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WO2019109155A1 - Biodegradable particle and use - Google Patents

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WO2019109155A1
WO2019109155A1 PCT/BR2018/000072 BR2018000072W WO2019109155A1 WO 2019109155 A1 WO2019109155 A1 WO 2019109155A1 BR 2018000072 W BR2018000072 W BR 2018000072W WO 2019109155 A1 WO2019109155 A1 WO 2019109155A1
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WO
WIPO (PCT)
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oil
particle
release
mosquito
particles
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/BR2018/000072
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French (fr)
Portuguese (pt)
Inventor
Juliana Dias MAIA
Ana Silvia PRATA
Johan Bernard Ubbink
Marcio SCHMIELE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
Original Assignee
Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
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Publication date
Application filed by Universidade Estadual de Campinas UNICAMP filed Critical Universidade Estadual de Campinas UNICAMP
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Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

The present invention describes a biodegradable particle with proven larvicidal properties to combat the Aedes aegypti mosquito and as a result of this fact it has come to the fore as an economically viable and also sustainable alternative for the elimination of this vector. The particle is dried and upon immersion in water it swells and allows the release of the oil, thereby killing all the larvae in a specific concentration.

Description

PARTÍCULA BIODEGRADÁVEL E USO  BIODEGRADABLE PARTICLE AND USE

Campo da invenção:  Field of the Invention:

[001] A presente invenção se insere no campo dos biocídas contendo material obtido a partir de plantas e descreve uma partícula biodegradável a qual compreende o óleo essencial de tomilho ( Thymus vulgaris ) encapsulado em amido.  The present invention is in the field of bioccids containing material obtained from plants and describes a biodegradable particle which comprises the starch encapsulated thyme essential oil (Thymus vulgaris).

[002] A partícula desta invenção apresenta propriedades larvicidas comprovadas contra o mosquito Aedes aegypti e, em vista deste fato, surge como uma alternativa economicamente viável, além de sustentável, para eliminação deste vetor.  The particle of this invention has demonstrated larvicidal properties against the Aedes aegypti mosquito and, in view of this fact, appears as an economically viable alternative, besides sustainable, for elimination of this vector.

[003] A partícula é desidratada e ao ser imersa em água, a mesma incha, lixivia e permite a liberação do óleo, ocasionando a morte de todas as larvas em determinada concentração.  The particle is dehydrated and when immersed in water, it swells, leaches and allows the release of the oil, causing the death of all the larvae in a certain concentration.

Fundamentos da. invenção:  Fundamentals of. invention:

[004] Doenças transmitidas por mosquitos, tais come malária, febre amarela, dengue, fílariose e leishmaniose são problemas de saúde pública em países cora clima tropical, como o Brasil. Maís específicamente, dengue, febre amarela, zika e chikungunya são doenças que podem ser transmitidas para os humanos pela picada de um mosquito Aedes aegypti infectado .  Mosquito-borne diseases such as malaria, yellow fever, dengue fever, filariasis and leishmaniasis are public health problems in countries with a tropical climate, such as Brazil. More specifically, dengue, yellow fever, zika and chikungunya are diseases that can be transmitted to humans by the bite of an infected Aedes aegypti mosquito.

[005] bilhares de casos de enfermidades transmitidas pelo mosquito Aedes aegypti são registradas no Brasil e percebe-se o aumento anual dos casos de óbitos decorrentes. Apenas a conscíentização da população para evitar o acúmulo de água parada para evitar a proliferação do mosquito não tem sido su ficiente .  [005] billions of cases of diseases transmitted by the Aedes aegypti mosquito are registered in Brazil and the annual increase in cases of deaths is noted. Only the awareness of the population to avoid the accumulation of still water to avoid mosquito proliferation has not been sufficient.

[006] As consequências da febre amarela e da dengue já são conhecidas, porém, os efeitos do vírus da zika e da chikungunya foram recentemente descobertos. Específícamente, a relação entre a infecção causada pelo vírus da zíka em mulheres grávidas é o nascimento de crianças com microcefalia , o que tem atraído atenção mundial. [006] The consequences of yellow fever and dengue fever are already known, however, the effects of zika virus and chikungunya were recently discovered. Specifically, the relationship between infection caused by zyka virus in pregnant women is the birth of children with microcephaly, which has attracted worldwide attention.

