas quanto à eficácia de Si3N4 na inativação do Influenza A. A viabilidade das células MDCK foi determinada após inocular as células por 3 dias com Influenza A exposto a Si3N4 de acordo com FIG. 3B.
[0075] FIG. 7A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 15% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 mi- nutos à temperatura ambiente. FIG. 7B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 15% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 minutos à temperatura ambiente.
[0076] FIG. 8A é um gráfico de PFU/100 µl para Influenza A exposto a 15% em pesode Si3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 mi- nutos a 4°C. FIG. 8B é um gráfico da capacidade de sobrevivência das células inoculadas com Influenza A expostas a 15% em pesode Si 3N4 por 1 minuto, 5 minutos, 10 minutos ou 30 minutos a 4°C. Exemplo 3: Efeito do nitreto de silício na inativação do Influenza A H1H1
[0077] Para mostrar o efeito do nitreto de silício na inativação de vírus, o Influenza A foi exposto a uma pasta de 15% em peso de nitreto de silício por 10 minutos.
[0078] FIGS. 15A-15C mostram o vírus da influenza A H1H1 (A/Pu- erto Rico/8/1934 H1N1 (PR8)) corado com vermelho (nucleoproteína, NP) após sua inoculação em um meio biogênico contendo células MDCK coradas de verde para a presença de proteínas actina filamen- tosas (F-actina) que são encontradas em todas as células eucarióticas. FIGS. 16A-16C mostra o efeito do vírus nas células MDCK sem a pre- sença de nitreto de silício. Exemplo 4: Efeito do nitreto de silício em Plasmopara viticola
[0079] Para mostrar o efeito do nitreto de silício na inativação de fungos agrícolas, folhas de Cabernet Sauvignon foram infectada com Plasmopara viticola na concentração de 3 x 104 sacos de esporos/ml. Plasmopara viticola tratada foi exposta a uma pasta de 1,5% em volume de nitreto de silício durante 1 minuto.
[0080] FIG. 17A mostra fungos Plasmopara viticola não tratados nas folhas de Cabernet Sauvignon. FIG. 17B mostra fungos Plasmopara viticola tratados em folhas de Cabernet Sauvignon. Pode-se observar que as folhas inoculadas com Plasmopara viticola tratadas por 1 minuto com 1,5% em volumede Si3N4 em pó têm menos fungos na superfície das folhas. Isto é ainda evidenciado pela FIG. 19 que representa a por- centagem de área foliar infectada para folhas de Cabernet Sauvignon e Cannonau inoculadas com Plasmopara viticola de controle e tratada. FIG. 19 mostra claramente uma significância estatística na área foliar infectada entre os fungos de controle e tratados.
[0081] As partículas de nitreto de silício parecem eletricamente atra- ídas e se fixam aos esporos do patógeno, como visto na FIG. 18B. FIG. 18A mostra uma imagem microscópica de sacos de esporos não trata- dos dela Plasmopara viticola, enquanto a FIG. 18B mostra uma imagem microscópica de sacos de esporos dePlasmopara viticola na presença de Si3N4.
[0082] Tendo descrito várias modalidades, será reconhecido pelos versados na técnica que várias modificações, construções alternativas e equivalentes podem ser usadas sem se afastar do espírito da inven- ção. Além disso, uma série de processos e elementos bem conhecidos não foram descritos a fim de evitar obscurecer desnecessariamente a presente invenção. Consequentemente, a descrição anterior não deve ser considerada como limitando o escopo da invenção.
[0083] Os versados na técnica reconhecerão que as modalidades atualmente divulgadas ensinam a título de exemplo e não por limitação.
Portanto, a matéria contida na descrição anterior ou mostrada nos de- senhos anexos deve ser interpretada como ilustrativa e não em um sen- tido limitante.
As seguintes reivindicações se destinam a cobrir todas as características genéricas e específicas descritas neste documento, bem como todas as declarações do escopo do presente método e sistema que, por uma questão de linguagem, pode-se dizer que estão entre as mesmas.

Claims (18)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para inativar um patógeno, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar um aparelho que compreende nitreto de silício em contato com o patógeno, em que o nitreto de silício está presente em ou sobre uma superfície do aparelho a uma concentração de cerca de 1% em peso a cerca de 100% em peso.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: revestir o aparelho com nitreto de silício em pó na superfície do aparelho.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: incorporar um nitreto de silício em pó no aparelho.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente colocar o aparelho em contato com um paciente humano em um local dentro do paciente, em que o patógeno é tratado ou prevenido no local.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aparelho está em contato com o patógeno por pelo menos 1 minuto.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aparelho é implantado permanentemente no paciente.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o nitreto de silício inativa o patógeno.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o patógeno compreende Influenza A.
9. Método para tratar ou prevenir um patógeno em um local em um paciente humano, o método caracterizado pelo fato de que com- preende a inativação do patógeno, como definido na reivindicação 1.
10. Método para inativar um patógeno, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar uma composição compreendendo nitreto de silício a uma concentração de cerca de 1% em volume a cerca de 30% em vo- lume em contato com o patógeno.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a composição compreende uma pasta de partículas de nitreto de silício e água.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: pulverizar a composição sobre a superfície de uma planta para entrar em contato com o patógeno.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o patógeno é tratado ou prevenido em um local na planta.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o nitreto de silício inativa o patógeno.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o patógeno compreende Plasmopara viticola.
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a planta compreende Cabernet Sauvignon ou Canno- nau.
17. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição está em contato com o patógeno por pelo menos 1 minuto.
18. Método para tratar ou prevenir um patógeno em um local em uma planta, o método caracterizado pelo fato de que compreende a inativação do patógeno, como definida na reivindicação 10.
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