MD4037666T2 - Îmbunătățiri ale dispozitivelor și metodelor de furnizare a substanțelor la animale - Google Patents

Abstract

Invenţia furnizează o formă de dozare cu eliberare întârziată şi un bolus configurat pentru administrare la un animal, în care respectiva formă de dozare şi respectivul bolus sunt configurate pentru a elibera animalului o substanţă hidrofobă într-o perioadă de timp. De preferinţă, substanţa hidrofobă este o haloformă. De asemenea, este furnizată utilizarea formei de dozare cu eliberare întârziată sau a bolusului invenţiei pentru a reduce producţia de metan la un animal rumegător. De asemenea, este furnizată metoda de fabricare a unui bolus conform invenţiei.

Description

Domeniul invenţiei

Prezenta invenţie se referă la îmbunătăţiri ale dispozitivelor şi metodelor de creştere a animalelor şi de furnizare a unor substanţe la animale, în mod specific la dispozitive şi metode de administrare a cel puţin unei substanţe avantajoase la un animal şi la metode de fabricare a dispozitivelor.

Baza invenţiei

În agricultură este adesea necesară furnizarea de substanţe animalelor în diferite scopuri, inclusiv, dar nelimitativ, tratamentul sau prevenirea bolilor şi creşterea producţiei.

Există diverse dispozitive şi metode de furnizare la animale a substanţelor cum ar fi medicamente. Însă, o clasă de compuşi dificil de furnizat animalelor sunt compuşii hidrofobi. Proprietăţile acestor compuşi îngreunează dezvoltarea tehnologiei pentru eliberarea controlată a acestor substanţe hidrofobe, în special prin stomacul unui animal.

Un obiectiv specific al administrării substanţelor la animale este reducerea efectelor adverse ale agriculturii. De exemplu, se cunoaşte administrarea diferiţilor inhibitori de metan şi nitrificare la animale pentru a reduce sau atenua efectele adverse ale compuşilor care conţin metan şi nitraţi produşi de animale.

Cu toate acestea, în ciuda eforturilor actuale, schimbările climatice creează o gamă largă de impacturi sociale şi de mediu la nivel global. Este larg înţeles faptul că aceste impacturi vor continua să crească în timp. Prin urmare, a existat o presiune globală de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră (GES) dăunătoare în efortul de a evita cele mai grave efecte ale schimbărilor climatice.

Sectorul agricol este considerat o sursă majoră de emisii GES. Emisiile totale de metan de la animale la nivel mondial reprezintă aproximativ 7.1 gigatone de echivalent CO2 pe an, reprezentând 14.5% din toate emisiile GES antropogenice. Prin urmare, acest sector va juca un rol cheie în reducerea emisiilor generale de GES.

Principalele GES eliberate de agricultură sunt metan (CH4) şi protoxid de azot (N2O), principala sursă de emisie a metanului fiind atribuită animalelor. Cea mai mare parte a metanului este emisă la eructaţia vitelor. Cantitatea de metan produsă pentru fiecare fermă este direct legată de consumul total de hrană al animalelor.

Ţările care au un sector agricol puternic, cum ar fi Noua Zeelandă, se confruntă cu obiective dificile de reducere a emisiilor agricole. De exemplu, guvernul Noii Zeelande a introdus politici menite să reducă emisiile de metan cu 24-50% înainte de 2050. În Noua Zeelandă, se estimează că producţia de metan de la animale cuprinde până la jumătate din totalul emisiilor GES ale ţării. Reducerea metanului este o componentă esenţială a atingerii obiectivelor de emisii GES şi reducerea efectelor încălzirii globale.

Eliberarea GES de către animale are, de asemenea, efecte adverse asupra productivităţii animalelor. Orice furaj care este convertit într-un compus care este ulterior expirat sau eliberat de animal este o sursă de energie care nu a fost convertită într-o utilizare productivă. În consecinţă, pentru eficienţă, este importantă optimizarea conversiei furajelor în productivitate animală sub formă de creştere în greutate sau producţia de lapte. Se menţionează următorul stadiu tehnic în contextul prezentei invenţii: WO 2020/245303 divulgă un bolus intraruminal cuprinzând un nutrient mineral dispersat într-o matrice erodabilă, unde nutrientul mineral este sub formă de chelat aminoacidic. EP2767289 divulgă un bolus care cuprinde un material de matrice şi una sau mai multe substanţe benefice din punct de vedere biologic conţinute în şi/sau pe matrice. WO2020/113279 se referă la procese de preparare a compoziţiilor de ulei de Asparagopsis, cuprinzând extragerea a cel puţin unui bioactiv dintr-o biomasă de Asparagopsis într-un ulei pentru formarea compoziţiilor. GB2353707 divulgă un bolus erodabil, dizolvabil sau compozit, acoperit parţial sau complet cu un material insolubil sau puţin solubil în apă, care în uz este îndepărtat treptat din bolus prin erodare de către reticulum şi conţinutul său. WO95/19763 divulgă un bolus constând dintr-un miez care conţine un liant, un agent de solubilizare, agentul benefic de eliberat şi, atunci când este necesar, un densificator. EP0164241 divulgă un dispozitiv de eliberare a medicamentelor având un miez polimeric biodegradabil hidrolizabil în care este dizolvat sau suspendat un medicament benefic la administrare în tractul digestiv al animalului rumegător.

Obiectul invenţiei

Un obiectiv al prezentei invenţii este prevederea unor dispozitive şi metode îmbunătăţite de furnizare a substanţelor la un animal, de ex. substanţe hidrofobe şi/sau inhibitori ai metanului.

Un obiectiv al invenţiei este prevederea unor dispozitive şi metode de reducere a emisiilor GES.

Un obiectiv al invenţiei este prevederea unor dispozitive şi metode de îmbunătăţire sau optimizare a productivităţii animalelor.

Alternativ, un obiectiv al invenţiei este prevederea unor dispozitive şi metode de îmbunătăţire a creşterilor productive ale animalelor de ex. prin reducerea producţiei metanului.

Un obiectiv al invenţiei este prevederea unei compoziţii de reducere a emisiei GES de către unul sau mai multe animale de ex. un animal rumegător.

Un obiectiv al invenţiei este prevederea unor dispozitive şi metode care pot elibera haloformi selectaţi din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora la diferite rate într-o perioadă de timp.

Alternativ, un obiectiv al invenţiei este prevederea unor metode de fabricare a dispozitivelor de furnizare a haloformilor selectaţi din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora la un animal de ex. pentru reducerea emisiei GES.

Alternativ, un obiectiv al invenţiei este eliminarea unora dintre dezavantajele din stadiul anterior.

Rezumatul invenţiei

Invenţia este definită în setul de revendicări ataşat.

Conform unui aspect al invenţiei, se prevede un bolus definit în revendicări configurat pentru administrare unui animal rumegător, unde bolusul este configurat să elibereze un haloform selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora la animal într-o perioadă de timp.

Conform unei aplicări a invenţiei, bolusul este configurat să elibereze o cantitate eficientă dintr-un haloform selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora.

Se divulgă în prezenta o metodă de reducere a emisiei de gaze (de preferinţă metan) de la un animal rumegător, metoda cuprinzând etapa de administrare la animalul rumegător a unui bolus cuprinzând cel puţin un agent inhibitor.

Conform unui alt aspect al invenţiei, se prevede o utilizare a unui inhibitor de metan şi a unui vehicul într-un bolus pentru reducerea producţiei de metan într-un animal rumegător.

Conform unui alt aspect al invenţiei, se prevede o utilizare a unui inhibitor de metan şi a unui vehicul într-un bolus pentru reducerea emisiei de metan de la un animal rumegător.

Se divulgă în prezenta o utilizare a unui haloform în prepararea unui bolus pentru reducerea emisiei unuia sau mai multor gaze de seră ("GES") de la un animal rumegător.

Într-o aplicare preferată, bolusul poate fi configurat pentru administrare la un rumegător, care poate include vite sau vaci de lapte, oi, capre, bivoli, căprioare, elani, girafe sau cămile.

Într-o aplicare, bolusul poate fi adaptat pentru a reduce eliberarea unuia sau mai multor gaze de seră ("GES") de la rumegător, inclusiv metan.

Într-o altă aplicare, bolusul poate fi un bolus cu eliberare lentă, configurat să elibereze respectivul cel puţin un agent inhibitor în animalul rumegător într-o perioadă de timp de ex. în rumenul animalului.

Într-un aspect, se prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, unde bolusul conţine:

un miez, unde miezul include cel puţin o substanţă care se va administra animalului rumegător în amestec cu un vehicul; şi

un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului;

unde bolusul este configurat să elibereze substanţa prin înveliş într-o perioadă de timp, unde inhibitorul de metan este un haloform, haloformul fiind selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora.

Într-o aplicare a bolusului din invenţie, învelişul este format din cel puţin un acid polilactic (PLA).

Într-o aplicare a bolusului din invenţie miezul cuprinde un amestec din cel puţin o ceară şi un haloform.

Inventatorii au descoperit în mod surprinzător că tehnologia descrisă în prezenta poate asigura mai multe beneficii. Aceste beneficii pot fi rezultatul interacţiunilor sinergice unice dintre diferitele aspecte ale tehnologiei. Prin urmare, tehnologia din prezenta invenţie este descrisă pe baza înţelegerii actuale de către inventatori a acestor interacţiuni. Se va înţelege că orice aspect descris în prezenta sau interacţiunea a două sau mai multe aspecte poate forma o invenţie distinctă.

În cadrul prezentei specificaţii se va face referire la termenul "substanţă" sau "substanţă administrată unui animal". În contextul bolusului din invenţie, aceasta se va înţelege ca însemnând un inhibitor de metan aşa cum este definit în revendicări.

Utilizarea unui inhibitor de metan poate oferi o serie de avantaje. De exemplu, un inhibitor de metan va reduce sau elimina producţia de metan de către rumegătoare, de ex. în rumen. Prin urmare, există mai puţin metan în rumen care ar putea fi emis de rumegătoare, reducând astfel în mod eficient emisiile GES.

În plus, reducerea producţiei de metan poate oferi beneficii în productivitatea animalelor. De exemplu, reducerea metanului asigură că o cantitate relativ mai mare de hrană ingerată este disponibilă pentru digestie şi conversie în proteină ​​(lapte sau carne). Astfel, fermierii pot îmbunătăţi eficienţa prin asigurarea unei productivităţi mai mari pentru un anumit volum de furaj sau prin reducerea furajelor în consecinţă.

Inhibitorul de metan este selectat din lista cuprinzând cloroform, bromoform, iodoform sau combinaţii ale acestora.

Într-o formă deosebit de preferată, haloformul poate fi bromoform (CHBr3). Utilizarea bromoformului poate oferi o serie de avantaje. De exemplu, are o eficienţă ridicată la o doză relativ mică, permiţând unui dispozitiv să furnizeze cantităţi suficiente de agent inhibitor într-o perioadă extinsă de timp. În plus, bromoformul are de asemenea o densitate relativ mare care se adaugă la greutatea totală a bolusului şi permite reţinerea bolusului în rumen, adică se scufundă în partea ventrală a rumenului în loc să plutească, ceea ce poate reduce regurgitaţia.

Totuşi, în ciuda acestor avantaje, inventatorii s-au confruntat cu numeroase provocări şi probleme în dezvoltarea unui bolus pentru eliberarea controlată a unui haloform, în special bromoform, la un rumegător.

Bolusul din invenţie cuprinde un miez.

Miezul include agentul inhibitor de metan amestecat cu un vehicul.

În unele aplicări, vehiculul poate avea o structură care susţine sau facilitează afinitatea pentru vehicul de către agentul inhibitor. De exemplu, vehiculul poate avea grupe funcţionale polare.

În unele aplicări, vehiculul poate fi o substanţă relativ polară, de ex. are un % g/g relativ mare de grupe funcţionale polare. Inventatorii au descoperit în mod surprinzător că vehiculul şi agentul inhibitor pot interacţiona unul cu celălalt, iar interacţiunea poate afecta viteza de

eliberare a agentului inhibitor din bolus. Acest lucru va reieşi mai clar din următoarea descriere.

Exemplele de grupe funcţionale adecvate pentru vehicul sunt esteri, acizi graşi, alcooli graşi, carbonili şi amine grase. Fără a se limita la un mecanism specific, inventatorii cred că agenţii inhibitori pot interacţiona cu grupele funcţionale polare din ceară, posibil prin crearea legăturilor de hidrogen. Cantitatea de grupe funcţionale polare prezente în vehicul va afecta afinitatea vehiculului şi a agentului de inhibare unul pentru celălalt.

Inventatorii au descoperit că poate fi adecvată o gamă de substanţe pentru utilizare ca vehicul în prezenta invenţie. De exemplu, vehiculul poate fi selectat din lista cuprinzând ceruri, acid miristic, acid stearic, alcool stearil, alcool cetilic, alcool cetostearilic sau o combinaţie a acestora.

Într-o aplicare deosebit de preferată, vehiculul poate fi o substanţă ceroasă. De exemplu, vehiculul poate fi selectat din lista cuprinzând ceară de albine, parafină, PEG4000, Carnauba, ulei de ricin hidrogenat, Candellila, Jojoba sau lanolină sau o combinaţie a acestora.

Într-o aplicare deosebit de preferată, vehiculul poate conţine parafină şi ulei de ricin hidrogenat.

Într-o aplicare deosebit de preferată, vehiculul poate conţine parafină şi ulei de ricin hidrogenat într-un raport de circa 50:50 (părţi de greutate).

Într-o altă aplicare, vehiculul poate conţine un amestec de două sau mai multe componente. De exemplu, vehiculul poate conţine un amestec din cel puţin o substanţă relativ polară cu o substanţă relativ nepolară. De exemplu, în unele forme, vehiculul poate include un amestec de parafină (un amestec de alcani fără grupe funcţionale polare) şi ulei de ricin hidrogenat şi/sau ceară de carnauba (având o cantitate relativ mare de grupe funcţionale polare). Prin urmare, polaritatea totală a vehiculului poate fi ajustată pentru a obţine afinitatea dorită pentru agentul inhibitor. Aceasta se poate folosi pentru a obţine o viteză de eliberare dorită a agentului inhibitor.

