CZ142197A3 - Implantable apparatus for introduction active compounds in plants - Google Patents

Description

Implantovatelné zařízení k podávání

Oblast techniky účinných látek rostl i nám* 1}^

Vynález se týká implantovatelného zařízení k podávání _n / 6 K § ⁰ účinných látek rostlinám. Dosavadní stav techniky

M ^{5 ř}’

Podávání účinných látek rostlinám pomoci implantovatejných ‘ 'Í‘O zařízení je samo o sobě Známé a popi sov áné v př i sl ušné_ ’ literatuře. Jako příklady se uvádějí zařízení popisovaná v patentových spisech JP 5803 9602 a AU 84 31497.

Ve spise JP 5803 9602 se uvádějí implantovatelné botnavé systémy účinných látek, které se skládají ze směsi hydrofilních a vodu absorbujících polymerů. Princip funkce těchto systému spočívá v tom, že uvolňováni účinné látky nastává vlivem solubilizace a tím se řídí příjmem vody rostlinou. Tento regulační mechanismus má však následující nedostatky.

Protože přívod účinné látky se děje podle míry absorpce vody, určují se uvolňované dávky stavem hydratáce tkáňových buněk rostliny na místě aplikace. Stupeň hydratáce buněk podléhá však podle zkušeností velkým výkyvům, přičemž šíře výkyvů závisí na stavu hospodaření rostliny s vodou- Extremně nízké nebo vysoké vodní potenciály rostlinných buněk mohou vést buď k přerušení přívodu účinné látky nebo k rychlému uvolňování a následně k nežádoucímu předčasnému vyčerpání systému. Dlouhodobé a spolehlivé řízení množství účinné látky podávaného pro časovou jednotku není při použití těchto systémů možné.

V případě patentového spisu AU 843 1497 jedná se o přívodní systém, který byl vyvinut v první řadě za účelem zavlažování (irigace) a hnojení. Skládá se z porozního keramického implantátu a vnějšího zásobníku plynu nebo kapaliny, jež jsou navzájem spojené. Přívod vody a účinné látky děje se zde využitím kapilárních sil implantovaného tělesa, přičemž přirozený transpiradní proud rostliny představuje hnací sílu potřebnou k dopravování kapaliny nesoucí účinnou látku. Řízení proudu kapaliny a s tím spojené dodávky účinné látky do řídícího rostlinného systému se zde tudíž přenechává samotné rostlině. Tím je zřejmé, že tento systém není vhodný pro přesné dávkování účinné látky, což vylučuje jeho nasazení pro podáván í ochranných prostředků pro rošt1 i ny nebo růstových regulátorů. Pří ochraně rostlin v lesnické a zahradnické praxi je totiž důležité, přizpůsobit potřebu účinné látky specifickým požadavkům právě existujícímu vztahu hostitel-patogen (dočasný vývoj napadení nemoci a škůdcem, výše hospodářských prahů škod). Neposledně má přiváděná dávka účinné látky vliv na výdajovou situaci při ošetřování např. většího rostlinného nebo stromového porostu.

Předkládanému vynálezu je kladeno za úkol, připravit implantovatelné zařízení k podávání účinných látek rostlinám, u něhož by bylo omezeno spojení přívodu účinných látek s vodním hospodařením rostliny na nejmenší míru a bylo možné regulovat množství přiváděných účinných látek při vyloučení obtíži a technických omezení za použití hospodárných prostředků.

Podstata vynálezu proniklého otevřených

Řešení tohoto úkolu se daří u implantovatelného zařízení vytvořeného podle význaků uvedených v nároku 1. Účelná další uspořádání zařízeni se předpokládají podle podružných nároků. Bylo přitom s překvapením zjištěno, že do systému s dutinami jaké jsou v porozním keramickém tělese lze vpravit účinné látky, které po vnesení keramických těles také do zdřevnatělých rostlinných orgánů se uvolňují do rostliny.

Předmětem vynálezu je implantovatelné zařízení k přívodu účinných látek rostlinám ve formě tvarovaného tělesa porami, v němž je poráoh a objem por v době implantace tak, aby množství účinné látky.

