HUT77647A - Beültethető eszköz hatóanyagok bevitelére növényekbe - Google Patents

Description

bevitelére növényekbe, amely részben biológiailag lebontható polimert tartalmaz.

Az ember- és állatgyógyászattal ellentétben növényeknél alig ismeretesek hatóanyagok bevitelére szolgáló beültethető eszközök. A gyakorlatban használt hatóanyagokat vagy a növényekre permetezik, vagy a gyökerek közelében a talajba viszik be. Ezeknél az alkalmazási formáknál hátrányos az, hogy nagy a hatóanyagveszteség, ami egyrészt terheli a környezetet (levegő-, talaj- és vízszennyezés), másrészt pedig a kelleténél több hatóanyagot kell felhasználni.

A hatóanyag-veszteségek különösen akkor lényegesek, ha városi környezetben kell növényvédelmi munkát végezni (fasori fákon, városi parkokban), vagy ha ezeket a munkákat egy vegetációs periódusban többször meg kell ismételni, mint pl. kártevőktől erősen veszélyeztetett mezőgazdasági kultúrákban.

A múltban számos olyan hatóanyag-leadó rendszert fejlesztettek ki, amellyel egyrészt csökkenteni kívánták a növényvédelemnél a környezet szennyezésének veszélyét, és másrészt megpróbálták meghosszabbítani a hatóanyagok hatásának időtartamát. Az említett rendszerek közé tartoznak az EP 0254196 és a DE 3922366 sz. szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások. Ezek szisztematikus hatóanyagok bevitelére szolgálnak növényekbe a kutikulán, ill. a peridermán át. Itt arról van szó, hogy hatóanyagkészleteket képeznek lapos, tapadós/ragadós rendszerek alakjában, amelyeket célszerűen a növényi hajtás egy kiválasztott részére tapasztanak. A DE-GM

1760060 és az US-PS 4766695 sz. iratokból további rendszerek ismeretesek hatóanyagok alkalmazására. Ezek olyan fagyűrűk, amelyek rovarriasztó, ill. rovarölő hatóanyagokat tartalmaznak, és ezzel külső védelmet nyújtanak a növénynek. Az említett iratok semmiféle világos utalást nem tartalmaznak azzal kapcsolatban, hogy itt hatóanyagok szisztematikus bevitelére szolgáló rendszerekről van szó, de az nyilvánvaló, hogy ezek konstrukciójuk és összetételük alapján így működhetnek.

Az eddig említett hatóanyagbeviteli rendszereket a növények felületén kívül alkalmazzák. Ennek következtében az a hátrányuk, hogy kifogástalan tapadásukon alapuló működőképességüket a környezeti viszonyok befolyásolják. Ezen kívül ezeket az eszközöket a rendszer kimerülése után el kell távolítani. Ez az alkalmazási mód nem biztosítja kielégítő mértékben a hatóanyagok felvételét, mivel azok felszívódását a nehezen átjárható zárószövetek megnehezítik.

A hatóanyagok injekció formájában történő közvetlen bevitelével a növények keringési rendszerébe, ahogy pl. az US 4078087, az US 4103456, a CA 1089645 és az US 3576276 sz. szabadalmi leírások ismertetik, el lehet kerülni az említett hátrányokat, viszont ennél a megoldásnál más problémák jelentkeznek. Mivel a hatóanyagok nagyon gyorsan és közvetlenül kerülnek a keringési rendszerbe, fennáll annak a veszélye, hogy olyan nagy lesz a hatóanyag koncentrációja, ami már károsítja a növényt. Szintén hátrányos az, hogy a kezelést többször kell ismételni ahhoz, hogy hosszabb ideig fennálljon a kívánt hatóanyag-koncentráció. Az említett hátrányokat olyan eszközök alkalmazásával lehet kiküszöbölni, amelyeket a növény belsejében helyeznek el, és egyidejűleg biztosítják a hatóanyagok folyamatos és tartós bevezetését.

A szakirodalomban (AU 8431497 és JP 58039602 sz. szabadalmi leírások) említés történik hatóanyagok beviteléről növényekbe beültethető rendszerek segítségével, de ezek nem kerültek kereskedelmi forgalomba.

Az AU 8431497 sz. irat egy kerámiából készült porózus testként kialakított beültethető eszközre vonatkozik, amelyet a fa törzsében mechanikusan kialakított lyukba helyeznek, és hajszálcsöveken át összekötnek egy külső hatóanyagtartállyal. A hatóanyag leadását - ami két részlépésből áll, mégpedig a tartályból történő szállításból, és a porózus testen át történő áramlásból - a transzspiráció által a szállítópályákban keltett nyomás és a porózus implantátum kapilláris erői teszik lehetővé. Egy ilyen rendszer legnagyobb hátránya az, hogy a hatóanyag bevitele a növénybe kizárólag a növény vízháztartásától függ, ami erős párologtatás esetén túlzott hatóanyagkoncentrációhoz vezethet. Ezzel az eszközzel tehát nem lehet pontosan adagolni a hatóanyagot. Ezen kívül egy ilyen rendszer alkalmazása azért is nehézkes, mert a beültetett testet a kezelés befejezése után el kell távolítani.