Pe lângă cele de mai sus, se pot utiliza ca vehicule şi vehicule solide, cum ar fi cărbune activ sub formă de pulbere, zeolit ​​sau bentonit. În consecinţă, discuţia din prezenta nu se va interpreta ca limitând domeniul de aplicare al prezentei invenţii.

Într-o altă aplicare, vehiculul poate include de asemenea una sau mai multe componente suplimentare. De exemplu, pot fi încorporate componente suplimentare, cum ar fi zinc sau oxid de zinc. De preferinţă, în vehicul poate fi cuprinsă o bucată de metal (de preferinţă oţel). Componentele suplimentare pot fi utilizate pentru a obţine o densitate dorită pentru miez şi/sau bolus.

Se va înţelege de asemenea că pot fi adăugate componente suplimentare într-o cavitate a bolusului separate de vehicul şi nu amestecate cu acesta. Acest lucru poate fi deosebit de benefic pentru a forma un miez având un profil de eliberare dorit, unde densitatea bolusului poate fi ajustată la o cantitate dorită prin includerea componentelor suplimentare.

Alţi aditivi adecvaţi pentru încorporare în vehicul pot include de asemenea dioxid de siliciu coloidal, cărbune, bentonit şi zeolit.

Alte aspecte ale vehiculului şi efectul acestuia asupra eliberării agentului inhibitor din bolus, împreună cu interacţiunea vehiculului şi a învelişului, vor reieşi mai clar din descrierea următoare.

Într-o aplicare preferată, vehiculul poate avea un punct de topire în mare măsură între 50-90°C.

Într-o aplicare deosebit de preferată, vehiculul are un punct de topire mai mic decât punctul de fierbere al agentului inhibitor. Acest lucru poate fi util deoarece vehiculul poate fi topit şi amestecat cu agentul inhibitor fără pierdere substanţială de agent inhibitor din cauza evaporării.

Într-o aplicare preferată, miezul poate avea un punct de topire mai mare de 37°C.

Într-o aplicare deosebit de preferată, miezul poate avea un punct de topire mai mare de 40°C.

Punctul de topire al miezului poate fi benefic pentru funcţia prezentei tehnologii în mai

multe moduri. De exemplu, un punct de topire peste 37°C, mai preferabil 40°C, poate ajuta vehiculul la stabilizarea agentului inhibitor când bolusul este în rumen. Acest lucru ar putea fi benefic pentru controlul eliberării agentului inhibitor, de ex. deplasarea agentului inhibitor prin materialul care formează învelişul.

Într-o aplicare, bolusul poate fi adaptat să atingă o rată de eliberare maximă de aproximativ 0.05 g până la 2 g de bromoform pe zi în rumen.

Într-o aplicare, bolusul poate fi adaptat să elibereze bromoform într-o cantitate între 0.02 g şi 0.5 g pe zi în rumen.

Într-o aplicare deosebit de preferată, bolusul poate fi adaptat să atingă o rată de eliberare maximă de aproximativ 0.1 până la 0.5 g de bromoform pe zi în rumen.

Într-o aplicare preferată, bolusul este configurat să elibereze bromoform în cantitate între 0.02 g şi 0.3 g pe zi în rumen.

Într-o aplicare a invenţiei, miezul bolusului poate conţine haloformul, de preferinţă bromoform, într-o cantitate de 30% (din greutate) până la 80% (din greutate), de preferinţă într-o cantitate de 55% (din greutate) până la 75% (din greutate), mai preferabil într-o cantitate de 50% (din greutate).

Într-o aplicare deosebit de preferată, miezul cuprinde haloformul, de preferinţă bromoform, într-o concentraţie de cel mult 55% (din greutate).

Inventatorii au descoperit că viteza de eliberare a agentului inhibitor în rumen creşte în timp. Acesta poate fi rezultatul mai multor factori. Prin urmare, rata de eliberare începe de la zero la administrarea la animalul şi creşte până la un maxim. Totuşi, cele de mai sus nu trebuie privite ca limitative, fiind avute în vedere şi alte rate de eliberare în scopul prezentei invenţii.

Bolusul din invenţie include un înveliş.

În cadrul prezentei specificaţii, referirea la termenul "înveliş" ar trebui înţeleasă ca însemnând o structură care poate primi şi susţine un miez care conţine cel puţin un agent inhibitor.

În aplicări preferate, învelişul cuprinde o carcasă având o cavitate în care este amplasat un miez.

Se va înţelege însă de asemenea că acest înveliş poate lua alte forme. De exemplu, învelişul poate include două sau mai multe cavităţi care pot primi şi susţine fiecare un miez separat.

Într-o aplicare, învelişul poate include un capăt deschis.

Bolusul poate fi utilizat cu un capăt deschis, de ex. administrat unui animal cu capătul deschis. În aceste aplicări, capătul deschis asigură o deschizătură pentru a expune conţinutul miezului la fluidele din rumen.

Într-o altă aplicare preferată, învelişul poate acoperi şi înconjura complet miezul, de ex. are o cavitate etanşă în care se află miezul.

De exemplu, bolusul poate include un înveliş cu o cavitate în care poate fi amplasată cel puţin o porţiune a miezului şi un capăt deschis pentru a facilita introducerea miezului în cavitate. Se poate folosi un capac pentru a acoperi capătul deschis.

Capacul poate fi format separat de înveliş şi prins de acesta detaşabil sau permanent. Alternativ, capacul poate fi format integral cu învelişul.

Într-o altă aplicare, învelişul poate fi prevăzut în cel puţin două părţi, fiecare dintre ele având o cavitate pentru a primi câte o porţiune a miezului. Împreună, aceste cel puţin două părţi înconjoară complet miezul şi definesc o cavitate închisă şi etanşată în care se află miezul.

În alte aplicări, învelişul poate fi format în jurul miezului de ex. prin turnare. Alternativ, învelişul şi capacul pot defini împreună o cavitate în mare măsură închisă şi etanşată în care este amplasat miezul.

Inventatorii cred că prevederea unei cavităţi în mare măsură sau complet închise şi etanşate este preferată deoarece poate ajuta la obţinerea unei eliberări controlate dorite a agentului inhibitor din bolusul din prezenta invenţie. De exemplu, într-o astfel de aplicare, agentul inhibitor poate trece prin materialul care formează învelişul, de ex. prin difuzie în masă.

În unele aplicări, învelişul poate fi configurat să aibă suficientă integritate structurală pentru a rămâne intact o perioadă de timp predeterminată.

Într-o aplicare preferată, învelişul poate fi configurat să se degradeze într-o perioadă de timp predeterminată.

În cadrul prezentei specificaţii, referirea la termenul "perioadă de timp predeterminată" se va înţelege ca însemnând perioada de timp în care agentul inhibitor se va elibera în animal.

Într-o aplicare deosebit de preferată, perioada de timp predeterminată poate fi cel puţin două luni, de preferinţă şase luni, mai preferabil 12 luni.

Inventatorii au descoperit în mod surprinzător că respectivele învelişuri din prezenta invenţie pot ajuta la eliberarea controlată a agentului inhibitor. De exemplu, învelişul poate rezista la condiţiile din rumen pe perioada de timp predeterminată. În acest timp, învelişul protejează miezul de fluidul din rumen, dar poate facilita sau contribui la eliberarea controlată a agentului inhibitor. Cu toate acestea, proiectarea învelişului poate permite dezintegrarea sau degradarea învelişului pe perioada de timp predeterminată. Acest lucru poate contribui la atenuarea efectelor adverse ale administrării dispozitivului la un animal şi ar putea, de asemenea, să asigure că un animal poate fi tratat cu bolusuri multiple, de ex. un al doilea bolus se administrează la sau spre sau după sfârşitul perioadei de timp predeterminate.

În unele aplicări ale invenţiei, grosimea învelişului poate fi selectată astfel încât să contribuie la rata de eliberare a agentului inhibitor. De exemplu, inventatorii au identificat că grosimea învelişului poate afecta rata de eliberare a agentului inhibitor din bolus. În aceste aplicări, un înveliş relativ mai gros va avea o rată de eliberare relativ mai lentă decât un înveliş relativ mai subţire.

Într-o aplicare preferată, învelişul poate avea o grosime de cel puţin 1mm.

Într-o altă aplicare preferată, învelişul poate avea o grosime mai mică de 3 mm.

Într-o altă aplicare preferată, învelişul poate avea o grosime între 1.5 şi 2 mm sau între 0.5 şi 2 mm.

Într-o aplicare deosebit de preferată, învelişul are o grosime de 1 mm.

Grosimea învelişului poate fi deosebit de importantă pentru a obţine o eliberare controlată dorită pentru agentul inhibitor în aplicări precum cele în care miezul este încapsulat în întregime de înveliş. Acest lucru va reieşi mai clar din următoarea discuţie.

Într-o aplicare, dimensiunile cavităţii pot varia pe lungimea învelişului.

Într-o aplicare preferată, cavitatea include cel puţin două regiuni care au o secţiune transversală diferită între ele, de ex. o primă regiune având o primă suprafaţă în secţiune transversală şi o a doua regiune având o a doua suprafaţă în secţiune transversală.

Într-o aplicare deosebit de preferată, prima regiune are o suprafaţă în secţiune transversală relativ mai mică şi a doua regiune are o suprafaţă în secţiune transversală relativ mai mare.

Într-o altă aplicare preferată, prima regiune poate fi situat mai aproape de capătul deschis decât a doua regiune.

O cavitate cu regiuni având suprafeţe în secţiune transversală diferite poate facilita o eliberare mai controlată a agentului inhibitor pentru a răspunde mai bine cerinţelor unui animal. De exemplu, o suprafaţă în secţiune transversală relativ mai mică poate fi prevăzută mai aproape de capătul deschis pentru a furniza o doză relativ mai mică de agent inhibitor, în timp ce suprafaţa în secţiune transversală relativ mai mare poate fi prevăzută mai aproape de capătul distal; aceasta poate fi utilă când doza de agent inhibitor trebuie să crească în timp de ex. ca urmare a creşterii animalului.

De asemenea, se va înţelege că poate fi prevăzută şi configuraţia inversă, de ex. suprafaţa în secţiune transversală relativ mai mare este prevăzută mai aproape de capătul deschis şi suprafaţa în secţiune transversală relativ mai mică poate fi prevăzută mai aproape de capătul distal. Această configuraţie poate fi utilă atunci când se doreşte o doză iniţial mai mare de agent inhibitor, urmată de o doză mai mică la un moment ulterior. De exemplu, această configuraţie poate fi utilizată atunci când un animal are o cerere mare de agent inhibitor, de ex. în perioadele de consum de hrană şi cerinţe energetice relativ ridicate, cum ar fi în timpul lactaţiei, dar care sunt urmate de o perioadă de aport de hrană relativ scăzut, de ex. în timpul perioadei de repaus mamar.

În plus, se va înţelege că suprafaţa în secţiune transversală a cavităţii poate creşte treptat şi continuu de la prima regiune la a doua regiune, de ex. nu există o "treaptă" definită între prima regiune şi a doua regiune.

În alte aplicări, învelişul poate include o a treia regiune având o a treia suprafaţă în secţiune transversală. Aceasta poate fi utilizată suplimentar pentru a controla doza de agent inhibitor la animal. În consecinţă, cele de mai sus nu se vor interpreta ca limitând domeniul de aplicare al tehnologiei din prezenta.

Într-o aplicare, grosimea unui perete al învelişului poate varia pe lungimea învelişului. Într-o astfel de aplicare, grosimea peretelui la sau spre un capăt al învelişului poate fi mai mare decât la capătul distal. De exemplu, grosimea peretelui la sau spre capătul deschis poate fi mai mică decât cea a capătului distal.

Această configuraţie poate fi deosebit de benefică pentru a ajuta la controlul eliberării agentului inhibitor în timp. De exemplu, pereţii relativ mai subţiri se vor degrada relativ mai repede decât pereţii relativ mai groşi. Această structură poate fi utilizată pentru a controla rata de degradare a învelişului pe lungimea sa. De exemplu, poate fi utilizată pentru a asigura că capătul deschis este singurul loc în care fluidele din rumen pot intra în contact cu miezul şi îl pot eroda.

În aplicări preferate, învelişul poate fi realizat dintr-un material prin care agentul inhibitor poate migra în uz de ex. printr-un proces de difuzie în masă.

Într-o aplicare preferată, învelişul poate fi realizat din cel puţin un material plastic. De exemplu, învelişul poate fi realizat dintr-un plastic degradabil sau un material care se degradează în timp în rumen.

Într-o aplicare deosebit de preferată, învelişul poate fi realizat dintr-un material selectat din lista cuprinzând unul sau mai mulţi dintre acid poli lactic (PLA), acid poli glicolic (PGA), acid poli lactic glicolic (PLGA), polipropilenă, policaprolactona (PCL), acid poli(d-lactic) (PDLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT), polimer SLA, ABS sau o combinaţie a acestora. Într-o aplicare deosebit de preferată, învelişul cuprinde PLA şi PBS.

Materialul pentru înveliş poate cuprinde PLA, PBAT şi/sau PBS în diferite raporturi, aşa cum se indică în exemplele 1 - 7 în tabelul de mai jos (% din greutate):

PLA (% g) PBS PBS (% g) PBAT (% g) 1 100 2 70 30 3 40 60 4 20 80 5 70 30 6 40 60 7 20 80

Într-o aplicare deosebit de preferată, materialul pentru înveliş cuprinde PLA şi PBS într-un raport de greutate de la 100:0 la 40:60 PLA:PBS.

Într-o aplicare deosebit de preferată, învelişul cuprinde PLA şi PBS într-un raport de greutate de la 100:0 la 40:60 PLA:PBS, unde învelişul are o grosime între 0,4 şi 1,5 mm.

Într-o altă aplicare, miezul bolusului din invenţie este acoperit de mai multe învelişuri dispuse concentric (de ex. similar unei cepe). Aceste învelişuri multiple (de ex. 2 sau 3 sau chiar mai multe învelişuri) au avantajul că bolusul se va degrada (de ex. prin abraziune) în rumen mai puţin rapid. În consecinţă, haloformul din miez va dura mai mult în rumen şi producţia de metan este redusă un timp mai îndelungat. În aplicările cuprinzând mai multe învelişuri, materialul şi grosimea învelişurilor pot fi aşa cum s-a descris în prezenta pentru alte aplicări. În aplicări preferate, un bolus din invenţie cuprinde cel puţin două straturi de înveliş, un înveliş exterior şi un înveliş interior, materialul fiecărui înveliş cuprinzând un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora.