K nejdůležitějším charakteristikám zařízeni podle vynálezu účinná látka rozdělena v se podle vynálezu vyměřuje obsahová1 celkové př iváděné patří druh a řádová velikost celkové porozity, tj. objem, velikost a rozptýlení jakož i rozděleni pórů. Jelikož do porozního dutinového systému keramického tělesa se má uložit požadované množství účinných látek, mají shora uvedené parametry pro uvolňování účinné látky rozhodující význam. Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá ve využití jeho pórovitého systému jako hnací a regulační síly při uvolňování účinných látek. Tím se umožňuje dalekosáhlé oddělení uvolňování účinných látek od vodního hospodářství rostliny.

Jako výchozí materiály k výrobě Zařízení podle tohoto vynálezu lze používat různé j í lovíté minerály vyjádřené sumárně vzorci AI2O3.2 SiOz.2 HzO až AI2O3-4 SiOz.HaO. Zde je třeba jmenovat kaoliny (kaolinity, alofany, haloysity), ility (glaukonit), smektity (montmorilonit, nontronit, beidelit) a vermikulity, přičemž tyto jsou obvykle ve směsí. Uvedené jily se vyznačují tím, že ve vlhkém stavu botnají a jsou plasticky formovate1né, avšak po vysušení udržují svůj tvar a při vypalování pří teplotě 800 až 2000 °C, s výhodou 1000 až 1200 °C, se vytvrzují za vzniku nadutých por.Zvlášť vhodné jsou k tomu kaolinity, ility a haloysity, jež mají normálně použití jako keramické suroviny v různých oborech. Používají-li se při výrobě zářízeni podle tohoto vynálezu jíly (směsi různých minerálů), musí být známo jejich mineralogické složení jakož i skladba zrnění, protože tyto parametry určují vlastnosti a zejména podíl pórů tvarovaného keramického tělesa.

U zařízení se však může jednat také o keramická, póry obsahující tvarovaná tělesa, která, podobně jak je tomu u plynobetonu, skládají se z hydraulicky oddělitelných minerálních základních látek, a jejich pórovitý pódii se vyrobí řízenou reakcí chemických komponent.

K ovlivnění pórovité struktury jsou pro odborníka k dispozici následující možnosti:

Volba jílovitých minerálů, variace ve1 ikosti primárních částic, přísada pomocných látek a změna podmínek (teplota a čas) výrobního postupu, ať se při tom jedná o termický nebo reakt i vn i proces.

Podle vynálezu se výchozí materiály volí tak, aby z nich vyráběné implantovatelné zařízení mělo skladbu s pórovitým obsahem asi 70 až 95 %, zejména 80 %. Rozsah velikostí pórů u zařízení podle tohoto vynálezu je poměrně široký a zahrnuje hodnoty 0,05 až 5,0 pm. Jako výhodnou šířku póru je třeba uvést rozsah 0,1 až 2,0 jum.

Používají-li se jilovité minerály o stejné velikosti primárních částic, získá se zpravidla poměrně homogenní porové spektrum (malé řízení velikosti por). Velikost zrnění používaných materiálů lze zjistit proseváním a sedimentací ve vodě. Výhodná velikost částic je v rozsahu < 2 jim. Obměnou velikosti částic lze řídit porozitu.

Další možnosti, jak je možné měnit porovitost zařízení podle vynálezu, je nasazení různých přídavných látek při výrově zařízení. Jak je známo, dochází při výrobě keramických výrobků k zmenšeni jejich objemu vlivem odstranění vody. Aby se působilo proti možnému úbytku pórovitého prostoru, používají se tak zvané zhubňující prostředky. Přísadou těchto látek se dosáhne toho, že se odstraněná voda nahradí vzdušnými porami. Jako vhodné doplňující prostředky lze zde jmenovat například kyselinu křemičitou (ve formě křemene nebo kvarcitu) nebo mleté Šamoty.. Použitím zhubňujících prostředků se zlepšuje současně mechanická pevnost konečného výrobku.