A JP 58039602 sz. publikációban leírt beültethető rendszerrel elkerülhetők az említett hátrányok. Itt különböző kialakítású (tabletta, pálca, tárcsa stb.) beültethető idomokról van szó, amelyek a hatóanyagot tartalmazzák, és amelyek erősen vízszívó anyagok, pl. keményítő-akrilamid-kopolimerek, kemény!tó-akrilonitrilkopolimerek és hidrofil polimerek, pl. etilénvinilacetát-kopolimer keverékéből állnak. Ezeket a rendszereket biológiailag aktív anyagok leadására használják fákon, többek között hosszú kezelést igénylő betegségek leküzdésére, pl. Ceratocystis spp. esetén (erdei fenyőnél). Ezeket az előzetesen a törzsbe fúrt lyukakba helyezik, ahol azok hosszabb ideig bennmaradnak. Az erős vízfelvétel miatt fellépő duzzadás következtében erősen megnő a térfogatuk, ami azt eredményezi, hogy az implantátum teljesen kitölti a rendelkezésére álló teret, és az előzetesen elkészített nyílást szorosan lezárja. Az említett irat nem tartalmaz közvetlen utalást arra, hogy itt biológiailag lebomló implantátumokról van szó, de nyilvánvaló, hogy az implantátumok kémiai összetételük alapján a növényi szervezetben legalább részben lebomolhatnak. Ezért ezek az említett publikáció értelmében biológiailag részben lebomló eszközökként kategorizálhatók, és az az előnyük, hogy nem kell őket a növényekből eltávolítani.

Ezeknek a rendszereknek azonban számos hátrányuk van, amelyek elsősorban kémiai felépítésükből adódnak. Annak következtében, hogy kizárólag hidrofil polimerekből állnak, csak korlátozott mértékben alkalmasak arra, hogy erősen lipofil anyagokat is tartalmazzanak. Különösen akkor, ha viszonylag nagy hatóanyag-bevitel szükséges, ezek az implantációs rendszerek kevéssé használhatóak.

Ezen kívül az a hátrányuk, hogy egy hidrofil polimermátrix egy olyan növényi szövetbe történő bevitel után, amelyben a sejtek viszonylag erősen hidratált állapotban vannak, viszonylag gyorsan leadja a hatóanyagot. Ezáltal ugyan magas hatóanyag-koncentrációk lépnek fel, de a rendszer rövid idő után kimerül. A gyakorlatban sok esetben úgy kell bevinni a hatóanyagot a növényekbe, pl. periodikusan fellépő betegségek, ill. kártevők esetében, hogy hosszabb ideig fenn kell tartani egy hatásos koncentrációt. Ilyen alkalmazásokhoz (pl. csapadékos területeken telepített almafák varasodása vagy banánkultúrák károsítói ellen) hordozókként olyan polimerek szükségesek, amelyek növelik a rendszer raktározóképességét.

Ezeknél a rendszereknél a hatóanyag-veszteség problémája sem oldható meg megfelelően. Mint már említettük, a beültetett test és a növényben kialakított üreg határfelülete közötti belső érintkezés a vízfelvételtől, és ezáltal az alkalmazási helyen a növényi szövet sejtjeinek hidratációs állapotától nagyon erősen függ. Ismeretes, hogy a növényi sejtek ozmotikus

Ί fi viszonyai nagyon erősen ingadoznak a vízháztartás igénybevételétől függően. A nagyon alacsony, ill. nagyon magas vízpotenciál az implantátum térfogatának nagymértékű változását, és ezáltal a törzsben kialakított nyílás tömítettségének változását idézheti elő.

Végül ezeknek a rendszereknek további hátrányaként említhető meg az, hogy a termoplasztikus feldolgozhatóság szempontjából viszonylag rosszak a tulajdonságaik, és nem kielégítőek a mechanikai tulajdonságaik sem, ami szintén a felhasznált polimerek hidrofil jellegéből következik.

Célunk a találmánnyal az említett problémák megoldása olyan biológiailag lebontható, növényekbe beültethető hatóanyag-adagoló rendszerek alkalmazásával, amelyek egyaránt alkalmasak a hatóanyagok gyors és rövid idejű, ill. lassú és tartós felszabadítására, megfelelő mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és az előállításukhoz használt masszák termoplasztikus úton kifogástalanul feldolgozhatok.

A kitűzött feladatot a találmány szerint az 1.

fi igénypontnak megfelelő eszközzel oldjuk meg. A továbbiakban a találmányt részletesen leírjuk.

