ES2202046T3

ES2202046T3 - Inhibicion de bioincrustaciones marinas en superficies.

Info

Publication number: ES2202046T3
Application number: ES00902283T
Authority: ES
Inventors: Hans Elwing; Lena Martensson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: EP1154688A1; NO20013642L; NO20013642D0; DE60003789D1; WO2000042851A1; AU748258B2; ATE244507T1; PT1154688E; US6762227B1; NO326673B1; AU2340700A; JP2002535255A; EP1154688B1; JP4588219B2; DK1154688T3; SE9900264L; SE9900264D0; SE513474C2; DE60003789T2

Abstract

Uso de un compuesto elegido del grupo formado por cloruro de (ñ)-4-[1-(2, 3-dimetilfenil)-etil]-1H-imidazol- mono-hidrógeno, 2-(2, 6-di-cloroanilino)-2-imidazolina o sus derivados funcionalmente análogos, como agente para la inhibición de la bioincrustación marina sobre una superficie sólida.

Description

Inhibición de bioincrustaciones marinas en superficies.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la inhibición del crecimiento marino o de las bioincrustaciones marinas de superficies en ambientes marinos y, más particularmente, al uso de sustancias específicas como agentes para la prevención de las bioincrustaciones marinas de superficies sólidas y a un procedimiento para inhibir las bioincrustaciones marinas de superficies sólidas.

Técnica anterior

Con el paso del tiempo, las superficies sólidas en ambientes marinos se cubrirán con varias especies diferentes de plantas y animales. Dicho crecimiento marino o bioincrustación es un problema considerable en el negocio de la pesca y en otras industrias marinas, tales como los cultivos acuáticos y las prospecciones marinas de petróleo y gas. Los cascos de barcos no tratados u otras superficies sumergidas no tratadas se llenan rápidamente de incrustaciones por el crecimiento sobre las mismas de plantas y animales marinos y dicho crecimiento aumenta rápidamente la fricción, que en el caso de barcos tiene como resultado, entre otros, un mayor consumo de combustible. Para los propietarios de embarcaciones de recreo en Suecia y en muchos otros países, la bellota de mar es uno de los organismos de bioincrustación marina más indeseados. Cuando se ha desarrollado totalmente, la bellota de mar es responsable de un grado considerable de resistencia del agua inducida por bioincrustaciones y, además, la bellota de mar es difícil de eliminar por medios mecánicos de la superficie sobre la cual se ha adherido por sí misma.

Un modo de prevenir la bioincrustación marina de superficies es usar pintura que comprenda diversos tipos de sustancias tóxicas, tales como óxido de tributil estaño (TBT) o cobre. El uso de pinturas de este tipo es, sin embargo, altamente dañino para el ambiente y/o para los individuos. Por ejemplo, se ha encontrado que los cultivos de ostras pueden verse afectados y que los contenidos de dichas pinturas o agentes tóxicos son elevados en los sedimentos marinos. El uso de estas sustancias tóxicas está por tanto prohibido en muchos países y se espera que esta prohibición sea secundada por más países.

Entre los procedimientos "no tóxicos" se encuentran particularmente la inyección a alta presión del casco de barcos o la eliminación mecánica de los organismos. Sin embargo, la mayoría de estos procedimientos requieren mucho tiempo y por tanto son costosos.

En la costa oeste de Suecia, al igual que en las costas del Atlántico norte por lo general, la fijación de la bellota de mar (Balanus) es un problema de particular importancia. La bellota de mar totalmente desarrollada es un crustáceo adherente que se rodea el mismo de duras placas calcáreas y forma un volcán de un tamaño de aproximadamente un centímetro de alta resistencia mecánica. La bellota de mar tiene diferentes estadios de larvas que nadan libremente, el último estadio de las cuales se denomina cyprid. Con ayuda de apéndices sobresalientes (Cirripedios), la larva explora superficies sólidas buscando lugares adecuados sobre los cuales establecerse. De forma paralela al establecimiento, se segrega un "pegamento" conocido como cemento de Balanus de glándulas especiales en los apéndices, por medio del cual la larva se une por sí misma a la superficie. Después del establecimiento, el animal sufre una transformación o metamorfosis y se convierte en un individuo adulto.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a la eliminación del crecimiento marino o bioincrustación de una forma ecológicamente aceptable.