În plus, învelişul poate fi realizat de asemenea dintr-un material nebiodegradabil, cum ar fi EVA, siliconi, acrilaţi etc. Prin urmare, discuţia din prezenta nu se va considera ca limitând domeniul de aplicare al prezentei invenţii.

În plus, materialul din care este realizat învelişul poate include unul sau mai mulţi alţi compuşi de ex. plastifianţi, agenţi de întărire, coloranţi etc.

Totuşi, în aplicări alternative, învelişul poate fi realizat din unul sau mai multe materiale neadsorbante, adică un material în care sau prin care agentul inhibitor nu migrează. Utilizarea unui material neabsorbant pentru înveliş poate ajuta la controlul vitezei de eliberare a agentului inhibitor în anumite aplicări, cum ar fi un bolus cu capăt deschis. De exemplu, în aceste aplicări, concentraţia agentului inhibitor în miez nu este scăzută prin absorbţie în materialul învelişului.

În unele aplicări, bolusul poate include un strat protector. În aceste aplicări, stratul protector poate fi poziţionat între cel puţin o porţiune a miezului şi înveliş. De exemplu, stratul protector poate minimiza sau preveni complet contactul dintre porţiunea miezului şi înveliş. Acest lucru poate fi util pentru a preveni dizolvarea agentului inhibitor (sau a altor compuşi) pentru a controla mai bine eliberarea agentului inhibitor şi pentru a îmbunătăţi stabilitatea dispozitivului. Acest lucru ar putea fi deosebit de util în cazul în care agentul inhibitor are o solubilitate ridicată în materialul din care este realizat învelişul.

Alternativ, într-o aplicare în care stratul protector este prevăzut numai între o porţiune a miezului şi înveliş, acesta poate reduce, dar nu previne complet, migrarea agentului inhibitor în înveliş. Stratul protector reduce suprafaţa de contact dintre miez şi înveliş şi, prin urmare, poate reduce viteza de eliberare a agentului inhibitor comparativ cu ​​cazul în care stratul de barieră nu este prevăzut.

Alternativ, bolusul poate să nu includă un strat protector. Această configuraţie poate fi utilă atunci când agentul inhibitor are o solubilitate relativ scăzută în materialul din care este construit învelişul. De asemenea, poate fi utilă când compoziţia învelişului şi/sau vehiculului sunt selectate pentru a controla viteza de eliberare, de ex. viteza de difuzie a agentului inhibitor prin înveliş.

Într-o altă aplicare, bolusul poate fi adaptat pentru a avea viteze de dizolvare a miezului şi învelişului care asigură o dizolvare în mare măsură uniformă a ambelor componente în rumen în timp.

Într-o aplicare, cavitatea din înveliş poate forma un rezervor configurat să primească o cantitate de agent inhibitor. De exemplu, rezervorul poate fi o cavitate închisă în înveliş care poate primi şi reţine cantitatea de agent inhibitor.

Într-o aplicare, bolusul poate include un mecanism de distribuire.

Într-o aplicare, vehiculul poate avea o afinitate relativ mai mare pentru agentul inhibitor comparativ cu afinitatea corpului pentru agentul inhibitor. Aşa cum se discută în altă parte în prezentul document, aceasta se poate obţine prin polaritatea relativă a substanţelor care formează vehiculul şi compatibilitatea adecvată a acestor materiale cu agentul inhibitor.

Într-o altă aplicare, învelişul poate fi format dintr-o substanţă având o duritate Shore D de cel puţin 40. Într-o astfel de aplicare, se crede că un înveliş cu o duritate Shore D mai mică, de 40, are ca rezultat un bolus prea moale, ceea ce ar putea împiedica administrarea bolusului la un animal sau altfel ar fi deteriorat sau degradat prematur înaintea administrării întregii cantităţi de agent inhibitor.

Într-o altă aplicare, învelişul poate fi format dintr-o substanţă având o duritate Shore D mai mică de 80.

Într-o altă aplicare, învelişul poate fi configurat să faciliteze eliberarea controlată a

agentului inhibitor din miez. Fără limitare la un mecanism specific, inventatorii cred că agentul inhibitor poate fi eliberat prin înveliş prin mecanismul de difuzie în masă.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un haloform definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus definit în revendicări pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau întregul miez;

unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde învelişul cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde învelişul are o grosime a stratului între 0,4 şi 1.5 mm.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde învelişul cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora; şi unde învelişul are o grosime a stratului între 0,4 şi 1.5 mm.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde învelişul cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora; şi unde învelişul are o grosime a stratului mai mică de 2 mm.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau întregul miez;

unde bolusul este configurat să elibereze haloformul;

şi unde miezul mai cuprinde cel puţin o bucată de metal (cum ar fi pelete metalice şi/sau o tijă de metal), de preferinţă metalul fiind oţel sau zinc. Avantajul acestei aplicări este că densitatea bolusului creşte şi este mai puţin probabil ca bolusul să fie regurgitat de animal. De preferinţă bolusul din invenţie mai cuprinde un densificator şi de preferinţă densificatorul cuprinde cel puţin o bucată de metal, de preferinţă densificatorul este prevăzut în miez.

Într-o altă aplicare, invenţia prevede un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde bolusul este configurat să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde învelişul cuprinde acid polilactic (PLA); şi unde învelişul are de preferinţă o grosime a stratului mai mică de 2 mm. Într-un alt aspect, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform); şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform); şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde miezul mai cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde stratul de acoperire cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde stratul de acoperire are o grosime a stratului între 0,4 şi 1.5 mm.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde stratul de acoperire cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora; şi unde stratul de acoperire are o grosime a stratului între 0,4 şi 1.5 mm.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă cel puţin o porţiune a miezului sau de preferinţă întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde stratul de acoperire cuprinde un polimer biodegradabil şi de preferinţă un polimer biodegradabil selectat din grupul constând din acid polilactic (PLA), polibutilen succinat (PBS), polibutilen adipat tereftalat (PBAT) şi combinaţii ale acestora; şi unde stratul de acoperire are o grosime a stratului mai mică de 2 mm.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă miezul; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde miezul mai cuprinde cel puţin o bucată de metal (cum ar fi pelete metalice şi/sau o tijă de metal), de preferinţă metalul fiind oţel sau zinc. Un avantaj al acestei aplicări este că densitatea formei de dozaj cu eliberare întârziată creşte şi este mai puţin probabil ca forma de dozaj cu eliberare întârziată să fie regurgitată de animal.

Într-o altă aplicare, bolusul din invenţie este o formă de dozaj cu eliberare întârziată pentru administrare unui animal rumegător, unde forma de dozaj cu eliberare întârziată cuprinde: un miez, unde miezul cuprinde un inhibitor de metan definit în revendicări (de preferinţă bromoform) amestecat cu un vehicul; şi un strat de acoperire care acoperă o porţiune a miezului sau întregul miez; unde forma de dozaj cu eliberare întârziată este configurată să elibereze haloformul; şi unde vehiculul cuprinde ceară, de preferinţă ulei de ricin hidrogenat, parafină sau un amestec al acestora; şi unde stratul de acoperire cuprinde acid polilactic (PLA); şi unde stratul de acoperire are de preferinţă o grosime a stratului mai mică de 2 mm. Experimentele au arătat că grosimea stratului mai mică de 2 mm este preferabilă fiindcă această grosime lasă haloformul să pătrundă din materialul miezului spre exterior la o viteză optimă.

Într-o formă de dozaj cu eliberare întârziată sau un bolus din invenţie, de preferinţă mai puţin de 50% din haloformul conţinut în miez este eliberat într-o perioadă de trei luni. Într-o aplicare preferată a formei de dozaj cu eliberare întârziată sau a unui bolus din invenţie, miezul cuprinde cel puţin 100 grame de haloform. Miezul bolusului sau formei de dozaj cu eliberare întârziată din invenţie conţine de preferinţă între 30% g şi 70% g haloform (de preferinţă bromoform).

Se înţelege că eliberarea controlată a agentului inhibitor prin înveliş poate fi influenţată de mai mulţi factori. De exemplu, afinitatea agentului inhibitor pentru vehicul poate avea un rol în difuzia agentului inhibitor prin înveliş. Se înţelege că vehiculele mai polare sau vehiculele care conţin un grad ridicat de grupe funcţionale polare va avea o afinitate mai mare cu agentul inhibitor decât vehiculele mai puţin polare sau vehiculele cu un grad mai scăzut de grupe funcţionale.

Afinitatea relativă a materialelor care formează învelişul şi miezul pentru agentul inhibitor poate afecta de asemenea eliberarea controlată a agentului inhibitor din miez. De exemplu, un înveliş cu o afinitate relativ mai mică pentru agentul inhibitor comparativ cu afinitatea vehiculului pentru agentul inhibitor ar putea fi un factor în controlul ratei de eliberare a agentului inhibitor din miez. Aceste aspecte ale invenţiei vor reieşi mai clar din descrierea din

prezenta.

În cadrul prezentei specificaţii, referirea la termenul "mecanism de eliberare" se va înţelege ca însemnând o configuraţie de eliberare a unei cantităţi predeterminate de agent inhibitor în timp. De exemplu, mecanismul de eliberare poate cuprinde o configuraţie cu supapă care poate elibera o cantitate de agent inhibitor printr-o ieşire. Alternativ, mecanismul de eliberare poate fi un mecanism tip seringă având un piston şi un dispozitiv de acţionare; în timp, dispozitivul de acţionare deplasează pistonul în rezervor pentru a evacua agentul inhibitor din rezervor.

Alte aplicări vor fi evidente specialiştilor în domeniu la lecturarea următoarei descrieri care prezintă cel puţin un exemplu al unei aplicări practice a invenţiei.

Scurtă descriere a desenelor

Se vor descrie mai jos exclusiv exemplificativ şi nelimitativ una sau mai multe aplicări ale invenţiei în legătură cu desenele următoare, în care:

Figura 1A este o vedere frontală a unui bolus conform unui aspect al invenţiei.

Figura 1B este o vedere în secţiune transversală în perspectivă a bolusului din Figura 1A.

Figura 2A este o vedere frontală a unei aplicări alternative a unui bolus conform unui alt aspect al invenţiei.

Figura 2B este o vedere în secţiune transversală în perspectivă a bolusului din Figura 2A.

Figura 3A este o vedere frontală a unei aplicări alternative a unui bolus conform unui alt aspect al invenţiei.

Figura 3B este o vedere în secţiune transversală în perspectivă a bolusului din Figura 3A.

Figura 4A este o vedere frontală a unei aplicări alternative a unui bolus conform unui alt aspect al invenţiei.

Figura 4B este o vedere în secţiune transversală în perspectivă a bolusului din Figura 4A.

Figura 5 este o vedere frontală a unei aplicări alternative a unui bolus conform unui alt aspect al invenţiei.

Figura 6A este o vedere frontală în secţiune transversală a unei aplicări alternative a unui bolus conform unui alt aspect al invenţiei.

Figura 6B este o vedere în secţiune transversală în perspectivă a bolusului din Figura 6A.

Figura 7 este o schemă de flux care indică etape reprezentative într-o metodă de preparare a unui bolus conform unui aspect al invenţiei.

Figura 8 este un grafic care indică difuzia/viteza de eliberare zilnică a bromoformului din bolus în mediu.

Figura 9 este un grafic care indică variabilitatea rezultatelor difuziei.

Figura 10 este un grafic indicând concentraţia bromoformului într-un mediu de difuzie în timp.

Figura 11 este un grafic care indică masa bromoformului eliberat (%) în timp.

Figura 12 este un grafic care indică vitezele de eliberare a bromoformului din diferite vehicule în tuburi falcon deschise la capăt.

Figura 13A este un grafic care indică viteza de eliberare a bromoformului din parafină ca vehicul.

Figura 13B este un grafic care indică viteza de eliberare a bromoformului din ceară de carnauba ca vehicul.

Figura 13C este un grafic care indică viteza de eliberare a bromoformului din ceară de albine ca vehicul.

Figura 14 este un grafic care indică viteza de eliberare medie a bromoformului dintr-un bolus rigidizat conform unei aplicări a prezentei invenţii.

Figura 15A este o vedere laterală care indică o proiectare a unui bolus rigidizat conform unei aplicări alternative a prezentei invenţii.

Figura 15B este o vedere laterală în secţiune transversală a unei proiectări a unui bolus rigidizat

conform unei aplicări alternative a prezentei invenţii.

Figura 15C este o vedere laterală în secţiune transversală a unei proiectări a unui bolus rigidizat conform unei aplicări alternative a prezentei invenţii.

Figura 15D este o vedere în secţiune transversală a structurii interne a unei proiectări a unui bolus rigidizat conform unei aplicări alternative a prezentei invenţii.

Figura 16A reprezintă contracţia specimenului de tracţiune din turnarea prin injecţie.

Figura 16B indică bromoformul absorbit vs compoziţia bromoformului în ceară de albine pentru compoziţii diferite ale PLA amestecat cu PBS şi PBAT.

Figura 16C indică bromoformul absorbit vs compoziţia bromoformului în ceară de albine pentru PLA imprimat 3D şi 2003D PLA turnat prin injecţie.

Figura 16D indică rata de absorbţie a bromoformului vs compoziţia bromoformului în ceară de albine pentru compoziţii diferite ale PLA amestecat cu PBS şi PBAT.

Figura 16E indică rata de absorbţie a bromoformului vs compoziţia PLA în ceară de albine cu diferite concentraţii ale bromoformului.

Figura 17 indică analiza de duritate a amestecurilor PLA înainte şi după expunere la bromoform.

Figura 18A indică eliberarea bromoformului din bolusuri cu grosime de 1 mm încărcate cu bromoform 67% (din greutate) (albastru) şi 55% (din greutate) (portocaliu).

Figura 18B indică eliberarea cumulativă a bromoformului din bolusuri.