Beültethető, részben biológiailag lebomló eszközöket javasolunk, amelyek lényegében polimerekből állnak, és legalább egy hidrofób polimert tartalmaznak.

A biológiailag lebontható kifejezést ebben a leírásban abban az értelemben használjuk, hogy az ilyen anyag biológiailag aktív környezetben lebomlik.

A javasolt eszközök egyrészt hozzáférhetőek a magasabb rendű növények anyagcseréje számára, másrészt pedig a mikrobák lebonthatják. A növényben bioerózióval meginduló biológiai lebomlással egyidejűleg a hatóanyagok felszabadulnak. A találmány szerinti eszközök lebomlásánál főként olyan biológiailag megfelelő termékek keletkeznek, amelyeket a növények természetes anyagcseréjükben felhasználhatnak. Az eszközök szétesésének az intenzitása és mértéke a növényi szervezetben az implantált anyagok fajtájától függ. A lebomlási idő tehát a kiindulási anyagok megfelelő megválasztásával hozzáigazítható a követleményekhez. Ez a tulajdonság különösen jól megfelel a kertészeti gyakorlatban a hatóanyag bevitelével szembeni különböző igényeknek, mivel ezeket a rendszereket mind a hosszú idejű alkalmazásoknál, mind a rövid idejű kezeléseknél minden nehézség nélkül alkalmazni lehet. Mivel a magasabb rendű növényekben is biológiailag lebomlanak, ezek a termékek megfelelő idő alatt a növényben részben vagy teljesen szétesnek, ami feleslegessé teszi eltávolításukat. Ezen kívül a növény elhalása után is beilleszkednek a természetes anyagcsere-körfolyamatba. Ez a szokásos rendszerekkel összehasonlítva különösen előnyös, mivel az új eszközök semmiféle terhelést nem jelentenek a környezetnek, ugyanis mikrobiológiailag aktív környezetben réazben vagy teljesen lebomlanak (vízzé, széndioxiddá es természetes anyagcseretermékekké).

A biológiai lebonthatóság elsősorban azokat a polimereket érinti, amelyeket hordozóanyagokként alkalmazunk a találmány szerinti implantátumoknál. Bioaktív vegyületeket ágyazunk be egy semleges polimermátrixba anélkül, hogy kémiai kötés jönne létre. Olyan polimereket alkalmazunk, amelyek egyrészt sok hatóanyag felvételére képesek, és másrészt az alkalmazás szempontjából szükséges tulajdonságokkal (megfelelő mechanikai stabilitás, valamint feldolgozhatóság) rendelkeznek, nem fitotoxikusak, és széles határok között keverhetők más anyagokkal. Emellett elengedhetetlen az, hogy a polimermátrix egy hidrofób polimert tartalmazzon.

Hidrofób, biológiailag lebontható polimerekként a következő anyagcsoportok különösen alkalmasak:

alifás poliészterek, mint kaprolakton, poli-3hidroxivaj sav, polihidroxivaj sav/hidroxivaleriánsavkopolimer és politejsav

- cellulózszármazékok < 2 helyettesítési fokkal, pl.

cellulóz-éter, cellulóz-észter vagy -keverékészterek

- polianhidridek kitin

Például az alifás poliészter egy poli-3hidroxivaj sav/3-hidroxivaleriánsav-kopolimer lehet, amelynek molekulatömege 450.000.

A cellulóz-éter pl. cellulóz-dietil-éter lehet.

A cellulóz-észter pl. cellulóz-diacetát vagy cellulóz-acetát-butirát keverékészter lehet.

A polianhidrid pl. poli-(1,3-bisz-p-karboxi-fenoxipropán/szebacinsav)-kopolimer lehet.

Az összes itt javasolt hidrofób polimer biológiailag nagymértékben lebontható, és termoplasztikusan kifogástalanul feldolgozható.

A találmány szerinti eszköz lényeges előnye a technika állásában leírt összes ismert, beültethető hatóanyagrendszerrel szemben az, hogy hidrofób polimerek beépítésével a hatóanyagot hordozó mátrixokba lehetővé válik az erősen lipofil hatóanyagok problémamentes alkalmazása, valamint a hatóanyag késleltetett felszabadulása.

Ismeretes, hatóanyagot j elentőségűek, hogy a tartalmazó mivel hidrofil tulajdonságok a implantátumoknál nagy gyors, duzzadáson és/vagy hidrolízisen alapuló bióeróziót, és abból következően a hatóanyagok gyors felszabadulását biztosítják. Az ilyen rendszerek hidrofil tulajdonsága azonban az erősen lipofil bioaktív anyagok feldolgozása szempontjából nem előnyös. Hidrofób polimerek alkalmazásával, amelyek közvetítő fázisként működnek a hatóanyagok fázisként működnek í fc diszpergálásánál, a beépített anyagok viszonylag homogén eloszlása érhető el.