[007] Apesar de já existir vacinas para algumas doenças, ainda não existe para todas. Além disso, os vírus responsáveis pela transmissão de tais enfermidades podem sofrer mutação e novas doenças podem surgir ocasionalmente .  [007] Although there are already vaccines for some diseases, it does not yet exist for all. In addition, viruses responsible for the transmission of such diseases may mutate and new diseases may occasionally arise.

[008] As infecções pelo Aedes aegypti são causadas pelo fato deste ser um mosquito doméstico, o qual se aloja nas casas ou próximo a elas, especialmente em áreas urbanas e locais com alta densidade populacional.  [008] Aedes aegypti infections are caused by the fact that this is a home mosquito, which is housed in or near houses, especially in urban and local areas with high population density.

[009] Os surtos de contaminação geralmente ocorrem no verão em regiões tropical e subtropical, devido à combinação de temperatura elevada e alta intensidade de pancadas de chuva .  Contamination outbreaks usually occur in the summer in tropical and subtropical regions due to the combination of high temperature and high intensity of rain showers.

[010] 0 Aedes aegypti é um mosquito que se reproduz em águas paradas e apresenta hábitos diurnos. Um mosquito fêmea coloca em média 120 ovos por vez e estes podem reter sua viabilidade por mais de um ano se mantidos em estado seco. Quando em contato com a água, os ovos eclodem e se desenvolvera em larvas, tornando-se mosquitos adultos após um período de 5 a 18 dias em média.  [010] Aedes aegypti is a mosquito that reproduces in still waters and presents daytime habits. A female mosquito averages 120 eggs at a time and these can retain viability for more than a year if kept in the dry state. When in contact with water, eggs hatch and develop into larvae, becoming adult mosquitoes after a period of 5 to 18 days on average.

[011] O estágio de larva é o período de alimentação e crescimento. A duração depende de fatores como temperatura, disponibilidade de nutrientes e quantidade de larvas, podendo variar de 5 dias a diversas semanas.  [011] The larval stage is the feeding and growing period. The duration depends on factors such as temperature, availability of nutrients and amount of larvae, and can vary from 5 days to several weeks.

[012] A fase de pupa é a última fase de desenvolvimento em ambiente aquoso e dura em torno de dois a três dias e corresponde à metamorfose para o estágio adulto. Após este período, elas se tornam mosquitos adultos (ambiente terrestre), vivendo, em média, 45 dias, The pupal phase is the last stage of development in an aqueous environment and lasts for about two to three days and corresponds to the metamorphosis for the adult stage. After this period, they become adult mosquitoes (terrestrial environment), living on average 45 days,

[013] O mosquito se desenvolve em dois ambientes: o aquático (fase larva com estágios L1, L2 e L3 e fase pupa ) e terrestre (fase adulta). Para evitar que o mosquito se torne ura vetor de doenças, é necessário agir na fase larva (em ambiente aquoso), pois assim os vírus responsáveis pelas doenças não terão como serem transmitidos.  The mosquito develops in two environments: the aquatic (stage larva with stages L1, L2 and L3 and pupal phase) and terrestrial (adult phase). To prevent the mosquito from becoming a vector of diseases, it is necessary to act in the larval phase (in the aqueous environment), because the virus responsible for the diseases will not be able to be transmitted.

[014] Eliminar o mosquito em sua fase adulta é muito mais dificil devido à grande área a ser aplicado o inseticida, além de serem necessárias várias reaplicações para o efeito continuar sendo observado. Hoje, muitos inseticidas sintéticos e repelentes são comercializados. Porém, o uso repetido destes causam problemas como resistência, poluição do meio ambiente, desestabil.izaçâo de ecossistemas e intoxicação de organismos não alvo, incluindo nós, seres humanos .  [014] Eliminating the mosquito in its adult phase is much more difficult due to the large area to be applied the insecticide, in addition to several reapplications for the effect to continue being observed. Today, many synthetic insecticides and repellents are marketed. However, repeated use of these causes problems such as resistance, pollution of the environment, destabilization of ecosystems and intoxication of non-target organisms, including us, humans.

[015] Substâncias naturalmente presentes em plantas (extratos ou óleos essenciais) apresentam inúmeras vantagens em comparação com os inseticidas sintéticos, pois são constituídos por várias substâncias. Dependendo das condições de estresse, a planta pode produzir metabólicos secundários para atrair insetos polinizadores ou repelir insetos predadores. A identificação e quantificação destas substâncias ê importante como parâmetro da eficácia inset icida da p1anta .  [015] Substances naturally present in plants (extracts or essential oils) have many advantages compared to synthetic insecticides because they are made up of several substances. Depending on the stress conditions, the plant may produce secondary metabolites to attract insect pollinators or repel predatory insects. The identification and quantification of these substances is important as a parameter of the insecticidal efficacy of the palm.