Figura 18C indică graficul cumulativ la 7, 8 şi 9 zile pentru bolus de 57-1 mm.

Figura 18D indică viteza de eliberare din diferite bolusuri.

Termenul "bromet" folosit în figuri se referă la un bolus care conţine bromoform.

Scurtă descriere a aplicărilor preferate ale invenţiei

Prezenta invenţie se referă la un bolus pentru furnizarea unui inhibitor de metan selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora. Prezenta invenţie este exemplificată în legătură cu o aplicare preferată. Aceasta nu se va interpreta însă ca limitând domeniul de aplicare al invenţiei. Un specialist în domeniu va înţelege modul de aplicare a specificaţiilor din prezenta la dispozitive de furnizare a altor substanţe la animale.

În legătură mai întâi cu Figurile 1A şi 1B, se prevede un bolus (100). Bolusul (100) este configurat să reducă sau să elimine eliberarea unuia sau mai multor gaze de seră ("GES") de la un animal rumegător. De exemplu, bolusul (100) poate reduce sau elimina producţia GES de către animalul rumegător, reducând astfel gazele eliberate de animal.

În plus sau alternativ, bolusul (100) poate îmbunătăţi productivitatea animalelor prin prevenirea conversiei hranei în unul sau mai multe GES de la un animal rumegător.

Bolusul (100) include un miez (110) şi un înveliş (120).

În unele aplicări, bolusul (100) include şi un strat protector (130). Stratul protector (130) este configurat să separe miezul (110) de înveliş (120).

Învelişul (120) este în general cilindric şi are un capăt deschis indicat în general ca (60) şi un capăt închis, rotunjit (170). Capătul deschis (160) poate permite contactul fluidelor din rumenul animalului rumegător cu miezul (110).

Alte aspecte ale bolusului (100) vor reieşi mai clar din discuţia următoare.

Miez

Miezul (110) include cel puţin un agent inhibitor, care poate fi opţional amestecat cu un vehicul adecvat. Vehiculele preferate în mod special includ PEG4000, PEG400, ceruri naturale şi sintetice, acizi graşi, alcooli graşi, amine grase, fosfolipide-lecitină şi adsorbanţi şi combinaţii ale acestora.

Cerurile adecvate includ ceară de albine, parafină, ulei de ricin hidrogenat, ceară de carnauba, ceară Candellila, ceară Jojoba şi lanolină.

În plus, se pot amesteca în mod adecvat cu agentul inhibitor minerale precum zeolit, bentonit, caolin, cărbune activat sau o combinaţie a acestora. este posibilă de asemenea includerea altor compuşi cum ar fi zinc (i.e. în formă pulverulentă) sau oxid de zinc.

Alternativ, miezul (110) poate include o formă concentrată (în mare măsură pură) a agentului inhibitor.

Agentul inhibitor este un agent inhibitor de metan selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora. Formele preferate în mod special includ bromoform (CHBr3) - aşa cum se discută detaliat mai jos.

Specialiştii în domeniu vor înţelege că se pot selecta sau folosi alte vehicule în funcţie de aplicaţie. Se are în vedere că anumite vehicule pot fi selectate pentru a asigura un profil de eliberare dorit pentru agentul inhibitor sau, alternativ, pentru a asigura proprietăţile fizice dorite ale materialului miezului - densitate sau volum etc.

În aplicări preferate, vehiculul folosit în prezenta invenţie este o substanţă ceroasă naturală, cu un punct de topire preferat între 50-90°C, mai preferabil 60-80°C.

Inventatorii au descoperit că un vehicul cu acest interval al punctului de topire a permis topirea vehiculului şi amestecarea cu agentul inhibitor, formând un miez omogen (110) şi ulterior solidificarea la temperatura camerei.

Un vehicul preferat în mod special este un amestec conţinând ulei de ricin hidrogenat cu una sau mai multe dintre parafină, ceară de albine şi ceară de carnauba. De preferinţă, vehiculul este un amestec conţinând ulei de ricin hidrogenat şi parafină.

Se va înţelege că raportul dintre vehicul şi agentul inhibitor poate fi selectat pentru a optimiza funcţia bolusului (100) de ex. conform profilului de eliberare dorit pentru agentul inhibitor.

După formare, miezul (cuprinzând vehicul şi agent inhibitor) are de preferinţă un punct de topire de cel puţin 45°C. Acest punct de topire minim va ajuta să se asigure că miezul (110) nu se topeşte la administrarea bolusului (100) la animalul rumegător. În plus, va ajuta să se asigure că este improbabil ca bolusul (100) să se topească la expunerea accidentală la temperaturi ridicate, de ex. temperaturi care pot fi întâlnite în mod rezonabil în timpul transportului şi/sau depozitării.

Se va înţelege că intervalul punctelor de topire pentru miez (110) poate fi adaptat variind raportul dintre agentul inhibitor şi vehiculul care formează miezul (110).

Un raport preferat dintre agentul inhibitor şi vehicul poate include în mare măsură 80:20% g/g până la în mare măsură 50:50% g/g sau de preferinţă în mare măsură 70:30% g/g până la în mare măsură 60:40 w/w % sau, mai preferabil, în mare măsură 66:33% g/g.

Agent inhibitor

Agentul inhibitor este unul sau mai mulţi compuşi de inhibare a metanului selectaţi din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora.

Inhibitorii de metan sunt selectaţi din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora.

Inventatorii au descoperit în mod surprinzător că bromoformul este deosebit de bine adecvat pentru utilizare într-un bolus (100) conform prezentei invenţii. Prin urmare se va face referire în prezenta la agentul inhibitor ca bromoform. Totuşi, acesta nu va fi interpretat ca limitând domeniul de aplicare al prezentei invenţii, fiind posibile şi alternative care fac parte din domeniul de aplicare al prezentei invenţii.

Bromoformul este reactiv şi are un timp de înjumătăţire scurt la animale (0.8 ore la şobolani, 1.2 ore la şoareci, Dep. de Sănătate SUA, 2003). Este lichid la temperatura camerei şi este mai dens decât apa. Testele anterioare au demonstrat că nu există reziduuri în carnea şi ţesutul tăuraşilor sacrificaţi după o perioadă de 48 de ore (Kinley et al. Mitigating the carbon footprint and improving productivity of ruminant livestock agriculture using a red seaweed, Journal of Cleaner Production 259 (2020) 120836) şi nu există o creştere semnificativă a nivelului de lapte (Roque et al. Inclusion of Asparagopsis armata in lactating dairy cows' diet reduces enteric metan emission by over 50 percent; Journal of Cleaner Production 234 (2019) 132-138).

Bromoformul are o eficienţă relativ mare de ex. efect per doză administrată. Acest lucru permite furnizarea unor cantităţi suficiente într-un miez (110) pentru prepararea unui bolus (100) care poate asigura eliberarea controlată a agentului inhibitor într-o perioadă prelungită.

În plus, bromoformul are o densitate relativ mare. aceasta poate ajuta la obţinerea unei reţineri mai mari a bolusului (100) în rumen, densitatea bolusului putând fi optimizată pentru a susţine scufundarea bolusului (100) în partea ventrală a rumenului în loc de plutire.

În ciuda punctelor de mai sus, există o îngrijorare predominantă privind utilizarea bromoformului la animale. Se crede că acest compus are efecte adverse cum ar fi faptul că este carcinogenic la anumite niveluri de expunere.

În plus, există dificultăţi tehnice la administrarea bromoformului la animale. Acestea includ volatilitatea substanţei şi capacitatea sa de a dizolva substanţe care ar putea fi folosite pentru furnizarea sa. În plus, este dificilă obţinerea unei doze exacte (şi relativ mici) într-o perioadă de timp.

Înveliş

Învelişul (120) include o cavitate (nenumerotată în figuri) dimensionată astfel încât să primească miezul (110). Învelişul (120) formează structura externă a bolusului (100).

Învelişul (120) este configurat să asigure integritatea structurală a bolusului (100), dar este adaptat şi să se degradeze în timp. Degradarea învelişului (120) poate facilita eliberarea agentului inhibitor în perioada de timp predeterminată.

Învelişul (120) este de preferinţă netoxic şi rezistă la eroziunea în rumenul rumegătorului o perioadă de timp suficientă pentru a facilita eliberarea agentului inhibitor din miez (110) la viteza dorită. Specialiştii în domeniu vor înţelege că viteza de dizolvare a învelişului (120) şi miezului (110) poate fi configurată să permită eliberarea controlată a agentului inhibitor în rumenul animalului rumegător.

De preferinţă, învelişul (120) este alcătuit dintr-un material biodegradabil, neabsorbant, sau un material altfel compatibil cu eliminarea deşeurilor în abatoare. Se va înţelege că în prezenta invenţie se poate folosi orice material adecvat pentru administrare internă la un animal rumegător cu vitezele de dizolvare dorite.

Într-o aplicare preferată, învelişul (120) este selectat de preferinţă dintr-un material biodegradabil, materialele biodegradabile preferate în mod special incluzând polimeri precum acid polilactic (PLA), acid poliglicolic (PGA), acid polilactic glicolic (PLGA), polipropilenă, polimer SLA, ABS şi combinaţii ale acestora. Într-o aplicare deosebit de preferată, învelişul (120) este realizat dintr-un material cuprinzând PLA şi PBAT.

Într-o aplicare preferată învelişul (120) este alcătuit din PLA. PLA este disponibil în trei forme, D-, L- şi un amestec racemic de D şi L. Toate cele trei tipuri de PLA se pot utiliza în învelişul (120) unui bolus din prezenta invenţie.

Într-o formă preferată, se preferă PLA, fiindcă se degradează în acid lactic şi se utilizează de obicei ca implant medical. În funcţie de tipul PLA folosit, PLA se descompune în corp în şase luni până la doi ani.

Specialiştii în domeniu vor înţelege că se pot folosi alte materiale biodegradabile ca înveliş (120).

Într-o aplicare opţională, în bolusul din prezenta invenţie se pot include alţi agenţi de umplutură, lianţi, surfactanţi, agenţi activi şi/sau absorbanţi.

După cum se poate vedea în figurile 1A şi 1B, bolusul (100) are o formă în mare măsură cilindrică. Învelişul (120) include o suprafaţă externă netedă pentru a ajuta la ingerarea bolusului (100) de către animalul rumegător.

Specialiştii în domeniu vor înţelege că mărimea, grosimea şi/sau dimensiunile bolusului

(100), inclusiv miezul (110), stratul protector (130), dacă este prevăzut, şi învelişul (120) pot fi ajustate în funcţie de doza agentului inhibitor de furnizat la rumegător. De exemplu, un bolus cu o dimensiune mai mică (100) poate fi adaptat pentru utilizare la animale rumegătoare mai mici, cum ar fi oi sau capre, iar un bolus cu dimensiune mai mare (100) poate fi folosit la animale rumegătoare mai mari, cum ar fi vite. Un bolus pentru un animal mare, cum ar fi vite, poate avea o lungime de 13cm, un diametru de 3.4cm şi o greutate de 257gm (în cadrul cererii, "gm" se referă la gram). Alternativ, se pot folosi mai multe bolusuri mai mici în combinaţie. În aplicări preferate, bolusul şi forma de dozaj întârziată din invenţie are o lungime de cel puţin 5 cm şi, cel mai preferabil, o lungime de cel puţin 10 cm. În aplicări preferate, bolusul şi forma de dozaj întârziată din invenţie are un diametru de cel puţin 2 cm şi o lungime de cel puţin 10 cm. De preferinţă, bolusul şi forma de dozaj întârziată din invenţie are o greutate între 100 şi 300 grame.

În plus, învelişul (120) poate fi de asemenea configurat să controleze vitezele de eliberare a miezului (110) şi/sau degradarea bolusului (100). De exemplu, suprafaţa internă în secţiune transversală a cavităţii poate fi adaptată să controleze cantitatea miezului (110) prezent în bolus (100). Într-o astfel de aplicare, volumul intern al cavităţii poate fi adaptat să crească în dimensiune de la capătul deschis (160) la capătul închis (170). Aceasta poate fi utilă pentru creşterea cantităţii de agent inhibitor în timp, care ar putea corespunde creşterii animalului când aportul de hrană al animalului creşte.

În plus sau alternativ, grosimea în secţiune transversală a pereţilor care formează învelişul (120) poate creşte pe lungimea învelişului (120). De exemplu, pereţii pot fi mai groşi la un capăt al învelişului (120) decât la celălalt. Într-o astfel de aplicare, grosimea peretelui la capătul deschis (160) poate fi mai mică decât la capătul închis (170). Aceasta poate ajuta să se asigure dizolvarea controlată a compoziţiei miezului din bolus.

Strat protector

Stratul protector (130) este o componentă opţională a bolusului (100) din prezenta invenţie şi poate fi inclus pentru a oferi stabilitate suplimentară bolusului (100). Stratul protector (130) poate fi configurat să prevină parţial sau complet contactul între miez (110) şi înveliş (120). Stratul protector (130) este selectat de preferinţă dintre un material ceros, epoxi sau un material siliconic.

Specialiştii în domeniu vor înţelege că stratul protector (130) poate fi selectat în funcţie de utilizarea dorită şi/sau profilul de eliberare. De exemplu, dacă se doreşte mai mult control al vitezei de eliberare a agentului inhibitor, alegerea materialului, formei şi configuraţiei stratului protector (130) poate facilita obţinerea profilul de eliberare dorit.

Compoziţie exemplificată

Ca o aplicare exemplificativă, bolusul poate cuprinde un miez închis de un înveliş. Bolusul poate avea o lungime de aproximativ 13 cm şi un diametru de aproximativ 3,4cm cu o greutate aproximativă de 257gm.

Învelişul poate fi realizat din PLA (3052D), de ex. prin turnare prin injecţie, având o grosime de 1mm.

Matricea miezului poate fi realizată dintr-un amestec de ulei de ricin hidrogenat şi parafină într-un raport de 50:50 (din greutate). Această matrice poate conţine bromoform ca un agent inhibitor într-o concentraţie de circa 50% (din greutate).

Metodă de tratament

Referirile la metodele of treatment din aplicările şi exemplele prezentei invenţii se vor interpreta ca referiri la compuşii, compoziţiile şi dispozitivele din prezenta invenţie pentru utilizare în acele metode.