A találmány szerinti eszközökből a beültetés után a növényi szervezetben hatóanyagok szabadulnak fel. A hatóanyagok felszabadulása diffúzióval és/vagy a beültetett test duzzadásával, ill. bioeróziójával történhet. Mivel a duzzadást és a bioeróziót a polimerek hidrofil tulajdonságai pozitív irányban befolyásolják (aktiválják), egy hidrofób fázis beépítése egy polimer összetételbe ahhoz vezet, hogy egy abból előállított implantátum a növényben hosszabb ideig megmarad, és következésképpen hosszabb ideig tart a hatóanyagok felszabadulása. Ezáltal a találmány szerinti eszközök (a hidrofób polimerek részaránya szerint) felhasználhatók a hatóanyagok lassú és tartós felszabadításához.

A találmány szerinti eszközök további előnye az, hogy az előállításukra szolgáló masszák termoplasztikus úton könnyen feldolgozhatok. A feldolgozhatóság javulása elsősorban a massza folyósságára és viszkoelasztikus viselkedésére vonatkozik. Különösen akkor, ha két nem keverhető fázisból álló polimer összetételről van szó, amelynél a lágyítók hozzáadása a fázisok jó átkeveréséhez szükséges, nagyon jelentős a massza feldolgozhatóságának a hidrofób.polimerek beépítésével elért növekedése.

A találmány szerinti eszköz egy előnyös kiviteli alakja a következő alkotórészekből áll: 0,5-90 tömeg% mennyiségben legalább egy polimer, amelyben egy hidrofób polimer részaránya legalább 30-80 tömeg%, előnyösen 50-65 tömeg%, az eszköz teljes tömegére vonatkoztatva. A mátrixanyag (polimerek) és a segédanyagok - amelyek együttesen a találmány szerinti eszköz hatóanyag-hordozó rendszerét képezik - közötti arány széles határok között változtatható.

Biológiailag lebontható hordozóanyagokként számos polimer alkalmazható. Alkalmasak a glikolsav és a tejsav polimerjei, valamint ezek kopolimerjei (a monomer egységek különböző tömegviszonyaiban). Különösen alkalmasak a fent említett polilaktid, poliglikolid típusú karbonsavak származékai és ezek kopolimerjei. -Általánosan alkalmasak a 2-16 szénatomos ahidroxizsírsavak összes homo- és kopolimerjei, és ezek származékai, amennyiben növényi szervezetekben felszívódnak, mint pl. az α-hidroxi-vajsav, a-hidroxiizovaleriánsav, α-hidroxi-izokapronsav, a-hidroxiheptánsav, a-hidroxi-oktánsav, α-hidroxi-dekánsav és ahidroxi-mirísztinsav. Az α-hidroxizsírsavak származékai közűi különösen előnyös a poli(hidroxi-valerát) és poli(hidroxi-butirát), valamint ezek kopolimerjei.

A találmány szerinti eszközökben hatóanyagmátrixként alkalmazható polimerek a poliamidok, különösen a poli(lizin-etil/metil-észter-fumaramid), poli(lizinmetil-észter-fumaramid), poli(lizin-etil-észterfumaramid), és poli(lizin-butil-észter-fumaramid).

A találmány szerint a biológiailag lebontható implantátumok a természetben előforduló polimereket is tartalmazhatnak hatóanyag-hordozóként. Ezek között, mint különösen alkalmas anyagok, megemlíthető a keményítő, a lignin, a kitin, a cellulóz, valamint ezek származékai.

A találmány szerinti eszköz polimermátrixának hidrofób komponenseiként különböző biológiailag lebontható polimerek alkalmazhatók. Ezek pl. a következők lehetnek:

alifás poliészterek, pl. kaprolakton cellulózszármazékok < 2 helyettesítési fokkal, pl.

cellulóz-dietil-éter polianhidrid, pl. propán/szebacinsav)-kopolimer poli-(1,3-p-karboxi-fenoxiA találmány szerinti implantálható eszközök segítségével a növényekbe bevihető hatóanyagok között olyan anyagok vannak, amelyekkel az állati vagy növényi szervezetben zajló folyamatok befolyásolhatók. Ezek közé tartoznak elsősorban a szisztematikus növényvédőszerek (rovarölők, atkaölők, gombaölők és baktériumölők).

Szisztematikus rovarölő pl. a Buthocarboxim, Dimethoat, Fenoxycarb, Methamyl, Oxamyl, Oxydemtetonmethyl, Pirimicarb vagy Propoxur.

Szisztematikus atkaölő pl. a Clofentizin, Fenbutation-oxyd és Hexythiazox.

Szisztematikus gombaölőszer pl. a Benomyl, Bromuconazol, Bitertanol, Etaconazol, Flusilazol,

Furalaxyl, Fosetyl-Al, Imazalil, Metalaxyl, Penconazol, Propiconazol, Thiabendazol,. Triadimefon, Triadimenol vagy

Triforine.

A szisztematikus baktériumölő szerek közé tartozik pl. a Flumenquine.