[016] Salienta -se que ura único composto não é , necessariamente, responsável pela atividade biológica da planta, de modo que pode ocorrer um sinergísmo entre as substâncias presentes, potencial! zando o seu efeito. [017] Larv.icid.as sintéticos são, em geral, constituídos por substâncias químicas isoladas. Desta forma, o seu custo de produção é elevado, pois é necessário isolar o composto ativo cada vez com maior frequência, devido à rápida adaptação. Uma vez que não há efeito sinergistico, o desenvolvimento da resistência é potencializado, havendo necessidade de trocar frequentemente o tipo de larvicida sintético para ter o efeito desejado. It is pointed out that a single compound is not necessarily responsible for the biological activity of the plant, so that a synergism between the potential substances may occur! effect. [017] Synthetic larvae are generally composed of isolated chemicals. In this way, its cost of production is high, since it is necessary to isolate the active compound more and more frequently, due to the rapid adaptation. Since there is no synergistic effect, the development of resistance is potentiated, necessitating the frequent switching of the synthetic larvicide type to have the desired effect.

[018 ] Além de os extratos e óleos serem provenientes de fontes renováveis, o desenvolvimento de resistência pelos mosquitos ocorre de maneira mais lenta ou quase não ocorre, uma vez que as substâncias são compostas de associações complexas de princípios ativos (efeito sinergistico).  [018] In addition to extracts and oils from renewable sources, the development of mosquito resistance occurs more slowly or almost non-occurring, since the substances are composed of complex associations of active principles (synergistic effect).

[019] Enquanto os mais diversos compostos podem ser identificados em extratos de plantas ou óleos essenciais, em geral, o componente principal determina as propriedades biológicas .  [019] While the most diverse compounds can be identified in plant extracts or essential oils, the principal component generally determines the biological properties.

[020] O composto ativo pode ser isolado, porém, é frequentemente observado que ura composto isolado ê menos eficaz do que a mistura do complexo do qual o mesmo é isolado, descido ao efeito sinergistico.  The active compound may be isolated, however, it is often observed that an isolated compound is less effective than the mixture of the complex from which it is isolated, down to the synergistic effect.

[021] A encapsulação surge como um método de proteção do ativo, além de melhorar a manipulação e o transporte, liberar gradualmente e no momento desejado e reduzir a quantidade de composto necessário para obter a atividade desejada.  [021] Encapsulation emerges as a method of protecting the asset, in addition to improving handling and transport, releasing gradually and at the desired time and reducing the amount of compound needed to achieve the desired activity.

[022] Sendo assim, a presente invenção faz referência a uma partícula biodegradável, que compreende óleo essencial de tomilho encapsulado e.m amido de milho, a qual é capaz de eliminar as larvas do mosquito Aedes aegypti em. determinada concentração. [023] A encapsulação da partícula foi realizada pelo processo de extrusão termoplástica. O mesmo foi escolhido pelo fato de não utilizar solventes químicos; ser continuo, rápido e com alto rendimento; ter baixo tempo de residência; não gerar efluentes químicos; ser escalonávei; apresentar versatilidade operacional e permitir a obtenção de um produto com baixo teor de umidade . Accordingly, the present invention relates to a biodegradable particle comprising essential oil of thyme encapsulated in corn starch which is capable of killing the larvae of the Aedes aegypti mosquito. concentration. [023] Particle encapsulation was performed by the thermoplastic extrusion process. The same was chosen because it did not use chemical solvents; be continuous, fast and with high yield; have a low residence time; do not generate chemical effluents; be scalable; to present operational versatility and to obtain a product with a low moisture content.

Estado da técnica:  State of the art:

[024] Alguns documentos do estado da técnica descrevem o uso de óleos vegetais como agentes inseticidas, bem como a encapsulação dos mesmos em amidos.  [024] Some prior art documents describe the use of vegetable oils as insecticidal agents as well as the encapsulation thereof in starches.

[025] O documento "Encapsulation - a convenient way to extev.d the persistence of the effect of ecofrlendly mosquito larvicides" descreve um método de microencapsulaçâo com amido, o qual consiste na aplicação de fluido supercritico para encapsular óleos essenciais que poderá ser usados como larvicidas .  The document "Encapsulation - a convenient way to extev.d the persistence of the effect of ecofrlendly mosquito larvicides" describes a method of microencapsulation with starch, which consists of the application of supercritical fluid to encapsulate essential oils that can be used as larvicides.