Bolusul (100) este furnizat oral în rumenul animalului rumegător tratat, intrând în rumen prin esofag. În rumen, fluidele stomacale (şi alte materii cum ar fi fibre vegetale) erodează sau dizolvă miezul (110) pentru a elibera agentul inhibitor în timp.

Capătul deschis (160) permite contactul fluidelor stomacale şi materiilor fibroase cu miezul (110). În plus, ajută la controlul eliberării miezului (110) în rumen.

Miezul (110) şi învelişul (120) sunt proiectate să faciliteze eliberarea agentului inhibitor într-o perioadă de timp în care un animal este tratat conform unei metode divulgate în prezenta.

Bolusul (100) este adaptat să elibereze agentul inhibitor într-o perioadă de cel puţin şase luni, de preferinţă 12 luni, posibil până la doi ani.

De preferinţă, vitezele de eliberare a agentului inhibitor pot fi calculate pe baza greutăţii animalului rumegător tratat şi tipul agentului inhibitor folosit. Se va înţelege aşadar că vitezele de eliberare dorite pot varia de la animal la animal. În mod tipic, vitezele de eliberare dorite pot fi calculate pe baza cantităţii de agent inhibitor/greutatea animalului. Alternativ, vitezele de eliberare dorite pot fi de asemenea calculate pe baza cantităţii de hrană consumate de animal. Vitezele de eliberare deosbit de preferate pentru bromoform includ de la aproximativ 0.1 - aproximativ 0.5 g/zi, mai preferabil aproximativ 0.2 g/zi.

În plus, specialiştii în domeniu vor înţelege că un animal rumegător poate fi tratat cu bolusuri multiple (100) conform prezentei invenţii pentru a obţine un dozaj preferat al agentului inhibitor. Acest lucru poate permite prepararea unui bolus (100) având o concentraţie şi o încărcare totală de agent inhibitor. Bolusurile multiple (100) pot fi administrate unui animal concomitent sau succesiv, permiţând furnizarea dozajului dorit la animal. Acest lucru poate fi deosebit de benefic pentru a permite utilizarea bolusului (100) cu animale care necesită doze diferite de agent inhibitor, de ex. animale mai mari sau mai mici, sau compensarea creşterii naturale în timp.

Bolusul (100) este adaptat să furnizeze o doză de agent inhibitor direct în rumenul animalului. De exemplu, bromoformul poate fi eliberat la o viteză la care poate reduce sau elimina eficient producţia metanului în timpul digestiei. Se va reduce astfel emisia gazelor de seră de către animal, reducând aşadar impactul agriculturii asupra mediului.

În plus, bolusul (100) poate îmbunătăţi conversia hranei de către rumegător. De exemplu, prin reducerea producţiei metanului în timpul digestiei, se crede că acest lucru poate duce la o utilizare mai eficientă a hranei ingerate, având ca rezultat creştere îmbunătăţită şi creştere în greutate sau o altă producţie îmbunătăţită, cum ar fi cea de lapte. În plus, compoziţiile pentru miez şi efectele sinergice care apar din combinaţia de vehicul şi agent inhibitor pot permite prevederea unui dispozitiv de administrare cu eliberare lentă, pe termen lung, pentru a îmbunătăţi productivitatea animalelor şi/sau pentru a reduce emisia gazelor de seră.

Prima aplicare alternativă a învelişului

Figura 2A-2B reprezintă o aplicare alternativă a unui bolus (200) conform unei aplicări a invenţiei.

Aspectele bolusului (200) sunt similare cu cele ale bolusului (100) şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Se prevede o serie de nervuri (240) pe o suprafaţă externă a învelişului (120). Nervurile (240) pot conferi rezistenţă structurală suplimentară bolusului (200) şi pot ajuta la prevenirea ruperii acestuia în cazul umflării miezului (110). În plus sau alternativ, nervurile (240) pot ajuta de asemenea la administrarea bolusului (200) la animalul rumegător.

Aşa cum se ilustrează, nervurile (240) sunt prevăzute ca o serie de "cercuri" concentrice. Nervurile (240) pot fi însă o serie de nervuri paralele sau neparalele (neilustrate) care se extind pe lungimea bolusului (200).

A doua aplicare alternativă a învelişului

Figurile 3A-3B reprezintă o aplicare alternativă a unui bolus (300) conform unei aplicări

a invenţiei.

Aspectele bolusului (300) sunt similare cu cele ale bolusului (100) descris mai sus şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Bolusul (300) include elemente suplimentare pe suprafaţa externă a învelişului (120), inclusiv adâncituri sau şanţuri (350).

Şanţurile (350) pot susţine descompunerea unor porţiuni ale învelişului (120) pe măsură ce se degradează, ducând la un şi mai bun control al profilului de eliberare pentru agentul inhibitor.

A treia aplicare alternativă a învelişului

Figurile 4A-4B reprezintă o aplicare alternativă a unui bolus (400) conform unei aplicări a invenţiei.

Aspectele bolusului (400) sunt similare cu cele ale bolusului (100) descris mai sus şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Bolusul (400) include un înveliş (120) având o cavitate (neilustrată în figuri) configurat să primească şi să reţină miezul (110).

Învelişul (120) se îngustează pe lungime. De exemplu, distanţa dintre suprafeţele externe ale părţilor distale ale învelişului (120) creşte pe lungimea bolusului (400). De exemplu, aşa cum se indică în Figura 4A, lăţimea (X) este mai mică decât lăţimea (Y).

Alternativ, bolusul (400) poate avea pereţi laterali cu grosime în mare măsură constantă, dar care sunt structuraţi şi orientaţi pentru a defini o îngustare a bolusului (400).

Această configuraţie poate permite o degradare mai bine controlată a miezului (110) şi aşadar un control suplimentar pentru eliberarea agentului inhibitor.

A patra aplicare alternativă a învelişului

Figura 5A reprezintă o aplicare alternativă a unui bolus (500) conform unei aplicări a invenţiei.

Aspectele bolusului (500) sunt similare cu cele descrise mai sus şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Bolusul (500) include un rezervor (580) adaptat să conţină o formă relativ concentrată a agentului inhibitor, de ex. bromoform, într-o formă lichidă în mare măsură pură.

Bolusul (500) include un mecanism de distribuire configurat să distribuie doze predeterminate de agent inhibitor din rezervor (580).

În aplicarea ilustrată, mecanismul de distribuire este o pompă (590) în legătură cu o supapă. la intervale predeterminate, pompa (590) distribuie o doză de agent inhibitor prin intermediul supapei (590) pentru a elibera agentul inhibitor în rumenul în care a fost administrat bolusul (500).

Mecanismul de distribuire poate fi configurat să elibereze o doză constantă, de ex. identică, de agent inhibitor la intervale definite.

Alternativ, mecanismul de distribuire poate fi configurat să varieze cantitatea de agent inhibitor eliberată la momente diferite. Aceasta poate fi utilă pentru a permite furnizarea de către bolus (500) a unei cantităţi eficiente de agent inhibitor în conformitate cu creşterea animalului. În plus sau alternativ, poate compensa modificări ale altor factori, de ex. variaţii sezoniere în producţia metanului care ar necesita o doză mai mare de agent inhibitor.

Într-o altă aplicare, bolusul (500) poate include senzori (nereprezentaţi). De exemplu, pot fi incluşi senzori de temperatură în bolus (500). În plus sau alternativ, pot fi incluşi alţi senzori în bolus, cum ar fi de mişcare şi pH. Adăugarea acestor senzori poate furniza informaţii preţioase privind consumul de hrană al animalului şi evaluează dacă cantitatea de agent inhibitor este suficientă pentru animal.

A cincea aplicare alternativă a învelişului

Figurile 6A şi 6B reprezintă o aplicare alternativă a unui bolus (600) conform unei aplicări a invenţiei.

Bolusul (600) poate fi adaptat să includă elemente suplimentare în cavitatea învelişului, cum ar fi şanţuri sau nervuri (680) formate pe un perete intern al învelişului (120) care defineşte cavitatea.

Aspectele bolusului (600) sunt similare cu cele ale bolusului (100) şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Se prevede o serie de nervuri (680) pe o suprafaţă internă a învelişului (120). Nervurile (680) pot conferi rezistenţă structurală suplimentară bolusului (600) şi/sau pot reprezenta mijloace suplimentare de reţinere a conţinutului compoziţiei miezului în cavitatea învelişului. În plus sau alternativ, nervurile (680) pot ajuta de asemenea la reţinerea miezului în înveliş. În plus, nervurile pot asigura de asemenea dizolvarea controlată a miezului din bolus (600) în animalul rumegător.

Într-o aplicare, suprafaţa externă a învelişului va rămâne netedă sau uniformă.

A şasea aplicare alternativă a învelişului

Figurile 15A - 15D reprezintă o altă aplicare a unui bolus (700) conform unui aspect al prezentei invenţii. Dimensiunile bolusului din figura sunt indicate în mm. De preferinţă, bolusul are o lungime de 13 cm, un diametru de 3.4 cm şi de preferinţă o greutate de circa 250 gm.

Bolusul (700) poate fi adaptat să includă elemente suplimentare cu structură de rigidizare internă pe înveliş.

Aspectele bolusului (700) sunt similare cu cele ale bolusului (100) şi aşadar referinţele identice se referă la componente identice.

Bolusul (700) include cel puţin o nervură de rigidizare (710) într-o cavitate (nenumerotată) definită de structura învelişului. Poate fi prevăzut şi un capac (720), de ex. ataşat detaşabil de bolus (700) pentru a închide capătul deschis al bolusului (700). Ataşarea poate fi realizată printr-o configuraţie de ajustaj prin frecare sau o configuraţie cu filet în care filetele corespunzătoare de pe înveliş şi capac se cuplează între ele. Alternativ, capacul poate fi ataşat de înveliş cu adeziv sau un alt dispozitiv de prindere mecanic.

Nervurile de rigidizare (720) pot îmbunătăţi integritatea structurală a bolusului (700) şi îl pot ajuta să-şi menţină forma.

Metodă de preparare

Figura 7 este o schemă de flux indicând etapele reprezentative ale unei metode de preparare (800) a unui bolus de ex. (100), (200), (300), (400), conform prezentei invenţii.

În termeni generali, metoda include etapa (810) de formare a învelişului (120) şi etapa (820) de formare a unui miez (110).

Înveliş

Formarea învelişului (120) poate utiliza orice tehnică cunoscută în domeniu. De exemplu, un material adecvat poate fi extrudat într-o formă dorită, definind o cavitate. Alternativ, se poate utiliza şi un proces de fabricare de stratificare a aditivilor pentru formarea învelişului definind o cavitate. Se are de asemenea în vedere utilizarea unui proces de turnare, de ex. matriţe de unică folosinţă sau turnare prin injecţie, imprimare 3D sau topire la cald.

Miez

În etapa 820, se fabrică miezul (110).

Etapa 820 poate include una sau mai multe dintre etapele următoare:

Etapa 822 care cuprinde topirea materialului unui vehicul, furnizând un material de vehicul topit;

Etapa 824 care cuprinde adăugarea agentului inhibitor în materialul de vehicul topit;

Etapa 826 care cuprinde amestecarea agentului inhibitor şi unui material de vehicul topit pentru a crea un amestec în mare măsură omogen.

Etapa 828 care cuprinde formarea amestecului în mare măsură omogen într-o formă dorită.

Se va înţelege că amestecul în mare măsură omogen conţine agentul inhibitor la o concentraţie suficientă pentru a obţine profilul de eliberare dorit pentru agentul inhibitor la administrarea dispozitivului la un animal rumegător. Concentraţia poate varia în funcţie de tipul animalului rumegător tratat, de forma şi dimensiunile dispozitivului sau profilul de eliberare dorit să se obţină.

Se va înţelege că etapa de formare a amestecului în mare măsură omogen într-o formă dorită poate cuprinde furnizarea amestecului la o matriţă. Într-o formă deosebit de preferată, amestecul în mare măsură omogen este adăugat (turnat) într-o cavitate într-un înveliş (120) fabricat la etapa 810.

Alternativ, matriţa poate fi o componentă separată care primeşte amestecul în mare măsură omogen. În aceste aplicări, după realizarea formei dorite, miezul poate fi furnizat apoi într-o cavitate într-un înveliş (120).

Metoda include şi etapa de lăsare a amestecului în mare măsură omogen să se răcească. La răcire, materialul vehiculului se întăreşte şi ia forma corespunzătoare matriţei sau învelişului în care s-a furnizat.

Compoziţii exemplificative

S-au preparat următoarele miezuri utilizabile în bolusul din prezenta invenţie.

Cantitate (g/g %) Exemplu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bromoform 20 20 20 25 12,5 8,3 25 12,5 8,3 25 12.5 8,3 Parafină 80 30 30 50 50 50 - - - - - - Ceară de albine 50 - - - - 50 50 50 - - - PEG 4000 50 - - - - - - 50 50 50 PEG 400 - - - - - - - - - - - AC - - 25 - - 25 - - 25 - - Caolin - - - 37.5 - - 37.5 - - 37.5 - Zeolit - - - - 41,7 - - 41,7 - - 41,7

Cantitate (g/g %) Exemplu 12 14 15 Bromoform 20 33 33 Parafină - 66 - Ceară de albine - - 66 PEG 4000 50 - - PEG 400 30 - - AC - - - Caolin - - - Zeolit - - -

S-au preparat şi următoarele miezuri cu conţinut mare de bromoform utilizabile în bolusul din prezenta invenţie.

Cantitate (g/g %) Exemplu 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Bromoform 33 50 67 75 33 50 67 75 33 50 67 75 Ceară de albine 67 50 33 25 - - - - - - - - Parafină - - - - 67 50 33 25 - - - - Ceară de carnauba - - - - - - - - 67 50 33 25 Ulei de ricin hidrogenat - - - - - - - - - - - - Cărbune activat - - - - - - - - - - - - Bentonit - - - - - - - - - - - - Oxid de zinc - - - - - - - - - - - -

Exemplu 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Bromoform 33 50 67 75 50 50 50 50 50 Ceară de albine - - - - - - - 25 25 Parafină - - - - - - - - - Ceară de carnauba - - - - - - - - 25 Ulei de ricin hidrogenat 67 50 33 25 - - - 25 - Cărbune activat - - - - 50 - - - - Bentonit - - - - - 50 - - - Oxid de zinc - - - - - - 50 - -

Validare

Exemplul 1: Studiu de eliberare/difuzie

S-au efectuat teste cu bolusuri astumate mari imprimate 3D cu grosime de 2mm (LCB2) umplute cu 66.7% (din greutate) bromoform şi 33.3% (din greutate) ceară de albine în RME (RME testul 2) pentru a determina rata de difuzie a bromoformului din bolus.