Szisztematikus növekedésszabályozó pl. az Etephon és a β-indolil-ecetsav (IES).

Ismeretes, hogy a szokásos módon előkészített és alkalmazott szisztematikus hatóanyagokat a növényi szervek (levelek, gyökérzet, hajtások) felszívják; ezután a növény keringési rendszerébe került hatóanyagok szisztematikusan eloszlanak.

A találmány szerinti eszközök segítségével további bioaktív anyagok, pl. csalánból, krizantémból, zsurlóból vagy keserűfűből készített növényi kivonatok is bevihetők, amelyek mind helyi, mind szisztematikus hatással rendelkeznek.

A hatóanyagok a találmány szerinti eszközökben egyenként vagy keverékben lehetnek jelen, a semleges polimermátrixban oldva vagy diszpergálva. A hatóanyagok részecskenagysága különböző lehet. Az előnyös részecskenagyság a < 10 μιη tartományban van.

A segédanyagok funkciója az, hogy a hatóanyagot a növénynek megfelelő fizikai-kémiai formában kínáljuk fel a kívánt cél eléréséhez, ill. a hatóanyag optimális érvényesítéséhez. Segédanyagok lehetnek a találmány szerinti eszközökben a behatolást elősegítő szerek, lebomlást gyorsító szerek, pórusképzők, pH-szabályozók, emulgeátorok, töltőanyagok, lágyítók.

A behatolást elősegítő szerek erősítik a bioaktív anyagok felvételét a növény keringési rendszerébe. Erre a célra alkalmazhatók pl. az alkil-szulfátok, alkilszulfonátok, zsírsavak, többértékű fémek zsírsavas sói, zsírsav-észterek, amin-oxidok, mono-, di- vagy trigliceridek, hosszú láncú alkoholok, szalicilsav, 2pirrolidonszármazékok vagy karbamid.

A lebomlást gyorsító szerek olyan anyagok, amelyek meggyorsítják az implantátum lebomlási sebességét. A találmány szerinti eszközben lebomlást gyorsító szerekként alkalmazhatók pl. az ecetsav-észterek, pl. a metil-, etil-, η-propil-, izopropil-, n-butil-, izobutil-, n-pentil- és izopentil-észter. Különösen előnyös az ecetsav-etil-észter.

A hordozóanyag lebomlási sebességét befolyásoló vegyületek mellett a találmány szerinti implantátumok pórusképző anyagokat is tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a hatóanyagok felszabadulásának vezérlését. Az eszközt képező formatestben a pórusképzők segítségével létrehozott pórusrendszeren keresztül ugyanis a hatóanyag közvetlenül kidiffundálhat, vagy megindul, ill meggyorsul a bioerózió. Megfelelő pórusképzők pl. a vízben oldható monoszacharidok és diszacharidok, mint a glükóz, fruktóz, xilóz, galaktóz, szukróz, maltóz, szacharóz és rokon vegyületek, mint a mannit és szorbit. Különösen előnyös a laktóz.

• · ·

A találmány szerint alkalmazható pH-szabályozó a glicin, citrát, borát, foszfát- vagy citromsav-foszfátpuffer.

Emulgeátorokként használhatók pl. a magasabb zsíralkoholok, parciális zsírsav-észterek, többértékű alkoholok, cukrok parciális zsírsav-észterei, polietilénglikol-zsírsav-észterek, polietilénglikolszorbitán-zsírsav-észterek, valamint foszfolipidek, kvaterner ammóniumvegyületek és piridinium vegyületek.

Töltőanyagként jön számításba az aluminium-oxid, a cink-oxid, a titán-oxid és a szilicium-oxid.

A lágyítók megkönnyítik a massza feldolgozását, különösen a fázisok keverése és a formázás során.

Alkalmas lágyító pl. a polietilénglikol-fenil-éter (Pycal 94), a glicerin, a szorbitol, a palmitinsav, a laurinsav és az olaj savszármazékok.

Az együttesen a hatóanyag hordozórendszerét képező polimerek és segédanyagok mennyiségi és minőségi kombinációja meghatározó jelentőségű a hatóanyagok felszabadulása szempontjából; ezt a körülményt szakember kihasználhatja a kívánt felszabadulási sebesség beállítására. A találmány szerinti eszközök előnyös változatai a fokozatosan felszívódó anyagok alapján vannak felépítve. A találmány egy különösen előnyös kiviteli alakjánál az eszköz hordozómátrixát különböző molekulatömegű, biológiailag lebomló polimerek kombinációja alkotja.

• · · • · ·

Kisebb molekulatömegű polimerek lebomlásakor korábban szabadul fel a hatóanyag, míg a nagyobb molekulatömegű polimerek késleltetett lebomlásakor a hatóanyag felszabadulása csak egy későbbi időpontban következik be. Kismolekulájú polimerekként a találmány szerinti implantátumok pl. poli(L-tejsav), poli(Dtejsav), poli(DL-tejsav), poliglikolsav és az említett vegyületek kopolimerjei lehetnek. Ezeknek a vegyületeknek a molekulatömege 1000-4000, előnyösen 1500-2500.