[026] O uso de fluido súpercritico exige uma produção a alta pressão, sendo um processo com elevado custo, perigoso e com baixo rendimento. A produção de partículas pela técnica de extrusão, tal como aqui proposto, é um processo rápido, contínuo, relat. ivamente barato, que não utiliza solventes químicos, não gera efluentes e opera em escala industrial.  [026] The use of supercritical fluid requires high pressure production, being a high cost, dangerous and low yielding process. The production of particles by the extrusion technique, as proposed herein, is a rapid, continuous, rel. it does not use chemical solvents, does not generate effluents and operates on an industrial scale.

[027] "Monoterpenes from thyme (Thymus vulgaris) as potential mosquito repellents" , trata-se de compostos puros (monoterpenes isolados, tal como o timol) do ólea de tomilho, os quais foram adicionados a uma composição repelente base.  [027] Monoterpenes from thyme (Thymus vulgaris) as potential mosquito repellents, are pure compounds (isolated monoterpenes, such as thymol) from thyme oil, which have been added to a base repellent composition.

[028] Diferentemente da presente invenção, os repelentes atuam sobre o mosquito em sua fase adulta. Ainda, os compostos presentes no óleo essencial de tomilho, tal como descrito nesta invenção, podem agir com sinergia sob as larvas para eliminar o mosquito em sua fase inicial, di ferentemente dos compostos isolados, tal como previsto no artigo acima mencionado. [028] Unlike the present invention, repellents act on the mosquito in its adult phase. In addition, the compounds present in the thyme essential oil, such as described in this invention, may act synergistically with the larvae to eliminate the mosquito in its initial phase, differently from the isolated compounds, as provided for in the above-mentioned article.

[029] O documento CN 101420818 A descreve a produção de um gel para encapsular óleos essenciais, inclusive óleo de tomilho, para uso no controle / redução de uma população de insetos, tal como o A. aegypti.  CN 101420818A discloses the production of a gel for encapsulating essential oils, including thyme oil, for use in controlling / reducing an insect population, such as A. aegypti.

[030] O método de encapsulaçào consiste na formação de uma emulsão, a qual pode não ser estável ao longo do tempo, resultando em uma partícula úmida e com estabilidade questionável à temperatura ambiente.  The encapsulation method consists in the formation of an emulsion, which may not be stable over time, resulting in a moist particle and of questionable stability at room temperature.

[031] Em Jp 2004099536, é descrita a produção de partículas adesivas para aplicação era fibras (têxtil, ou papel) para atuarem como repelentes de insetos, usando o amido como agente retículante para formação de partículas em ge 1.  In EP 2004099536, the production of adhesive particles for application was fibers (textile, or paper) to act as insect repellents, using the starch as a reticulant agent to form particles in ge 1.

[032] A partícula de óleo de tomilho obtida, tal como descrito na presente invenção, age sobre as. fases ovo e larva do mosquito, eliminando-o era sua fase inicial (ambiente aquoso) e impedindo o vetor de proliferar doenças. Os repelentes, tal como descritos no pedido japonês, atuam no mosquito na sua fase adulta e requer várias aplicações para continuar tendo o efeito desejado.  The thyme oil particle obtained, as described in the present invention, acts on the. egg and larval phases of the mosquito, eliminating it was its initial phase (aqueous environment) and preventing the vector from proliferating diseases. Repellents, as described in the Japanese application, act on the mosquito in its adult phase and require several applications to continue having the desired effect.

[033] O US 2008/0131538 Al , por sua vez, descreve a produção de microparticulas de amido que apresentam uma estrutura extremamente porosa, as quais são carregadas por adsorção .  US 2008/0131538 Al, in turn, describes the production of starch microparticles having an extremely porous structure, which are loaded by adsorption.

[034] Dessa forma, não hà garantia de que o óleo estará totalmente dentro da partícula (uma vez que o mesmo é adsorvido) , nem se sabe como será sua liberação. [034] In this way, there is no guarantee that the oil will be totally inside the particle (since it is adsorbed), nor is it known how it will be released.

Breve descrição da invenção:  BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION:

[035] Esta invenção descreve uma partícula biodegradável compreendendo o óleo de tomilho encapsulado em amido de milho .  [035] This invention describes a biodegradable particle comprising the corn starch encapsulated thyme oil.