Proiectarea bolusului

Pentru acest studiu s-a folosit un bolus rigidizat aşa cum se indică în Figura 15. Include o structură de rigidizare internă, precum şi nervuri repartizate pentru susţinerea peretelui, iar o parte superioară a fost adaptată pentru ataşarea unui capac. S-a constatat că bolusul rigidizat este mai robust şi şi-a menţinut mai bine forma decât un bolus nerigidizat când amestecul topit de bromoform/ceară de albine a fost turnat şi răcit, precum şi un bolus fizic mai solid pentru test.

Metodă

Materiale

Bromoform (clasa reactivilor, Sigma Aldrich, 96% bromoform, 4% etanol), ceară de albine (clasa alimentară, NZ ceară de albine, MP 65°C) şi oxid de zinc de la Native Ingredients NZ.

Fabricarea bolusurilor

Bolusurile au fost desenate în Solidworks, convertite în fişiere .stl şi deschise în FlashPrint pentru crearea comenzilor de imprimare. Bolusurile au fost imprimate în trei părţi (înveliş, structură internă şi capac) pe imprimante FlashForge Creator Pro 3D folosind E-Sun PLA+ la umplere 100%, rezoluţie standard, înălţimea primului strat 0.27 mm, înălţimea stratului 0.18 mm, 2 carcase perimetrice, 3 straturi solide superioare, 3 straturi solide inferioare, tipar de umplere hexagonal, viteză de imprimare 60 mm/s, temperatură extruder 200°C şi temperatură placă 50°C.

S-au preparat opt bolusuri LRB la 67% (din greutate) bromoform, opt bolusuri LRB la 75% (din greutate) bromoform şi şase bolusuri LCB2 fără bromoform (control). Ingredientele sunt indicate mai jos (Tabel 1). Toate ingredientele au fost cântărite în pahare pe un cântar electronic 4dp calibrat. Soluţiile de bromoform au fost acoperite cu parafilm pentru a preveni evaporarea. Ingredientele au fost preparate prin topirea cerii de albine precântărite şi a oxidului de zinc în pahare la 100°C (Thermoprism Oven), răcirea amestecului la 80°C, adăugarea bromoformului şi mixarea amestecului pentru a preveni depunerea oxidului de zinc, înaintea turnării în bolusuri. Capacele au fost montate prin presare şi lipite pentru a sigila bolusul.

Tabel 1. Compoziţii preferate pentru bolusuri rigidizate scurte

Per bolus Total Tip Cantitate Oxid de zinc (g) Ceară de albine (g) Bromoform (g) Oxid de zinc (g) Ceară de albine (g) Bromoform (g) LCB2 6 28.0 80.4 0.0 168.0 482.7 0.0 LRB1 8 28.0 47.3 96.1 224.0 378.8 769.0 LRB1 8 28.0 39.7 119.0 224.0 317.3 952.0 Total 616.0 1178.7 1721.0

Bolusurile s-au aşezat în flacoane de polipropilenă de 500 ml cu aproximativ 380 ml tampon fosfat 0.02M (Merck) în apă distilată, preparate în loturi de 2L sau mai mari, ajustate la pH 6.5 folosind 1M HCl (Merck) şi un pH-metru pre-calibrat (folosind tampon pH 4.7 şi 10 pH). Flacoanele au fost sigilate şi introduse în incubator la 40°C. S-au colectat probe de 10 ml şi întreaga soluţie a fost schimbată la fiecare 24 de ore.

Probele de 10 ml au fost colectate folosind o autopipetă de 10 ml în tuburi Falcon de 15 ml. S-a adăugat 1 g de clorură de sodiu în fiecare tub Falcon. Pentru analiza GC-MS, s-a adăugat 1 ml de acetat de etil (clasa analitică, Merck) în fiecare tub Falcon. Când s-a folosit GC-FID, s-au adăugat 2 ml de acetat de etil în fiecare tub Falcon. Tuburile Falcon au fost acoperite, bine amestecate folosind un Vortex şi centrifugate la 4000 rpm timp de 15 minute. Pentru analiza GC-MS, întregul acetat de etil a fost recuperat folosind o seringă de sticlă gradată şi s-au înregistrat volumele.

Pentru analiza GC-FID, s-au recuperat 0.5 ml de acetat de etil. Pentru analiza GC-FID, s-au injectat 200 ul de probă folosind un autosampler şi s-au analizat folosind o coloană capilară ZB5HT de 30 m folosind o pantă de temperatură de 30-300°C timp de 20 de minute, la un debit al azotului gazos de 5 ml/min, în regim splitless. Bromoformul a avut un timp de retenţie de 7.5 minute. Zonele de vârf au fost comparate cu standardele de calibrare în acetat de etilenă pentru a determina masa bromoformului (mg). Aceasta a fost împărţită la volumul injectat pentru a obţine concentraţia bromoformului în acetat de etil (mg/L). Concentraţia în acetat de etil a fost înmulţită cu volumul total al acetatului de etil adăugat în probă şi împărţită la recuperare pentru a obţine masa bromoformului în probă. Aceasta a fost apoi împărţită la volumul de probă colectată pentru a obţine o concentraţie în soluţie, care a fost apoi înmulţită cu volumul soluţiei din flaconul Shott pentru a obţine masa transferată din bolus în soluţie. Recuperarea bromoformului din soluţie a fost verificată folosind soluţii standard realizate la diferite concentraţii de bromoform şi a fost de obicei de 43%. Performanţa GC-FID a fost verificată pentru fiecare serie de zece probe folosind o probă de calibrare ca referinţă.

Rezultate

S-a observat o rată de difuzie mai mică urmată de o creştere rapidă a ratei de difuzie pentru ambele bolusuri (Figura 8). Bolusul de 67% a avut un timp de întârziere de 4-5 zile înainte de a atinge rata maximă de difuzie, în timp ce 75% a atins rata maximă de difuzie cu 3 zile.

Rata de difuzie a fost mai mare pentru bolusul de 75% la 1010 mg/zi în comparaţie cu 66.7% care a fost de 730 mg/zi. Acesta a fost un rezultat surprinzător, dar şi bun (deoarece înseamnă că ar putea fi utilizat un singur bolus pentru a doza tauri de 700 kg şi pentru a obţine reducerea metanului), ratele de difuzie estimate pentru un bolus LCB1 cu 67% bromoform fiind de 300 mg/zi şi 462 mg/zi pentru un bolus LCB 1 cu 75% bromoform. Estimarea pentru bolusurile LRB a fost o rată de difuzie mai mică deoarece a prezentat o suprafaţă redusă la grosime de 1 mm (aproximativ 71% din cea a unui bolus LCB 1) (Tabelul 2). Teoretic, bolusul LRB ar trebui să furnizeze doar 220 mg/zi pentru 67% bromoform şi 344 mg/zi pentru 75%.

Tabel 2. Rată de difuzie estimată pentru un bolus LRB din diferitele părţi ale bolusului.

Rate estimate (mg/cm2/zi) Ceară expusă (mg/cm2/zi) Total (mg/zi) Contribuţie (%) Părţi bolus Cantitate Lungime (cm) Lăţime (cm) Diametru (cm) Suprafaţă (cm2) Grosime (mm) 0.67 0.75 0.67 0.75 0.67 0.75 0.67 0.75 Capac 1 1.7 3.4 27.2 2 0.357 0.49 85.0 116.2 9.7 13.3 4.4 3.9 Nervuri 4 0.3 3.4 12.8 3 0.082 0.086 850 116.2 1.1 1.1 0.5 0.3 Zonă de difuzie activă 3 3 3.4 96.1 1 1.939 3.042 85.0 116.2 186.4 292.4 84.3 84.9 Intrare 1 3.0 1.2 3.6 3 0.082 0.086 85.0 116.2 0.3 0.3 0.1 0.1 Parte curbată 12.2 1 1.939 3.042 85.0 116.2 23.7 37.3 10.7 10.8 Total (mg/zi) 221.2 344.4 Tot Real (mg/zi) 731 1064 Tot general Factor comun 3.30 3.09

Tabel 3. Calculul suprafeţei poroase pentru a obţine aceeaşi rată de difuzie precum cea măsurată din bolusurile LRB

folosind rate de difuzie determinate anterior.

67% bromoform 75% bromoform Proporţie suprafaţă deschisă mg/zi prin suprafaţa deschisă mg/zi prin suprafaţa închisă Proporţie suprafaţă deschisă mg/zi prin suprafaţa deschisă mg/zi prin suprafaţa închisă 0.01 23.2 9.6 0.01 31.6 13.2 0 0.0 1.1 0 0.0 1.1 0.06 449.4 176.1 0.06 614.1 276.4 0 0.0 0.3 0 0.0 0.3 0.06 57.3 22.4 0.06 78.2 35.2 Total (mg/zi) 529.8 209.6 724.0 326.2 Total general (mg/zi) 739.4 1050.2

Variabilitatea datelor de difuzie a fost iniţial mare cu un coeficient de variaţie de circa 1 şi aceasta a scăzut între 0.05-0.22 pe măsură ce bolusurile au atins ratele de difuzie maxime (Figura 9). Bolusul 75% s-a aşezat în 2 zile, iar bolusul 67% în 4 zile.

S-a observat o eliberare de ordin zero pentru ambele bolusuri, indicând că viteza de eliberare a fost independentă de concentraţia bromoformului în bolus (Figura 11).

Concluzie

Rata de difuzie pentru bolusurile LRB a fost 1010 mg/zi pentru bolusul75% şi 730 mg/zi pentru bolusul 66.7%, mai mare decât s-a estimat din studiile de difuzie anterioare.

Concentraţia bromoformului în mediu pentru bolusul 75% este aproape de limita de solubilitate a bromoformului în apă (3.2 g/L), prin urmare ratele de difuzie pot fi mai mari decât cele măsurate în acest studiu.

Exemplul 2: Testul de eliberare a vehiculelor

Pentru acest studiu s-a efectuat testul de eliberare a diferitelor vehicule.

Metodă

Materiale

Bromoform (clasa reactivilor, Sigma Aldrich, 96% bromoform, 4% etanol), fluid ruminal (Dairy NZ Trial), parafine (MPs 46-48, 55 şi 65°C, Sigma Aldrich), ulei de ricin hidrogenat (Lotus Oils), ceară de carnauba (PureNature NZ), oxid de zinc (PureNature NZ).

pH şi capacitatea de tampon a fluidului ruminal

Fluidul ruminal colectat de la vaci de lapte NZ a fost decongelat şi centrifugat înaintea analizei cu privire la pH şi capacitatea de tampon. Un volum de 10 ml de fluid ruminal primit de la fiecare vacă a fost titrat faţă de 0.05 N NaOH cu monitorizare pH continuă. S-a înregistrat volumul NaOH pentru modificarea pH-ului cu o unitate.

Eliberarea şi testarea diferitelor vehicule

S-au fabricat bolusuri mici acoperite aşa cum se descrie în exemplul 1 de mai sus.

S-au amestecat parafinele, ceara de albine, ceara de carnauba şi uleiul de ricin hidrogenat cu bromoform la 33%, 50%, 67% şi 75% din greutate bromoform. Amestecurile s-au introdus în următoarele:

a. Parafine: bolusuri mici acoperite cu grosime de 2 mm şi tub falcon de 15 ml;

b. Ulei de ricin hidrogenat, ceară de carnauba şi ceară de albine: bolusuri mici acoperite cu grosime de 1, 2 şi 3 mm şi tuburi falcon de 15 ml.

S-au introdus în flacoane de polipropilenă de 500 ml cu 400 ml 0.02M tampon fosfat (Merck) în apă distilată, preparate în loturi de 2L sau mai mari, ajustate la pH 6.5 folosind 1M HCl (Merck) şi un pH-metru pre-calibrat (folsoind tampon pH 4, 7 şi 10). Flacoanele au fost sigilate şi introduse în incubator la 40°C. S-au colectat probe de 10 ml şi întreaga soluţie s-a schimbat la fiecare 2 zile (luni, miercuri, vineri), exceptând sfârşiturile de săptămână.

Probele au fost analizate prin GC-MS şi GC-FID aşa cum se descrie în exemplul 1 de mai sus.

Rezultate

pH şi capacitate de tampon

pH-ul şi capacitatea de tampon medii au fost 6.9±0.2 (n=4), respectiv 7.47±1.4 mMol/L/delta pH (n=4). Deşi au fost publicate lucrări privind valorile pH pentru lichidul ruminal, nu sunt disponibile date privind capacitatea de tampon. Capacităţile de tampon obţinute pentru lichidul ruminal indică faptul că mediul ruminal este rezistent, fiind de 5-6 ori mai mare decât al tamponului fosfat. Am constatat că pH-ul tamponului fosfat în experimentul de difuzie a rămas stabil chiar şi în jurul valorii de 3 mg/ml de concentraţie a bromofromului (Raport nr. BR 2021-01, Figura 4). Având în vedere volumul de lichid ruminal de 91 L, concentraţia maximă a bromoformului în condiţii extreme de ruptură completă a bolusului ar ajunge la aproximativ 1.09 mg/ml, care este mai mică decât cea observată anterior în PBS. Prin urmare, cu această concentraţie şi capacitatea de tampon puternică dată a lichidului ruminal, există o posibilitate mai mică de scădere a pH-ului în cazul ruperii bruşte a bolusului.

Testul de eliberare a vehiculelor

Parafina a avut cea mai mare viteză de eliberare la 190 mg/cm2/zi, urmată de ceară de albine, carnauba şi ulei de ricin hidrogenat (Figura 12). Carnauba şi uleiul de ricin hidrogenat par opţiuni mai bune pentru vehicul, viteza de eliberare fiind 50 până la 40% mai mică faţă de ceara de albine.