A találmány szerinti eszköz egy további előnyös kiviteli alakja egy olyan implantátum, amely egy kismolekulájú polimerből álló bevonattal van ellátva, amely nem tartalmaz hatóanyagot. Ez megakadályozza, hogy a beültetés után a kezdeti fázisban túlságosan gyors legyen a hatóanyag leadása.

Az is lehetséges, hogy megfelelő biológiailag inaktív csoportok, pl. szerves fémvegyületek beépítésével a hatóanyagot hordozó rendszerbe az implantátum lebomlási sebességét, és ezáltal a hatóanyag felszabadulásának sebességét, a kívánt módon befolyásoljuk.

Különösen előnyösek a találmány szerint kialakított poliészterbázisú eszközök. Ezeknél lehetséges ugyanis, hogy a lebomlási sebességet az észterkötések számával közvetetten szabályozzuk. Az enzimes vagy vizes észterhasadások után keletkező karboxilcsoportok ismert módon növelik a mátrixpolimer hidrofiliáját, és ezáltal duzzadóképességét a növény fiziológiai környezetében. Ismert kémiai szerkezettel és fizikai jellemzőkkel • · rendelkező poliészter célzott alkalmazásával szakember az eszköz lebomlási idejét a teljes szolubilizációig előre meg tudja határozni, és ennek megfelelően hozzá tudja igazítani a kívánt alkalmazási célhoz.

A találmány szerinti eszközt alkotó fizikai hatóanyag/hordozó/segédanyag kombinációk egy meglehetősen kemény, mechanikailag stabil·, de jól alakítható összetett szerkezetet képeznek, amelyből különböző háromdimenziós struktúrák alakíthatók ki.

Az összes kiviteli alak többrétegű lehet, ahol legalább az egyik réteg szisztematikus hatóanyagot tartalmaz. Az összetett anyag egyes rétegei önmagukban összefüggőek és koherensek lehetnek, de szegmensekre (az 1-3. ábrán 1 komponensekre) is feloszthatok. A komponensek egymáshoz képest történő elrendezése szabadon változtatható. Alkalmazható pl. egy ún. mag-felépítés, ahol egy réteget a felette vagy alatta elhelyezkedő réteg körülzár, és így egy mag keletkezik (1. ábra). Egy másik szegmenselrendezésnél a rétegek váltakozva helyezkednek el (2. és 3. ábra).

Több komponens alkalmazásával egyszerű módon kombinálhatok a hatóanyagok, és különböző koncentrációjú hatóanyagot tartalmazó szegmensek állíthatók elő. Az egyes komponenseknél nagymértékben különbözhet a hatóanyag felszabadulásának sebessége. Nem feltétlenül szükséges az, hogy az összes komponens hatóanyagot tartalmazzon.

A különböző hatóanyag-felszabadítási profillal rendelkező komponensek alkalmazásával egy impiantátummai különböző hatóanyagok is leadhatók előre meghatározott időbeli sorrendben, ami pl. a növényeknél előforduló különböző, de egymással társuló betegségek gyógyításánál különösen előnyös.

A találmány szerinti implantátumok különböző geometriájú idomokként vagy formatestekként alakíthatók ki. Ezek közül előnyösek a különböző méretű pálca, lemez és golyó alakú idomok, továbbá a granulátum. Célszerűen az egyes darabok úgy vannak méretezve, hogy kézzel könnyen kezelhetők legyenek. Általában a részecskenagyság 0,1-50 mm, előnyösen 0,2-20 mm.

Az alkalmas kialakítások között különösen célszerűek a szög vagy csavar alakú formák, mivel ezek alkalmazása, ill. kezelése nagyon egyszerű. Különösen előnyös a szög alakú eszköz (4. ábra), amelynek mechanikailag ellenálló 2 hegye van. A mechanikai ellenállóképesség kemény anyagból, pl. fémből készült bevonattal biztosítható. Ez a kiviteli alak azért különösen előnyös, mivel nincs szükség speciális implantáló készülékekre, és az eszközt szakképzetlen személy is el tudja helyezni. Ennek a kialakításnak további előnye az, hogy alkalmazásakor a növény törzsében keletkező üreget a szög feje szorosan elzárja. Ez kizárja a hatóanyag kilépésének potenciális veszélyét.