[036] A partícula desta invenção apresenta propriedades larvicidas comprovadas contra o mosquito Aedes aegyptx e, em vista deste fato, surge como uma alternativa economicamente viável, além de sustentável, para eliminação deste vetor.  The particle of this invention has demonstrated larvicidal properties against the Aedes aegyptx mosquito and, in view of this fact, appears as an economically viable alternative, besides sustainable, for elimination of this vector.

[037] A partícula é desidratada e ao ser imersa em água, a mesma incha, lixívia e permite a liberação do óleo, ocasionando a morte de todas as larvas em determinada concentração .  [037] The particle is dehydrated and when immersed in water, it swells, bleaches and allows the release of the oil, causing the death of all larvae in a certain concentration.

Breve descrição da figura:  Brief description of the figure:

[038] A figura 1 representa graficamente as cinéticas de lixiviação, inchamento e liberação de óleo da melhor partícula .  Figure 1 graphically shows the kinetics of leaching, swelling and oil release of the best particle.

[039] A figura 2 ilustra as partículas obtidas com diferentes recheios (óleo livre e óleo emulsi ficado) e o mecanismo de liberação do óleo ao entrar em contato com a rlCfUtÀ„  Figure 2 shows the particles obtained with different fillings (free oil and emulsified oil) and the oil release mechanism on coming into contact with the "

Descrição detalhada da. Invenção:  Detailed description of. Invention:

[040] Esta invenção descreve uma partícula biodegradável compreendendo o óleo de tomilho encapsulado em amido de milho, obtendo partículas de Q, 18 a 0,32 cm de diâmetro.  [040] This invention describes a biodegradable particle comprising the thyme oil encapsulated in corn starch, yielding particles of 0.8 to 0.32 cm in diameter.

[041] As partículas foram produzidas sem recheio e cora recheio (óleo liarre e óleo emulsificado com amido modificado, com menos de 10 % de em base seca) .  [041] The particles were produced without filling and filling (liar oil and emulsified oil with modified starch, less than 10% dry basis).

[042] A partícula apresenta propriedades larvicidas contra o mosquito Aedes aegypti e, em vista deste fato, surge coroo uma alternativa economicamente viável e sustentável para a eliminação deste vetor. [042] The particle has larvicidal properties against the Aedes aegypti mosquito and, in view of this fact, arises an economically viable and sustainable alternative for the elimination of this vector.

[043] O óleo livre de tomilho comercial resulta em CL99 (concentração letal para eliminar 99 % da população) igual a 94 ma / mL em 24 h, indicando ser um composto eficiente para o fim desejado. De acordo cora o perfil químico volátil analisado por cromatografia gasosa, o tímol é o composto majoritário do óleo de tomilho, correspondendo a 53 % do seu total . [043] Commercial thyme free oil results in CL 99 (lethal concentration to eliminate 99% of the population) equal to 94 μg / ml in 24 h, indicating to be an efficient compound to the desired end. According to the volatile chemical profile analyzed by gas chromatography, the thymol is the major compound of the thyme oil, corresponding to 53% of its total.

[044] O amido de: milho foi escolhido como material de parede por ser facilmente disponível, abundante, barato, atóxico e por inchar ao entrar em contato com a água (favorecendo, assim, a liberação do ativo).  [044] Corn starch has been chosen as a wall material because it is readily available, abundant, inexpensive, non-toxic and because it swells when it comes in contact with water (thus favoring the release of the active substance).

[045] Foram utilizados três tipos de amido de milho com diferentes teores de amilose variando entre 1,8 a 71 % . As partículas foram produzidas com os respectivos amidos puros e com duas misturas intermediárias entre eles.  [045] Three types of corn starch with different amylose contents ranging from 1.8 to 71% were used. The particles were produced with the respective pure amides and with two intermediate mixtures between them.

[046] As referidas partículas foram obtidas por extrusâo termoplástica em extrusor mono-rosca e dupla-rosca, com uma temperatura inferior àquela geralmente utilizada para ocorrer a expansão dos extrusados expandidos (150 °C) , com o intuito de reduzir a volatilisação e degradação do coraposto ativo .  [046] These particles were obtained by thermoplastic extrusion in a single-screw and double-screw extruder, with a temperature lower than that generally used to expand the expanded extrudates (150 ° C), in order to reduce the volatilization and degradation of the active coroldo.