Bromoformul a avut cea mai mare viteză de eliberare în bolusuri fabricate cu parafine la 3.5 până la 5.4 mg/cm2/zi în bolusurile acoperite mici cu grosime de 2 mm (Figurile 13A-C).

Bolusurile fabricate cu ceară de carnauba au avut viteze de eliberare de până la 5.5 mg/cm2/zi în bolusul cu grosime de 1 mm şi 1.66 mg/cm2/zi în bolusul cu grosime de 3 mm.

Comparativ, bolusurile fabricate cu ceară de albine au avut o viteză de eliberare de 3 mg/cm2/zi la 75% (din greutate) bromoform (Figura 13C).

Bromoformul a dizolvat uleiul de ricin hidrogenat, s-a difuzat prin bolus şi s-a acumulat pe fundul recipientului, dizolvând recipientul, şi nu s-au putut determina viteze de eliberare fiindcă bromoformul nu a fost detectat în apă pentru probele colectate. Testele cu ulei de ricin hidrogenat trebuie repetate în flacoane de sticlă.

Viteze de eliberare din bolus rigidizat

Vitezele de eliberare medii pentru bolusuri rigidizate mari cu 67% (din greutate) şi 75% (din greutate) bromoform, preparate aşa cum s-a descris anterior în exemplul 1 de mai sus, dintr-un alt studiu sunt prezentate în Figura 14 şi comparate cu vitezele de eliberare din aceleaşi bolusuri măsurate în laborator. Jumătate din bolusuri au fost în găleţi de 20 L cu 1 kg de nisip umplut cu tampon la pH 6.5, iar cealaltă jumătate în găleţi de 20 L cu 400 g de aşchii de lemn şi 1 kg de nisip. Vitezele de eliberare sunt comparabile în ziua 28 cu cele observate în laborator. S-a observat o mică diferenţă în concentraţia de bromoform între găleţile conţinând aşchii de lemn şi găleţile fără aşchii de lemn. Bolusurile au rămas în mare parte intacte, cu o oarecare compresie din cauza nisipului, iar unora li s-au deschis capacele.

Exemplul 3: Studiu pe animale

S-a efectuat un studiu pe animale pentru a determina emisiile de metan de la un animal implantat cu un bolus din prezenta invenţie. Experimentul a fost conceput ca un studiu complet randomizat, cu trei tratamente şi trei măsurători repetate în timp în trei perioade la distanţă de 8 până la 12 săptămâni.

Nouăsprezece juninci (312 ± 14 kg greutate în viu), inclusiv trei animale de rezervă, au fost selectate dintr-un grup de 50 pe baza trăsăturilor comportamentale şi a greutăţii în viu dintr-o fermă de cercetare din Manawatu, Noua Zeelandă. S-au repartizat în unul din cele trei tratamente: un bolus care nu conţine bromoform (CONTROL; n = 4); un bolus care eliberează bromoform la o viteză de 300 mg/zi (MIC, n = 6); sau un bolus care eliberează 450 mg/zi (MARE, n = 6). Bolusurile SmaXtec au fost administrate în acelaşi timp pentru a monitoriza temperatura rumenului ca o monitorizare a sănătăţii animalelor şi pentru a completa probele de sânge săptămânale.

Junincile au fost transportate de la ferma de cercetare la un centru de testare pentru adaptare la regim şi măsurarea gazelor folosind camere de respiraţie. Junincile au fost adaptate la mediul ocolurilor de vite şi păşune proaspăt tăiată timp de 7 zile înainte de a primi bolusul de tratament alocat. Măsurătorile gazelor au început la 13 zile după administrarea bolusurilor. Fiecare junincă a fost în camerele de respiraţie timp de 48 de ore în perioada măsurătorilor de gaze, care a durat două săptămâni pentru patru grupuri de măsurare. La sfârşitul măsurătorilor în camerele de respiraţie, animalele au fost transportate înapoi la ferma de cercetare.

Fabricarea bolusurilor

Bolusurile s-au fabricat conform procedurii descrise în exemplul 1 de mai sus. Compoziţiile folosite în acest studiu sunt indicate în tabelul 4 de mai jos.

Tabel 4. Compoziţia bolusurilor rigidizate scurte pentru studiul de cercetare

Per bolus Total Tip Fracţiune de masă bromoform în ceară Cantitate Oxid de zinc (g) Ceară de albine (g) Bromoform (g) Oxid de zinc (g) Ceară de albine (g) Bromoform (g) LCB2 0 6 28.0 80.4 0.0 168.0 482.7 0.0 LRB1 0.67 8 12.1 21.3 43.2 93.4 164.0 332.9 LRB1 0.75 8 12.1 17.8 53.5 93.4 137.4 412.1 Administrare bolus

Cele trei versiuni de bolusuri au fost fabricate în primele 10 zile ale experimentului. Prima versiune a fost un bolus scurt care a fost regurgitat de toate animalele în cele 5 zile după administrarea bolusurilor. Deoarece bolusurile de control au fost mai lungi decât bolusurile de tratament şi acestea nu au fost regurgitate în primele 3 zile, s-a presupus că dimensiunea bolusului a fost factorul major pentru regurgitare. Toate bolusurile de tratament din prima versiune au fost înlocuite cu bolusuri din a doua versiune în ziua 5 după administrare. Totuşi, bolusurile mai lungi din a doua versiune au fost de asemenea regurgitate. Prin urmare, aceste bolusuri au fost apoi înlocuite cu un bolus de tratament din a treia versiune, care a fost un bolus semnificativ mai greu de aceeaşi dimensiune precum bolusul din a doua versiune. Bolusurile din a treia versiune nu au fost regurgitate până în prezent. În prezent, aproape toate junincile au fost dozate cu bolusuri din versiunea a treia, cu excepţia a trei dintre junincile cu tratament MIC. Detalii privind regurgitarea şi readministrarea bolusurilor sunt indicate în Tabelul 5.

Două bolusuri de control au fost regurgitate, dar numai unul a fost identificat deoarece ID-ul bolusului a fost ilizibil. Nici unul dintre bolusurile de control nu a fost readministrat deoarece nu a fost posibilă identificarea perechii junincă-bolus.

Tabel 5. Evenimente de administrare a diferitelor versiuni de bolus în primele trei săptămâni după administrarea iniţială.

ID animal Tratament ID bolus V1* ID bolus V2 Administrare bolus V2 ID bolus V3 Administrare bolus V3 780 CONTROL 1 732 CONTROL 2 739 CONTROL 3 796 CONTROL 5 797 CONTROL 4 733 MIC 1 1 30/07/2021 1 13/08/2021 787 MIC 3 3 30/07/2021 Neregurgitat 788 MIC 2 2 31/07/2021 Neregurgitat 790 MIC 5 5 30/07/2021 5 7108/2021 791 MIC 5 4 30/07/2021 Neregurgitat 743 MIC 6 6 30/07/2021 6 13/08/2021 794 MIC 7 7 30/07/2021 7 10108/2021 784 MARE 9 9 1/08/2021 9 10/08/2021 785 MARE 10 10 30/07/2021 10 10/08/2021 736 MARE 11 14 30/07/2021 8 7/08/2021 792 MARE 12 12 31107/2021 12 13/08/2021 795 MARE 13 13 30/07/2021 13 12/08/2021 798 MARE 14 11 1/08/20211 11 9/8/2021 731 MARE 15 8 30/07/2021 14 13/08/2021 *V1: toate bolusurile administrate în 27/07/21

Consum de hrană şi greutate în viu

Junincile au fost hrănite cu nuteţ pe bază de raigras oferită ad libitum. Furajul a fost recoltat zilnic la aproximativ 10:00 la ferma de cercetare şi transportat la centrul de testare. Furajul recoltat a fost împărţit în două loturi, primul lot a fost furnizat după-amiaza la ora 15:30 şi al doilea lot a fost depozitatăla 4°C până la hrănirea de a doua zi dimineaţa la ora 08:30. Au fost colectate probe din fiecare nuteţ pentru determinarea substanţei uscate şi analiza furajelor. Materia uscată (DM) a fost determinată din subprobe în triplicat prin uscare în cuptor la 105°C timp de 24 de ore. O subprobă separată a fost uscată în cuptor la 65°C timp de 48 de ore pentru analizele chimice ale nutrienţilor. Ambele cuptoare de uscare utilizate au fost cuptoare cu circulaţie de aer (Avantgarde FED 720, Binder GmbH, Germania).

Cu două zile înainte de intrarea în camerele de respiraţie pentru măsurarea metanului, vacile au fost introduse în cuşti metabolice pentru a le adapta la spaţii închise şi legare. Când animalele ss-au aflat în cuştile metabolice sau camerele de respiraţie, resturile de hrană au fost colectate de două ori pe zi şi DM refuzată s-a determinat aşa cum s-a descris mai sus. Aportul zilnic de substanţă uscată al junincilor s-a determinat apoi din diferenţa de substanţă uscată oferită şi refuzată.

Greutatea în viu a fost înregistrată înaintea testării când animalele păşunau la ferma de cercetare de două ori (13/7/2021 şi 16/7/2021). Animalele au fost cântărite din nou în data de 19/07/2021 la sosirea la ferma de testare şi la fiecare 7-10 zile. Greutatea în viu iniţială a fost măsurată în 23/07/2021 înainte de administrarea bolusului, iar greutatea în viu finală a fost măsurată după ce animalele au ieşir din camerele de respiraţie. Datele finale ale greutăţii în viu sunt diferite pentru unele animale, deoarece măsurătorile au fost efectuate pe parcursul a două săptămâni.

Măsurători de gaze

Gazele de fermentare metan (CH4), dioxid de carbon (CO2) şi hidrogen (H2) au fost cuantificate în patru camere de respiraţie cu circuit deschis la Centrul de măsurare a metanului rumegătoarelor din Noua Zeelandă (AgResearch, Palmerston North, Noua Zeelandă). Fiecare cameră are 15.4 m3 (3.5 m lungime × 2 m lăţime × 2.2 m înălţime) cu un debit de aer de aproximativ 1.0 m3 /min, care a fost monitorizat continuu prin măsurarea presiunii diferenţiale folosind un debitmetru Venturi. Temperatura din interiorul camerelor de respiraţie a fost de aproximativ 20°C, iar umiditatea relativă a fost în medie aproximativ 79%. Toate gazele au fost măsurate la intervale de ~2.8 minute folosind un analizor de emisii continue 4900C (Servomex Group Ltd, East Sussex, UK) şi producţia zilnică a fiecărui gaz a fost calculată din diferenţa dintre concentraţia de intrare şi ieşire din cameră (Pinares-Patino et al., 2012). Camerele de respiraţie au fost deschise de două ori pe zi (câte ~20 de minute) pentru curăţare, hrănire, prelevare de probe de fecale şi colectarea resturilor de furaj. Nu s-au efectuat măsurători în perioada în care camerele au fost deschise şi datele lipsă au fost interpolate luând media ultimelor 12 valori (~45 min) înainte de deschiderea uşilor.

Analize statistice

Datele din prima perioadă a măsurătorilor de gaz au fost analizate folosind pachetele 'predictmeans' şi 'lme4' din software-ul statistic R 4.0.3 (R Core Team, 2020). S-a realizat media datelor privind aportul de substanţă uscată şi emisiile de gaze pentru fiecare junincă pe parcursul celor două zile de măsurare. Juninca a reprezentat unitatea experimentală. Modelul mixt a inclus tratamentul ca efect fix şi camera de respiraţie în grupul de măsurare ca efect aleatoriu.

Analizele de greutate au inclus tratamentul ca un efect fix şi timpul ca măsurătoare repetată, juninca fiind subiectul măsuratorilor repetate. În această analiză au fost incluse doar greutatea iniţială şi finală în viu.

Rezultate

Aport de materii uscate şi emisii de gaze

Dozajul junincilor cu bromoform la 300 mg/zi (MIC) sau 450 mg/zi (MARE) nu a afectat aportul de substanţă uscată măsurat în cele două zile în care animalele au stat în camere de respiraţie comparativ cu grupul de control (p = 0.42). Atât producţia de CH4 (g/zi), cât şi producţia CH4 (g/kg unitate de aport de substanţă uscată) au scăzut cu mai mult de 99% în grupurile MIC şi MARE comparativ cu CONTROL (p < 0.01). Scăderea emisiilor de CH4 la tratamente MIC şi MARE a fost însoţită de o creştere a emisiilor de H2 pe zi (Tabelul 7). Deoarece ambele tratamente au scăzut complet emisiile de metan, trebuie determinată o doză mai mică pentru a obţine niveluri de reducere a metanului între 30 şi 90%. O scădere a dozei zilnice ar asigura că nu se utilizează mai mult bromoform decât este necesar pentru a creşte durata de viaţă a bolusului şi ar scădea riscul de efecte negative asupra animalelor şi de contaminare posibilă a produselor de origine animală. Având în vedere că emisiile de metan sunt complet prevenite, este de remarcat faptul că aportul de substanţă uscată nu a fost afectat negativ, aşa cum s-a observat la hrănirea cu Asparagopsis conţinând bromoform (Roque et al. 2019).

Tabel 7: Aportul de substanţă uscată (DMI) şi emisii de metan (CH4) şi hidrogen (H2) măsurate în camere de respiraţie timp de două zile la juninci dozate cu bolusuri fără bromoform (CONTROL), 300 mg/zi bromoform (MIC) sau 450 mg/zi bromoform (MARE)

CONTROL MIC MARE SED Valoare p DMI [kg/zi] 5.20 4.98 4.50 0.79 0.420 CH4 [g/zi] 120.25a 0.34b 0.77b 2.74 < 0.01 CH4 [g/kg DMI] 23.32a 0.14b 0.11b 0.33 <0.01 H2 [g/zi] 0.15b 20.60a 20.08a 3.46 < 0.01

Concluzie

După cum s-a observat, rezultatele de mai sus indică faptul că tratamentul cu un bolus din prezenta invenţie este foarte eficient câteva săptămâni după administrarea bolusurilor, aşa cum s-a demonstrat prin reducerea de -99% a metanului.

Dacă nu se indică altceva în context, în prezenta descriere şi în revendicări, termenii "cuprind", "cuprinzând" etc. se vor interpreta în sens inclusiv, spre deosebire de un sens exclusiv sau exhaustiv, adică în sensul de "inclusiv, nelimitativ".