A találmány szerinti implantátumok egy további előnyös kiviteli alakja egy olyan eszköz, amelynél több szög alakú 5 rész van egymással összekötve; az 5 részek egy pl. lemez alakú merev 4 tartón vagy tartóban vannak rögzítve (5. ábra). A tartó az alkalmazandó implantátumok számától függően különböző méretekkel készülhet egy mechanikailag ellenálló, a növényi szövetekkel összeférő anyagból. Különösen alkalmas erre a célra a fa. Ennek a kiviteli alaknak az a különös előnye van, hogy lényegesen könnyebb az eszköz behelyezése az elfásodott törzsbe. Ez a kiviteli alak különösen előnyös azért is, mert a szög alakú testek kis méreteik miatt egyesével csak nehezen lennének kezelhetők; ezért vannak egy egységgé összefogva. Ezen kívül az ütőerő viszonylag egyenletesen oszlik el az egyes komponensekre, ami minimálisra csökkenti annak a veszélyét, hogy a szövetek a túlságosan erős mechanikai behatás következtében megsérülnek.

A találmány szerinti eszközök termoplasztikusan és ezért különböző módszerekkel extrudálással, sajtolással és feldolgozhatok, állíthatók elő, fröccsöntéssel.

A találmány pl szerinti eszközök előnyösen alkalmazhatók bioaktív anyagok bevitelére növényekbe. A hatóanyagok egészen közönséges növényvédő szerek (rovarölő szerek, gombaölő szerek, baktériumölő szerek, atkaölő szerek), erősítő szerek és a növekedést befolyásoló anyagok (fitohormonok, trágyák) lehetnek. Ezekhez a beültethető rendszerekhez előnyösen akkor folyamodunk, ha egy hagyományos technika alkalmazása nem lehetséges, vagy nem megbízható, ill. nem ésszerű.

Tipikus alkalmazási területet képeznek a városi parkok, ahol a hagyományos technikával általában nem lehet a növényvédelmet elvégezni. Ezek a biológiailag lebontható implantátumok kitűnően alkalmasak növények, elsősorban fák, pl. gyümölcsfák és erdei fák hosszú idejű kezelésére, ahol bizonyos betegségek az évszaktól függően rendszeresen fellépnek.

A találmány szerinti eszközöket a növények hajtásába ültetjük be, előnyösen a hajtásalapba. Különösen alkalmasak az implantátumok elfásodó hajtásokkal rendelkező növényekhez (cserjékhez és fákhoz).

A találmányt a továbbiakban példák alapján ismertetjük részletesebben:

1. Példa g poli-3-hidroxi-vajsavat (PHB) és 40 g poli(vinil-acetátot) 20 g kloroformban feloldunk. Az oldatot 30°C hőmérsékleten óvatosan bepárologtatjuk, és vákuumban szárítjuk. Az így kapott anyagot golyós malomban porrá őröljük, majd 6 g polietilénglikol 400 (PEG 400) és 18 g Fosetyl-Al hozzáadásával egy alkalmas berendezésben, pl. termoplasztikus alakításra szolgáló extruderben, 180°C hőmérsékleten addig melegítjük, amíg alakítható massza keletkezik. A Fosetyl-Al hatóanyagot a meglágyított polimerben keveréssel egyenletesen eloszlatjuk. Az ezen a módon kapott hatóanyag/polimer szuszpenziót egy megfelelő átmérőjű (> 2 mm) fúvókán átnyomjuk. Az így keletkező szalagot pálcákra daraboljuk, amelyek hatóanyag-tartalmát méretük határozza meg.

2. Példa

Kereskedelemben kapható kitinszálakat golyós malomban porrá őriünk, és ebből a porból 375 g-ot összekeverünk 25 g olyan kopolimerrel, amely 75 mól% laktidból és 25 mól% glikolidból áll, és hozzáadunk 20 g tritikonazolt. Az így kapott keveréket jól homogenizáljuk. Ezután egy fűtött présben 135°C-on kb. 630 bar nyomáson két perc alatt egy fémből készült negatív formában szög alakú idomokká préseljük; mindegyik idom 89,2 tömeg% polimert, 6,0 tömeg% kopolimert és 4,5 tömeg% tiabendazolt tartalmaz.

3. Példa tömeg% ροΐί-ε-kaprolaktonból, 22 tömeg% politejsavból, 4 tömeg% glicerinből és 10 tömeg% FosetylA1 hatóanyagból álló keveréket extruderben 120-145°C hőmérsékleten megolvasztunk, majd 2000 j.im vastag filmet húzunk belőle. Lehűtés után a filmet pálcika alakú részekre vágjuk. Az előállított darabokból esetleg tekercseket formálunk.

A továbbiakban a találmányt az 1-5. ábrák alapján ismertetjük:

Az 1. ábra egy olyan eszközt mutat, amely több 1 komponensből (szegmensből) áll, ahol az egyes komponenseket a következő körülveszi.

A 2. és 3. ábrán olyan eszközök láthatók, amelyeknél az egyes szegmensek váltakozva vannak elhelyezve. A 2. ábra szerinti kiviteli alaknál az egyes komponensek különböző, egymástól elválasztott hatóanyagokat tartalmaznak. A 3. ábra szerinti kiviteli alaknál egy komponens két vagy több különböző hatóanyagot tartalmaz.