[047] Outras vantagens do processo de encapsulação por extrusâo do óleo de tomilho com amido de milho são:  [047] Other advantages of the process of encapsulation by extrusion of the thyme oil with corn starch are:

- a redução do teor de umidade da partícula, reduzindo a deterioração microbiológica e proporcionando que as partículas sejam armazenadas em temperatura ambiente (aumento da estabilidade e da vida útil, o que facilita a sua comercialização) ; e - o inchamento e a lixiviação graduais das partículas, devido à absorção gradativa de água e a consequente liberação do ativo. - reducing the moisture content of the particle by reducing microbiological deterioration and allowing the particles to be stored at room temperature (increasing stability and shelf life, which facilitates their commercialization); and - gradual swelling and leaching of the particles due to the gradual absorption of water and the consequent release of the active substance.

[048] O óleo de tomilho ainda atuou como agente piastici zante , participando das reações fisíco-quírnícas e como agente melhorador durante o processo de extrusâo.  [048] Thyme oil still acted as a plasticizing agent, participating in the physico-chemical reactions and as an enhancer during the extrusion process.

[049] A partícula obtida é desidratada (teor de umidade entre 3 a 11 % dependendo da formulação) e, ao ser imersa em água, a mesma incha e permite a liberação do óleo, devido a difusão do óleo para a fase aquosa através dos pores do material de parede, ocasionando, assim, a morte de todas as larvas em determinada concentração.  The particle obtained is dehydrated (moisture content between 3 to 11% depending on the formulation) and, when immersed in water, it swells and allows the release of the oil, due to the diffusion of the oil to the aqueous phase through the pores of the wall material, thus causing the death of all larvae in a given concentration.

Caracterização das partículas:  Characterization of the particles:

Efíciência de encapsulãção :  Encapsulation Efficiency:

[050] O processo de encapsulação via extrusâo termoplástica proporcionou a manutenção da atividade biológica do óleo de tomilho.  [050] The process of encapsulation via thermoplastic extrusion provided the maintenance of the biological activity of the thyme oil.

[051] Dependendo do teor de amilose e do tipo de recheio, a eficiência de encapsulação das partículas foi entre 50 e [051] Depending on the amylose content and the type of filling, the encapsulation efficiency of the particles was between 50 and

70 % . 70%.

Inchamento e lixiviação :  Swelling and leaching:

[052] O inchamento é o resultado da entrada de água na matriz e indica que a estrutura molecular e que as: cadeias de amido estão sendo modificadas. A água absorvida reduz a ligação de hidrogénio entre as cadeias de amido e aumenta a mobilidade molecular das mesmas. Uma maior absorção de agua leva à formação de canais na matriz hidratada, permitindo o transporte di fusionai do composto: ativo. [052] Swelling is the result of the entry of water into the matrix and indicates that the molecular structure and that the : starch chains are being modified. The water absorbed reduces the hydrogen bond between the starch chains and increases the molecular motility thereof. Further water absorption leads to the formation of channels in the hydrated matrix, permitting the diffusion transport of the active compound.

[053] Conforme mencionado acima, a liberação de ativos altamente hidrofóbicos como o timol é controlada também pela lixiviação da matriz (perda de sólidos) . O grau de lixiviação é ura parâmetro importante correlacionando com a liberação do atrio . [053] As mentioned above, the release of highly hydrophobic actives such as thymol is also controlled by leaching of the matrix (loss of solids). The degree of leaching is an important parameter correlating with the release of the atrium.

[054] Na Figura 1, observa-se a relação entre as cinéticas de inchamento (absorção de água), lixiviação (perda de sólidos do material de parede) e liberação do óleo. Houve grande correlação entre as cinéticas de inchamento e liberação. Q inchamento, a lixiviação e a liberação máximas ocorrem nas primeiras 24 horas.  [054] Figure 1 shows the relationship between swelling kinetics (water absorption), leaching (loss of solids from wall material) and oil release. There was a great correlation between the kinetics of swelling and release. The maximum swelling, leaching and release occurs within the first 24 hours.

[055] Dependendo do tipo de recheio e do teor de amilose, verificou-se que o inchamento, a lixiviação e a liberação variam entre as diferentes formulações.  [055] Depending on the type of filling and the amylose content, swelling, leaching and release have been found to vary between the different formulations.