Un objeto de la invención es el uso de un compuesto aromático sustituido con al menos una amina heterocíclica y posiblemente también otros sustituyentes, o uno de sus derivados funcionalmente análogos como agente para la prevención de la bioincrustación marina de una superficie sólida.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la inhibición de la bioincrustación marina de una superficie sólida, conforme a dicho procedimiento se aplica sobre dicha superficie al menos un compuesto aromático que está sustituido con al menos una amina heterocíclica y posiblemente otros sustituyentes, o uno de sus derivados funcionalmente análogos.

La presente invención tiene muchas ventajas. Por ejemplo, las sustancias conforme a la invención son comparativamente inocuas al compararlas con las sustancias tóxicas usadas en la actualidad en pinturas para cascos de barcos, tales como óxido de tributil estaño. De hecho, algunas de las sustancias conforme a la invención son tan inocuas que están aprobadas como preparaciones farmacéuticas para uso interno.

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Descripción detallada de la invención

Como ya se ha mencionado, la presente invención se refiere al uso de un compuesto aromático sustituido con al menos una amina heterocíclica y, posiblemente, también otros sustituyentes, o uno de sus derivados funcionalmente análogos, como agente para la prevención del crecimiento marino, conocido como bioincrustación, sobre una
superficie sólida.

Por la expresión "compuesto aromático" tal y como se usa en la presente memoria, se entiende un compuesto orgánico que comprende al menos un anillo plano que tiene tres dobles enlaces conjugados. Un ejemplo de compuesto aromático de este tipo es benceno.

Por la expresión "amina heterocíclica" tal y como se usa en la presente memoria, se entiende un compuesto heterocíclico que comprende un grupo amino (-NH_{2}) o un grupo amino sustituido.

Por la expresión "derivado funcionalmente análogo" de los compuestos conforme a la invención, tal y como se usa en la presente memoria, se entiende todos los análogos estructurales y biológicos de los compuestos conforme a la invención que tienen esencialmente el mismo efecto inhibidor de la deposición sobre la bioincrustación que los compuestos conforme a la invención.

Los compuestos sustituidos aromáticos usados conforme a la invención son particularmente adecuados para prevenir la bioincrustación del tipo formada por organismos la fijación de crustáceos, en particular, bellotas de mar y, más particularmente, bellotas de mar del género Balanus, y la fijación de políquetos, en particular los políquetos horadadores de túneles del género Hydroides elegans.

Las bellotas de mar son hermafroditas con fertilización interna. Las larvas de Pelagia se denominan nauplius y se alimentan de microorganismos de diversos tipos hasta que han almacenado nutrientes suficientes para sufrir la metamorfosis a la forma de larva normal, denominada larva cyprid. La larva cyprid está muy especializada para encontrar una superficie sólida adecuada. Está dotada de un sistema sensorial muy desarrollado y actúa por ensayo y error, "caminando" a través de la superficie con ayuda de los tentáculos o cirripedios. Los cirripedios también contienen glándulas que descargan una secreción proteica pegajosa que actúa como "pegamento". Cuando la larva cyprid ha encontrado una superficie adecuada, se lleva a cabo la producción de pegamento por dos glándulas similares más grandes. A continuación, la larva cyprid sufre metamorfosis a un individuo adulto. Durante este período, el individuo también crece desde aproximadamente 0,1 mm a uno o varios centímetros. El asentamiento de la larva cyprid sobre la superficie sólida se conoce como fijación.

Los compuestos aromáticos sustituidos usados conforme a la invención son preferiblemente imidazoles o imidazolinas. Más preferiblemente, los compuestos usados son medetomidina, cloruro de (\pm)-4-[1-(2,3-dimetilfenil)-etil]-1H-imidazol -mono-hidrógeno de fórmula I siguiente, o clonidina, 2-(2,6-di-cloro-anilino)-2 -imidazolina de fórmula II siguiente.

1

También es posible usar una combinación de varios compuestos aromáticos sustituidos conforme a la invención, o derivados de los mismos.

Una explicación que en modo alguno limita la invención de la razón de porqué estos compuestos son eficaces en la inhibición de la bioincrustación podría ser que éstos alteran o bloquean la transmisión de señales a las células efectoras necesaria para que, por ejemplo, las larvas cyprid, las bellotas de mar y los hidrozoos es asienten por si mismos o se fijen.

Los compuestos aromáticos sustituidos usados conforme a la invención están inmersos preferiblemente en un polímero y, preferiblemente, un polímero que permite una liberación lenta o retardada de los compuestos aromáticos sustituidos. Un ejemplo de un polímero adecuado es un polímero acrílico. El polímero se aplica entonces sobre la superficie en cuestión y, en agua los compuestos conforme a la invención se liberarán lentamente desde el polímero. La unión de las sustancias de bioincrustación marina a la superficie se modificará así de una forma que prevenga la fijación.