Referirea la orice stadiu tehnic anterior în prezenta specificaţie nu se va interpreta ca o recunoaştere sau orice formă de sugestie că acel stadiu tehnic anterior face parte din cunoştinţele generale comune în domeniu în orice ţară din lume.

De asemenea, se poate spune că invenţia constă în mare din părţile, elementele şi caracteristicile

indicate în specificaţie, individual sau colectiv, în oricare sau în toate combinaţiile a două sau mai multe dintre părţile, elementele sau caracteristicile menţionate.

Acolo unde descrierea de mai sus menţionează numere întregi sau componente având echivalenţi cunoscuţi, acele numere întregi sunt încorporate în prezenta ca şi cum ar fi menţionate în mod individual.

Exemplul 4

Metode

Materiale

PLA (3052D), PBS (furnizor Convex) şi PBAT (furnizor Convex) s-au liofilizat în recipiente cu folii de aluminiu folosind un liofilizator Labcono înaintea utilizării pentru a reduce conţinutul de apă în amestecuri.

Fabricarea bolusurilor

S-au realizat amestecuri de PLA (3052D), PBS, PBAT amestecând peletele în următoarele raporturi:

Tabel 8: Compoziţiile amestecurilor preparate (% din greutate)

PLA PBS PBAT 1 100 2 70 30 3 40 60 4 20 80 5 70 30 6 40 60 7 20 80

Amestecurile au fost preparate prin amestecarea topiturii într-un extruder cu doi melci co-rotativi LabTech (LID 44: 1) cu o viteză a melcilor de 200 rpm. Profilul de temperatură a crescut în 11 secţiuni de încălzire ale cilindrului, de la 70°C la gâtul de alimentare la 220°C în cilindrul principal, crescând la 230°C la matriţă. Amestecurile au fost granulate folosind un granulator cu lamă triplă cu o placă de 4 mm (Castin Machinery, NZ). Amestecurile au fost depozitate în recipiente cu folie de aluminiu şi ambalate în pungi cu fermoar înaintea utilizării. Toate amestecurile au fost uscate peste noapte în cuptor la 40°C înainte de turnarea prin injecţie. Barele de tracţiune (ASTM D368) şi barele de impact (ISO 179) au fost produse într-o maşină de turnare prin injecţie BOY 35A, cu un profil de temperatură de 70 până la 220°C de la alimentare la duză. Temperatura matriţei a fost menţinută constantă la 50°C. S-a folosit lanolină ca agent de demulare şi s-a pulverizat în matriţă înaintea producerii fiecărei bare de tracţiune.

Analiza bolusurilor

Contracţia de la turnarea prin injecţie a fost determinată prin măsurarea lăţimii şi grosimii specimenelor de tracţiune, scăderea acestora din lăţimea şi adâncimea matriţei şi împărţire la lăţimea şi adâncimea matriţei, înmulţind cu 100 pentru a obţine un procent. Barele de tracţiune au fost tăiate în secţiuni de ~2 cm folosind un ferăstrău, iar marginile au fost şlefuite cu hârtie abrazivă cu granulaţie 500 până când au devenit netede. Vasele Petri din sticlă, cu fund plat şi cu diametru de 120 cm, au fost umplute cu amestecuri de ceară de albine/bromoform la următoarele concentraţii de bromoform: 33, 50, 67, 75% din greutate. Trei probe din fiecare amestec PLA au fost etichetate, cântărite într-un cântar electronic 4 dp şi au fost măsurate grosimea, lungimea şi lăţimea folosind şublere digitale. Acestea au fost apoi aşezate şi presate uşor în fiecare compoziţie de bromoform/ceară de albine pentru a asigura un contact bun între ceara de albine şi suprafeţele PLA. S-au aşezat apoi capace de sticlă pe vasele Petri şi s-au sigilat cu bandă izolatoare înaintea introducerii în incubator la 40°C.

Probele au fost testate de asemenea cu privire la duritate folosind durometrul Shore D la o greutate de 7 kg şi cu privire la proprietăţile structurale prin XRD.

La fiecare două sau trei zile, probele au fost îndepărtate din vasele Petri, curăţate folosind hârtie absorbantă, cântărite folosind cântarul electronic 4dp şi măsurate cu şublerele digitale.

Absorbţia bromoformului a fost determinată prin măsurarea modificării totale a masei probei şi împărţirea la masa iniţială a probei. Rata de absorbţie a fost determinată împărţind modificarea masei probei între măsurători la suprafaţa probei în contact cu amestecul de bromoform/ceară de albine, împărţind la modificarea în timp între măsurători.

Umflarea a fost determinată prin măsurarea modificării volumului probei şi împărţirea la volumul iniţial al probei.

Rezultate

Turnare prin injecţie

Contracţia pentru PLA a fost de aproximativ 0.2%, crescând la aproximativ 1-1.2% pentru amestecuri PBS şi PBAT în creştere (Figura 16). Persoanele cu competenţe în domeniu cunosc modul de ajustare a contracţiei pentru a produce un bolus de dimensiuni dorite. Se va înţelege că sunt posibile diferite dimensiuni ale bolusului şi acestea nu sunt critice pentru obţinerea unei eliberări întârziate a haloformului pe baza specificaţiilor din prezenta cerere de brevet.

A fost absorbit mai puţin bromoform la concentraţiile bromoformului în ceara de albine sub 50% din greutate, ceea ce sugerează o mobilitate limitată a bromoformului la concentraţii scăzute ale bromoformului în ceara de albine şi o capacitate puternică de reţinere a cerii de albine pentru bromoform (Figura 16B). Pe măsură ce concentraţia de bromoform a crescut în ceara de albine şi fracţiunea de masă a PBAT şi PBS a crescut în PLA, masa de bromoform absorbit a crescut şi rata maximă de absorbţie a crescut de asemenea (Figura 16C şi D). Masele absorbite pentru amestecurile PLA au fost mai mici decât cele pentru 2003D PLA şi PLA imprimat 3D (Figura 16E).

Exemplul 5

Metode

Probele au fost preparate şi analizate aşa cum se descrie în Exemplul 4, dacă nu se indică altceva.

Probele au fost testate de asemenea cu privire la duritate folosind durometrul Shore D la o greutate de 7 kg şi cu privire la proprietăţile structurale folosind XRD înainte şi după expunerea la amestecurile bromoform/ceară de albine.

S-a utilizat PANalytica Empyrean XRD pentru analiza XRD cu un suport plat de probe cu un fascicul reglabil pentru a menţine o zonă expusă de 1 cm pe 5 mm la toate unghiurile între 5 şi 70 2Theta, cu următoarea configuraţie:

Tabel 9: Configuraţia pentru analiza XRD:

Configuraţie Suprafaţă probă plată, proprietar=User-1, Data creării=30/05/2013 9:05:47 AM Goniometru Theta/Theta; treaptă minimă 2Theta:0.0001; treaptă minimă Omega:0.0001 Platformă probă Platformă pentru probe/suporturi plate Sistem difractometru EMPYREAN Material anod Cu Lungime de undă K-Alpha1 1.540598 Lungime de undă K-Alpha2 1.544426 Raport K-Alpha2/K-Alpha1 0.5 Monocromator folosit NU Tensiune generator 45 Curent tub 40 Axă scanare Gonio Interval scanare 5-70 Treaptă scanare 0.01313 Nr. puncte 4417 Tip scanare CONTINUĂ Timp per treaptă 39.27

Datele XRD au fost exportate în Excel, filtrate cu o filtrare în 10 puncte şi cu corecţie faţă de referinţă între 5 şi 60 2theta.

Rezultate

Figura 17 prezintă analiza durităţii amestecurilor PLA înainte şi după expunerea la bromoform. Astfel, incluzând PBS în vehicul, amestecul devine mai puţin sensibil la expunerea la bromoform, ceea ce poate facilita durata de depozitare.

Exemplul 6:

Test de eliberare a unui bolus rigidizat mare (test Rissington)

Bolusurile au fost desenate în Solidworks, convertite în fişiere .stl şi deschise în FlashPrint pentru crearea comenzilor de imprimare. Bolusurile au fost imprimate în trei părţi (înveliş, structură internă şi capac) pe imprimante FlashForge Creator Pro 3D folosind E-Sun PLA+ la umplere 100%, rezoluţie standard, înălţimea primului strat 0.27 mm, înălţimea stratului 0.18 mm, 2 carcase perimetrice, 3 straturi solide superioare, 3 straturi solide inferioare, tipar de umplere hexagonal, viteză de imprimare 60 mm/s, temperatură extruder 200°C şi temperatură placă 50°C.

S-au preparat două compoziţii individuale conţinând 67% şi 55% (din greutate) bromoform în ulei de ricin hidrogenat: parafină (în acest exemplu: raportul a fost 50:50) ca amestec de vehicul. Apoi, amestecul individual de ceară şi bromoform a fost turnat în învelişul cu grosime de 1 mm după introducerea unei tije de zinc ca densificator. Capacul a fost montat şi sigilat cu pistolul de lipit. Testul de eliberare a fost efectuat conform metodei descrise în Exemplul 1 cu o uşoară modificare, folosind un mediu de 2 L, înlocuit zilnic. S-a prelevat un volum de 10 ml probă şi s-a extras cu acetat de etil în mod adecvat înaintea injectării în GC

pentru a cuantifica eliberarea bromoformului.

Bromoformul a fost eliberat la o viteză mai mare din bolusul cu 67% (din greutate) bromoform (1150 mg/zi). Viteza de eliberare a fost mai lentă din bolusul cu 55% (din greutate) bromoform cu 9.5 mg/zi (Figura 18A).

S-au preparat apoi 4 tipuri diferite de bolusuri (câte 2) cu 57% (din greutate) bromoform cu înveliş de 1 mm şi 2 mm şi 55% (din greutate) şi 67% (din greutate) bromoform cu înveliş de 2 mm, cu compoziţie similară a vehiculului şi cu tijă de zinc. Testul de eliberare s-a efectuat conform metodei descrise mai sus. S-a constatat că viteza de eliberare a fost lentă cu învelişul de 2 mm şi viteza de eliberare a fost lentă indiferent de conţinutul de bromoform (Figurile 18B-D). Bolusul cu înveliş de 1 mm cu 57% (din greutate) bromoform a avut un timp de întârziere de 7 zile, ajungând la 240 mg în ziua 8 şi 400 mg în ziua 9 (Figura 18D). Graficul cumulativ pentru 7, 8 şi 9 zile a prezentat cea mai bună ajustare, indicând o viteză de eliberare de 319 mg/zi (Figura 18C).

Fiecare dintre bolusurile respective a fost testat în RME conform metodei descrise în exemplele de mai sus. Bolusurile au fost recuperate după 6 zile de studiu şi examinate vizual. Bolusurile au rămas intacte, fără semne de rupere sau deformări.

Exemplul 7:

Proiectarea unui bolus conţinând bromoform

Într-o aplicare preferată testată în acest exemplu, bolusul conţine un înveliş şi un miez alcătuite aşa cum se defineşte mai jos:

Dimensiuni bolus Lungime 13cm; diametru 3.4cm; greutate 257gm Înveliş Inclusiv un capac; grosime perete: 1 mm; Matrice miez Amestec de două sau mai multe ceruri, de ex. amestec ulei de ricin hidrogenat / parafină Concentraţie bromoform în miez 33% - 75% (din greutate)

Claims (15)

1. Un bolus pentru administrare unui animal rumegător, bolusul cuprinzând:

un miez, unde miezul include un inhibitor de metan administrat animalului rumegător amestecat cu un vehicul; şi

un înveliş care acoperă cel puţin o porţiune a miezului;

unde bolusul este configurat să elibereze inhibitorul de metan prin înveliş într-o perioadă predeterminată de timp,

unde inhibitorul de metan este un haloform, haloformul fiind selectat din lista cuprinzând bromoform, cloroform, iodoform şi combinaţii ale acestora.

2. Bolusul conform revendicării 1, unde vehiculul şi inhibitorul de metan au o afinitate relativ mai mare unul faţă de celălalt comparativ cu afinitatea învelişului şi inhibitorului de metan unul faţă de celălalt.

3. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde haloformul este conţinut în miez într-o cantitate între 30% g şi 80% g.

4. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde vehiculul este o substanţă polară selectată din grupul constând din acid miristic, acid stearic, alcool stearilic, alcool cetilic, alcool cetostearilic, ulei de ricin hidrogenat, ceară de albine, parafină, PEG4000, Carnauba, Candellila, Jojoba, lanolină şi o combinaţie a acestora.

5. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul include un capăt deschis şi unde bolusul include un capac configurat să închidă capătul deschis.

6. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul este format dintr-o substanţă având o duritate Shore D de cel puţin 40 şi/sau mai mică de 70.

7. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul este format dintr-un material plastic prin

care inhibitorul de metan poate migra.

8. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul este fabricat dintr-un material cuprinzând acid poli lactic (PLA) şi polibutilenadipat-tereftalat (PBAT) şi vehiculul cuprinde sau constă din ceară.

9. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul este fabricat dintr-un material care include unul sau mai mulţi excipienţi selectaţi din grupul incluzând plastifianţi, agenţi de întărire şi/sau coloranţi.

10. Un bolus conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul are o grosime a materialului sub 2 mm.

11. Bolusul conform oricărei revendicări anterioare, unde învelişul este configurat să se degradeze într-o perioadă predeterminată de timp.

12. Bolusul conform oricăreia din revendicările 1-11, unde bolusul este adaptat să elibereze inhibitorul de metan într-o perioadă de cel puţin două luni.

13. Utilizarea unui inhibitor de metan şi a unui vehicul într-un bolus pentru reducerea producţiei metanului la un animal rumegător sau pentru reducerea emisiei metanului de la un animal rumegător.

14. O metodă de fabricare a unui bolus conform oricăreia din revendicările de la 1 la 12, cuprinzând:

formarea unui înveliş având o cavitate;

formarea unui miez care include inhibitorul de metan;

transferul miezului în cavitate.

15. Bolusul conform oricăreia din revendicările 1-12, unde miezul bolusului conţine una sau mai multe particule metalice.