[056] O grau de lixiviação dependerá da composição do amido e da sua organização molecular . Tipicamente, uma cadeia de amilose linear curta irá lixiviar mais facilmente em solução do que moléculas de amilopectina altamente ramificadas e de alto peso molecular.  [056] The degree of leaching will depend on the composition of the starch and its molecular organization. Typically, a short linear amylose chain will leach more easily in solution than highly branched and high molecular weight amylopectin molecules.

[057] Além disso, espera-se que amidos amorfos totalmente gelat inizados se dispersem mais facilmente do que amidos nativos, parcialmente cristalinos ou retrogradados.  [057] In addition, fully gelatinized amorphous starches are expected to disperse more easily than native, partially crystalline or retrogradated starches.

Mecanísrao de liberação :  Mechanism of release:

[058] Em relação ao material de parede, a lixiviação fragiliza ainda mais a estrutura da partícula, favorecendo a saida do composto ativo, enquanto que o inchamento determina a formação dos poros dentro da partícula . Em relação ao ativo, o coeficiente de partição limita a quantidade que pode estar disponível em meio aquoso.  [058] With respect to the wall material, the leaching further weakens the particle structure, favoring the exit of the active compound, whereas swelling determines the formation of the pores within the particle. In relation to the active, the partition coefficient limits the amount that may be available in aqueous medium.

[059] O comportamento de liberação das partículas é sustentado, uma vez que o timol é altamente hidrofóbico .  [059] The particle release behavior is sustained, since thymol is highly hydrophobic.

[060] Seu coeficiente de partição ílog P = 3.17) impõe limitações termodinâmicas para que ele não deixe completamente a fase sól ida . [060] Its partition coefficient ilog P = 3.17) imposes thermodynamic limitations so that it does not leave the solid phase completely.

[061] A melhor formulação resultou em liberação de óleo igual a 18 %. Isto significa que o óleo sofre pequena partição para a fase aquosa, representando um potencial incremental superior a 80 % para a liberação em água após uma maior exposição e / ou diluição do sistema. Este resultado è extremamente relevante, pois índica que a roatriz pode manter o óleo durante muito tempo e liberá-lo era quantidade suficiente para matar as larvas por longos períodos de tempo.  [061] The best formulation resulted in oil release equal to 18%. This means that the oil undergoes small partitioning into the aqueous phase, representing an incremental potential greater than 80% for release into water after further exposure and / or dilution of the system. This result is extremely relevant because it indicates that the roatrix can maintain the oil for a long time and release it was enough to kill the larvae for long periods of time.

[062] A Figura 1 índica o potencial da técnica de encapsulaçâo, evitando a volatilização dos compostos ativos e permitindo uma liberação lenta e controlada do ativo.  [062] Figure 1 indicates the potential of the encapsulation technique, avoiding the volatilization of the active compounds and allowing a slow and controlled release of the active.

[063] A figura 2 ilustra os diferentes mecanismos de liberação do recheio das partículas ao entrarem em contato com a água .  [063] Figure 2 illustrates the different mechanisms for releasing particulate fill when they come into contact with water.

Atixridade larvíclda:  Larvícld activity:

[064 ] De acordo com as cinéticas de inchamento, lixiviação e liberação, a atividade larvicida das diferentes partículas obtidas também variou em determinada concentração.  [064] According to the kinetics of swelling, leaching and release, the larvicidal activity of the different particles obtained also varied in a certain concentration.

[065] Foi verificado que o tempo de imersão e o tipo de recheio influenciam o efeito desejado. As partículas com óleo livre como recheio apresentaram mortalidade larval entre 23 a 86 % após 24 h dependendo do teor de amílose, enquanto que após 48 h, a mortalidade aumentou para 77 a 100 %. Por outro lado, as partículas com óleo emulsí ficado como recheio apresentaram mortalidade entre 12 a 34 % em 24 h e. entre 47 a 82 % em 48 h dependendo do teor de amilose. [066] De acordo com mortalidade das larvas e com a cinética de liberação, a partícula contendo óleo emulsificado corno recheio provavelmente apresentou uma camada protetora à molécula de óleo (como ilustra a Figura 2) que dificultou a sua liberação, reduzindo, assim, a .sua at ivídade .1arvi cida, [065] It has been found that the immersion time and the type of filling influences the desired effect. Particles with free oil as fill showed larval mortality between 23-86% after 24 h depending on the amylose content, while after 48 h, mortality increased to 77 to 100%. On the other hand, the particles with emulsified oil as a filling presented mortality between 12 to 34% in 24 h and. between 47 to 82% in 48 h depending on the amylose content. [066] According to larval mortality and release kinetics, the oil-containing emulsion-containing particle probably presented a protective layer to the oil molecule (as shown in Figure 2) which hindered its release, thereby reducing at its own risk,