Los compuestos aromáticos sustituidos conforme a la invención se destinan a inhibir la bioincrustación en ambiente marinos.

Los compuestos aromáticos sustituidos conforme a la invención son, por ejemplo, muy adecuados para la prevención de bioincrustación en cascos de barcos. Para esta aplicación puede ser adecuado incorporar el compuesto en una pintura destinada a la aplicación sobre cascos de barco. También es posible incorporar el compuesto en soluciones de limpieza destinadas al lavado de cascos de barco o a aclarar el casco con una solución del compuesto aromático sustituido conforme a la invención con el fin de conseguir así un efecto que inhiba la bioincrustación. Parece ser que los compuestos conforme a la invención se unen en cierto modo a la superficie y de esta forma producen un efecto de larga duración. Los compuestos aromáticos sustituidos se podrán usar también en combinación con tratamientos de naturaleza mecánica, tales como la inyección a alta presión, con el fin de aumentar el efecto aún más.

Los compuestos aromáticos sustituidos conforme a la invención son muy adecuados para la prevención de la bioincrustación de tuberías a través de las cuales fluye agua de mar. En este caso, es posible hacer pasar el compuesto aromático sustituido a través de las tuberías en pulsos y de este modo producir un efecto inhibidor de la bioincrustación duradera. El tratamiento puede repetirse cuando sea necesario.

La invención se ilustrará con más detalle por medio de los siguientes ejemplos que en modo alguno limitan el alcance de protección de la invención.

Ejemplos

En los siguientes ejemplos se usa medetomidina comercializada por Orion Pharma, Helsinki, Finlandia, y clonidina comercializada por Sigma Chemical Co., Estados Unidos de América.

Ejemplo 1

Este ejemplo ilustra el efecto inhibidor de la fijación de un compuesto conforme a la invención, medetomidina, sobre las larvas cyprid. Las larvas cyprid de Balanus improvisus se transfirieron a placas Petri que contenían agua de mar de la costa oeste de Suecia y medetomidina en diversas concentraciones (0,1 nM, 1 nM, 10 nM, 100 nM y 1 \muM), además, a efectos de control, se transfirieron larvas cyprid a una placa Petri que contenía solo agua de mar. Después de 11 días, se contaron las larvas cyprid y se clasificaron como 1) fijadas (adheridas) sobre la superficie de la placa Petri, 2) nadando, es decir, vivas, no fijadas, o 3) muertas. El resultado se presenta en la Tabla 1. Los resultados de la tabla se expresan como porcentajes del número total de organismos en cada grupo (= n). A partir de este experimento parece que el número de larvas fijadas disminuyó al aumentar la concentración de medetomidina. El experimento también demostró que el número de larvas cyprid muertas no aumentó al aumentar el contenido de medetomidina, lo cual pone de manifiesto la naturaleza no tóxica de medetomidina.

TABLA 1

Concentración de	Fijadas	Nadando	Muertas
medetomidina	(%)	(%)	(%)
(nM)
0 (control)	74	22	3,4
0,1	52	48	0
1	1,5	98	0
10	0	100	0
100	0	100	0
1000	0	100	0
n = 55 \pm 7

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Ejemplo 2

Este ejemplo corresponde al Ejemplo 1 con la salvedad de que se reemplazó medetomidina por clonidina en las concentraciones definidas en la Tabla 2 siguiente. Los resultados se presentan en la Tabla 2.

TABLA 2

Concentración de	Fijadas	Nadando	Muertas
clonidina (nM)	(%)	(%)	(%)
0 (control)	58,9	37,5	3,5
0,027	36,7	65,7	0
0,27	22,3	77,7	0
2,7	1,8	96,5	1,7
27	0	98,5	1,5
270	0	91,7	8,3
n = 20 \pm 2

Ejemplo 3

Este ejemplo muestra la tendencia considerable de medetomidina a unirse a superficies sólidas. Se llenaron placas Petri de poliestireno hidrófilo con una solución de medetomidina en concentraciones variables (0 ng/ml, 10 ng/ml, 1 \mug/ml y 10 \mug/ml). Al igual que en el Ejemplo 1, se usó una placa Petri sin medetomidina como control. Después de un período de incubación de 24 horas a temperatura ambiente, se limpiaron las placas concienzudamente con agua de mar. Las placas se incubaron a continuación con larvas cyprid en cantidades de aproximadamente 20 larvas/placa. Se tomaron lecturas al microscopio después de 7 días y se clasificaron las larvas como fijadas, nadando o muertas. Cabe destacar que se encontró una reducción significativa del número de bellotas de mar fijadas, también a concentraciones de incubación de medetomidina muy bajas.