A 4. ábra egy szög alakú eszközt mutat, amely célszerűen kikeményíthető 2 heggyel és további 3 komponensekkel rendelkezik.

Az 5. ábrán látható kiviteli alaknál több szög alakú 5 rész egy alkalmazási egységgé van összefogva, ahol a részek egy lemezszerű, merev 4 tartón vannak rögzítve.

• * · · · ···· w

« · ·

Claims (14)

1. Beültethető eszköz hatóanyagok bevitelére növényekbe, részben biológiailag lebontható polimerből, azzal j ellemezve, hogy legalább egy hidrofób polimert tartalmaz.

2. Az 1. igénypont szerinti eszköz, azzal jellemezve, hogy a polimerek biológiailag lebonthatók, továbbá a hatóanyagok felszabadulása a biológiai lebomlási sebességtől függ.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eszköz, azzal j ellemezve, hogy a következő alkotórészeket tartalmazza:

a) 0,5-90 tömeg%-ban legalább egy polimert, amelyben egy hidrofób polimer részaránya legalább 30-80 tömeg%, előnyösen 50-65 tömeg% az eszköz teljes tömegére vonatkoztatva,

b) 0,5-15 tömeg%-ban legalább egy hatóanyagot,

c) 0,0-50 tömeg%-ban segédanyagokat.

4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eszköz, azzal j ellemezve, hogy a biológiailag lebontható polimerek a politejsavakat, poliglikolsavakat, polilaktidokat, valamint ezek kopolimerjeit, a 2-16 szénatomos α-hidroxi-zsírsavak összes homo- és kopolimerjét, valamint ezek származékait, poliamidokat, poliorto-észtereket, polianhidrideket, keményítőt, lignint, kitint, cellulózt és ezek származékait tartalmazó csoportból vannak kiválasztva.

5. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eszköz, azzal j ellemezve, hogy hidrofób polimerként a következő polimerek legalább egyikét tartalmazza:

- alifás poliészter, pl. polikaprolakton, poli(hidroxivaj sav), poli (hidroxi-vaj sav/hidroxi-valeriánsav) kopolimer és/vagy politejsav

- cellulózszármazék < 2 helyettesítési fokkal, cellulózéter, cellulóz-észter vagy cellulóz-acetát/-butirát keverékészter

- kitin

- lignin

- polianhidridek.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eszköz, azzal jellemezve, hogy a következő csoportokból legalább egy hatóanyagot tartalmaz:

rovarölő szerek: Buthocaroxim, Dimethoat,

Methamyl, Oxamyl, Oxydemteton-methyl, Propoxur

Fenoxycarb,

Pirimicarb, gombaölő szerek: Benomil, Bromuconazol, Bitertanol, Etaconazol, Flusilazol, Furalaxyl, Fosetyl-AI, Imazalil, Metalaxyl, Penconazol, Propiconazol, Triabendazol, Triadimefon, Triadimenol, Triforine baktériumölő szerek: Flumequine atkaölő szerek: Clofentizin, Fenbutation-oxyd, Hexytiazox növekedésszabályozók: Etephon, β-indolil-ecetsav (IES).

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eszköz, azzal jellemezve, hogy legalább két részből áll, amelyek legalább egyike hatóanyagot tartalmaz.

8. A 7. igénypont szerinti eszköz, azzal jellemezve, hogy különböző részek különböző hatóanyag-felszabadítási kinetikával rendelkeznek.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eszköz, azzal jellemezve, hogy pálcaként, lemezként, golyóként, granulátumként vagy más alkalmazási formában van kialakítva.

10. A 8. igénypont szerinti eszköz, azzal j ellemezve, hogy szögként van kialakítva, amely mechanikailag ellenálló heggyel (2) rendelkezik, és amelynek szára és feje komponensekből(3) áll.

11. A 10. igénypont szerinti eszköz, azzal j ellemezve, hogy összetett eszközként van kialakítva, amely egy tartón (4) át összekötött több szög alakú részt (5) tartalmaz.

12. Eljárás az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eszköz előállítására, azzal jellemezve, hogy polimereket hatóanyaggal és esetleg más adalékokkal keverünk össze, és a keveréket pl. extrudálással, sajtolással vagy fröccsöntéssel feldolgozzuk.

13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eszköz alkalmazása növénybe beültethető, a növénynek hatóanyagokat átadó implantátumként.

14. A 12. igénypont szerinti eszköz alkalmazása beültetésre, célszerűen a növény hajtásába, elsősorban a növény hajtásalapjába.

A meghatalmazott:

ADVOPATENT SZABADALMI IRODA Dr. HÖRCHER JÁNOS szabadasai ügyvivő * *

KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY

LTS LOHMANN THERAPIE-SYSTEME GmbH & CO.KG

1/2 —jy-jWirkstoff Á _r-,^Wirkstoff 3

- - - •