[067] Como pode ser observado na Figura i, o óleo é liberado devido ao inchamento da matriz, já que o grau de lixiviação é muito baixo. Assim, o óleo liberado na água, se na forma livre, pode agir irnediatamente contra as larvas.  [067] As can be seen in Figure 1, the oil is released due to swelling of the matrix, since the degree of leaching is very low. Thus, the oil released into the water, if in free form, can act immediately against the larvae.

Atividade ovicida :  Ovicidal activity:

[068] As partículas mais eficientes contra as larvas do mosquito foram testadas também contra ovos de Aedes aegypti.  [068] The most efficient particles against mosquito larvae were also tested against Aedes aegypti eggs.

[069] A eclosão dos ovos foi ao redor de 60 % após 48 h em contato com a água, entretanto, todas as larvas (100 %) morreram quando em contato com as partículas contendo o óleo de tomilho livre.  [069] Egg hatching was around 60% after 48 h in contact with water, however, all larvae (100%) died when in contact with the particles containing the free thyme oil.

Coneentração letal da parti cala :  Lethal Contention:

[070] A partícula que eliminou 100 % das larvas era 48 h apresentou concentração letal igual a 31 μg / mL, isto é, três vezes menor que a concentração letal do óleo não encapsulado (CL99 igual a 94 pg / mL) . The particle that eliminated 100% of the larvae was 48 h had a lethal concentration equal to 31 μg / mL, that is, three times less than the lethal concentration of the unencapsulated oil (CL 99 equal to 94 pg / mL).

[071] As partículas são ideais para aplicação em ambientes externos, principalmente em resíduos sólidos contendo água parada, tais como pneus e copos ou em ambientes internos como vasos de plantas.  [071] The particles are ideal for outdoor applications, especially in solid waste containing standing water, such as tires and cups or indoors such as plant pots.

[072] A concentração de óleo liberada da partícula é muito inferior daquela considerada tóxica.  [072] The concentration of oil released from the particle is much lower than that considered toxic.

[073] A encapsulação via extrusão termoplástica ajudou a proteger o óleo essencial de tomilho, a liberá-lo gradualmente e no momento mais desejado, proporcionou a redução da concentração de óleo necessária para eliminar as larvas do mosquito, além de facilitar o transporte e comercialização, a partir de um método de encapsularão rápido, economicamente viável, sustentável, com material de parede biodegradável, barato e. abundante e com ativo natural . [073] Thermoplastic extrusion encapsulation helped to protect the essential oil from thyme, to release it gradually and at the most desired moment, provided the reduction of the oil concentration necessary to eliminate mosquito larvae, as well as facilitating the transportation and commercialization, from a fast, economically feasible, sustainable encapsulation method with biodegradable wall material, cheap e. abundant and with natural assets.

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Partícula biodegradável caracterizada pelo fato de compreender óleo essencial de tomilho encapsulado em amido, o qual compreende teores de arailose que variam entre 1,8 a 71 %, obtendo partículas de 0, 18 a 0,32 cm de diâmetro, entre 3 a 11 % de unidade e com menos de 10 % de ativo em base seca .  A biodegradable particle characterized in that it comprises starch-encapsulated thyme essential oil, which comprises araylose contents ranging from 1.8 to 71%, obtaining particles of 0.18 to 0.32 cm in diameter, ranging from 3 to 11% unit and with less than 10% active on dry basis. 2. Partícula biodegradável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser obtida por extrusâo termoplástica .  Biodegradable particle according to claim 1, characterized in that it is obtained by thermoplastic extrusion. 3 . Uso da partícula biodegradável, conf orme def inida nas reivindicações 1 e 2, caracterizada por ser como larvicida contra o mosquito Aedes aegypti.  3. Use of the biodegradable particle, as defined in claims 1 and 2, characterized in that it is as larvicide against the Aedes aegypti mosquito.
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Title
PAULA, H. C. B ET AL.: "Preparação e caracterização de nanoparticulas de goma de angico e quitosana contendo oleo essencial de Lippia sidoides", ANAIS DO 10° CONGRESSO BRASILEIRO DE POLÍMEROS - FOZ DO IGUAFU, PR., October 2009 (2009-10-01) *

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