Dalšími přídavnými látkami zlepšujícími výrobek, jež lze používat při výrobě zařízení podle tohoto vynálezu, jsou prostředky vytvářející póry. Sem patří organické vlákenné látky, jako je papírový kal a dřevná mouka, nebo jiné hořlavé materiály, jako hnědé uhlí, vápenec a vypěněný polystyren. Vpracovávají se do surovinové masy a potom se během slinovacího postupu vypalují za odplynění.

Jako o další možnosti, jak lze regulovat porovitost u zařízení podle tohoto vynálezu, budiž zde zmínka o termických podmínkách pří výrobě, zejména postupu při vypalování. Jak je známo, nastává při zvyšování vypalovací teploty úbytek porovitosti a nárůst mechanických vlastností keramických výrobků. Odborník může takto určovat postup při vypalování během jednotlivých stadií, takže se dosáhne požadovaných vlastnosti co do porozity zařízeni podle vynálezu.Jako výhodnou vypalovací teplotu je zde třeba uvést rozsah 950 až

1050, popřípadě 1O00 aš 1200 °C.

K naplnění účinnou látkou se zařízení podle vynálezu (porozní tvarované těleso) napojí vodným roztoke účinné látky. Koncentrací účinné látky v roztoku lze řídit obsah účinné látky v zařízení. Popřípadě lze napojení účinnou látkou také několikrát opakovat, aby se dosáhlo větších obsahů účinné látky. Podle vynálezu můše být obsašeno 1 aš 20 % hmotnostních účinné látky v zařízení, přičemš účinné látky mohou být obsašeny samotné nebo ve směsi navzájem.

Jako účinné látky se mohou poušívat v principu všechny látky, jimiš lze ovlivňovat pochody v rostlinných nebo zvířecích organizmech. V rámci předkládaného vynálezu se nasazují především prostředky na ochranu rostlin, jako jsou fungicidy a insekticidy.

Objasňující, avšak nikoliv omezující příklady účinných látek, ješ lze přivádět rostlinám zařízením podle tohoto vynálezu, jsou fungicidy, např. Benomyl, Bromuconazol, Bitertanol, Etaconazol, Flusilazol, Furalaxyl, Fosetyl-Al, Imazal i 1, Metalaxyl, Penconazol, Propi conazol, Thiabendazol, Triadimefon, Triadiměno1 nebo Triforine,

- insekticidy, např. Euthocarboxin, Dimethoat, Fenoxycarb, Methamy, Oxamyl, Oxydemteron-methyl, Pirimicarb nebo Propoxur, hnijova, např. superfosfát nebo Thomasova moučka (fosfát).

Zařízení podle vynálezu lze získávat ve formě tvarovaných kusů různé geometrie. Zvlášť výhodně jsou válcovité, tyčinkovité a kulovité částicové kusy. Účelně jsou vyměřeny tak, še jsou ručně snadno ovladatelné. Jednotlivě je velikost částic 2,0 aš 100 mm, s výhodou 5 aš 50 mm.

Zvlášť výhodnou prováděcí formou implantátu podle vynálezu je zařízení, u něhož je na tuhé desce upevněn jeden nebo více keramických tvarovaných součástí. Deska je z mechanicky odolného materiálu, příznivého pro rostlinné pletivo. Zvlášť vhodné k tomu je zde dřevo. Zvláštní výhodnost této prováděcí formy spočívá v tom, še deska uzavírá dutinový prostor v rostlině a tím tvoří ochranný kryt a vylučuje nešádoucí možnost výstupu účinné látky anebo toto alespoň minimalizuje.

Zařízeni podle vynálezu se implantuje do osy prutu rostliny tak, že se nasadi do předem vytvořených dutých prostorů (např. vyvrtaných děr). Zvlášť výhodné je zařízení k použití u rostlin se zdřevnatělými výhonky (u keřů a stromů).

Vynález je dále objasňován na podkladě následujícího přikladu.

Přiklad provedeni vynálezu

Do 500 g jíloví té směsi, skládající se ze stejných hmotnostních dílů zvětralého bahnitého jílu (Blauton) 38/40 a Satzveyer Blautonu, s obsahem vody 15 % hmotnostních a následující skladbou velikosti zrnění:

Ve1 i kost zrněn i % hmotnostn i

0 v jim
> 63	2,0
63-20	1,7
20-6,3	1,7
6, 3-2, O	7,2
<2,0	88,4

se přidá 25 g předem ve vodě nabotnalých pilin, jež se mechanicky vpracují (vmíchají). Potom se zvýši obsah vlhkosti tak zvané masy přidáním vody do 40 % hmotnostních.

Takto vyrobená plastická masa se zpracuje ve vytlačovacím stroji nejprve ne nudlové zboží“, které se potom řeže na válcovité tvarované díly (6 cm x 2 cm x 1 cm). Takto získané surově polotovary se suší v sušárně při 30 °C po dobu 24 hodin. Potom se vysušené zboží vypaluje v elektricky vytápěné peci (fy Naber-Therm) pří plynulém zvyšování teploty. Doba pobytu polotovarů v hlavním rozsahu vypalovací teploty (950 °C) je při tom 1,5 hodiny. Po ochlazení tvarovaných dílů se zjistí jejich konečné rozměry (5,1 cm x 1,7 cm x 0,85 cm) a celková porovitost (60 %).

K naplnění účinnou látkou se díly napojí lOZnim roztokem Al-Fosetylu. Množství účinné látky, umístěné do pórovitého systému, se zjistí pomoci změny hmotnosti zařízení a koncentrace účinné látky a činí 0,2 g/zařízení.

Vynález poskytuje velmi jednoduché, snadno ovladatelné a cenné zařízení pro přívod účinné látky, které znamená zejména uvnitř měst, kde chemické ošetření je problematické, cennou alternativu vzhledem ke konvenčním technikám.

Claims (9)

1. Do dutých prostorů rostliny i mpl antovate-lné autarkní zařízení s množstvím účinných látek pro rostlinu, které se přivádí rostlině během implantační doby, vyznačuj ící se keramickým tělesem s otevřenými porami, jehož dostačující celkový pórovatý objem pro příjem množství účinné látky v rozpuštěné či dispergované formě je napojen roztokem nebo disperzí účinné látky a jeho velikost pórů a jejich rozděleni jsou přizpůsobeny požadované uvolňované dávce účinné látky.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že keramické těleso je z minerálních základních látek, vypalovaných při teplotách 800 až 2000 °C, s výhodou 1000 až 1200 °C, přičemž se suroviny volí z následujících skupin jílovitých minerálůkaoliny (kaolinity, alofany, haloýsity), ility (glaukonit), smektíty, (montmori 1onit, nontronit, beidelit), chlority a vermikulity.

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že keramické těleso je z hydraulicky vytvrzovaných minerálních základních látek, které mají objem pórů vyvolaný s výhodou chemickou reakc í.

4. Zařízení podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že póry keramického tělesa jsou vytvořeny při vypalování v podstatě rozkladem přimíchaných, teplem rozložitelných přísad, zejména ze skupiny zahrnující pilinovou mouku, papírový kal, hnědé uhlí, pěnový polystyren, vápenec a křídovou mouku.

5. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 4, vyznačuj ící se tím, že keramické těleso má spektrum velikosti pórů o hodnotách 0,05 až 5, 0 jim, s výhodou 0,1 až 2,0 pm.

6. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsaženými účinnými 1átkami jsou systémicky nebo lokálně systémicky působící prostředky k ochraně rostlin, prostředky k posílení rostlin, růstové regulátory, živiny nebo jiné prostředky k řízení biologických procesů.

7. Zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je spojeno ochranným krytem ve formě desky vhodné k uzavření dutého prostoru rostliny.

8. Použití zařízení podle jednoho nebo několika z předchozích nároků k implantování do předem vytvořených dutých prostor osy prutu roštlín.

9. Způsob výroby zařízení podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se nejprve vyrobí porozní keramické tvarované těleso a do něho se vpraví napojením účinná látka v tekuté formě.