TABLA 3

Concentración de	Fijadas	Nadando	Muertas
medetomidina	(%)	(%)	(%)
(nM)
0 (control)	54,4	45,6	0
1	6,2	93,8	0
10	0	100	0
1000	0	100	0
10000	0	100	0
n = 20 \pm 2

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Ejemplo 4

Se repitió el Ejemplo 3, con la diferencia de que se usaron placas Petri de poliestireno hidrófobo en lugar de placas hidrófilas.

TABLA 4

Concentración de	Fijadas	Nadando	Muertas
medetomidina	(%)	(%)	(%)
(nM)
0 (control)	58,6	41,4	0
1	63,1	36,9	0
10	33,3	65	2,1
1000	0	100	0
10000	0	97,9	2,1
n = 20 \pm 2

Ejemplo 5

Este experimento ilustra el efecto de la mezcla de un componente conforme a la invención con una pintura convencional. Se añadió medetomidina a una fórmula de pintura a base de acrilato hasta una concentración de 0,02% en peso (o 170 \mug/ml). Se aplicó a continuación la pintura sobre 10 superficies de ensayo de dimensiones de 10 x 10 cm^{2}. Se dejaron secar las superficies a temperatura ambiente y luego se instalaron en soportes, que se colocaron a una profundidad de aproximadamente un metro en una bahía en la plataforma marina de Strömstad, Suecia, y se dejaron durante agosto y septiembre de 1999. Después de 2, 4 y 8 semanas, respectivamente, se extrajeron del mar las superficies de ensayo y se contó el número de bellotas de mar (Balanus improvisus). Como superficies control se usaron superficies revestidas con una pintura a base de acrilato a la cual no se había añadido medetomidina. El resultado de este experimento se muestra a continuación en la Tabla 5. Los resultados muestran que se obtuvo una reducción significativa del número de bellotas de mar sobre las superficies de ensayo al compararlas con las superficies control, lo que verifica la puesta en práctica funcional de la invención también cuando se usa como aditivo de pinturas.

TABLA 5

Tiempo	Número de Balanus improvisus /10 cm^{2}
	Placas control	Placas tratadas con
		medetomidina
2 semanas	157,5 \pm 25,6	4,63 \pm 1,04
4 semanas	137,7 \pm 30,8	5,6 \pm 1,4
8 semanas	479,7 \pm 31,7	148,1 \pm 16,24

Ejemplo 6

Este ejemplo ilustra los efectos inhibidores de la fijación de un compuesto conforme a la invención, medetomidina, sobre los políquetos horadadores de túneles (Hydroides elegans). Se incubaron larvas de políquetos durante dos días en placas Petri que contenían agua de mar y se clasificaron bien como fijadas, nadando o muertas, al igual que en el Ejemplo 1. El agua era originario de la costa de Sidney, Australia y el experimento se llevó a cabo en 1999. Los resultados se muestran a continuación en la Tabla 7. La tabla muestra que medetomidina tiene un efecto inhibidor significativo sobre la fijación de larvas de políquetos en un intervalo de concentraciones que va de 0,1 nM a 100 \muM. También muestra que aparecen efectos tóxicos en el intervalo de 100 nM a 100 \muM.

TABLA 6

Concentración de	Fijadas	Nadando	Muertas
medetomidina	(%)	(%)	(%)
(nM)
0 (control)	43,8	56,2	0
0,1	9,3	88,4	2,3
1	5,4	89,2	5,4
10	0	95,6	4,4
100	0	80	20
1000	0	54,3	45,7
100000	0	0	100
n = 15 \pm 3

Claims

1. Uso de un compuesto elegido del grupo formado por cloruro de (\pm)-4-[1 -(2,3-dimetilfenil)-etil]-1H-imidazol-mono-hidrógeno, 2-(2,6-di-cloroanilino)-2 -imidazolina o sus derivados funcionalmente análogos, como agente para la inhibición de la bioincrustación marina sobre una superficie sólida.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha bioincrustación marina comprende la fijación de
crustáceos.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichos crustáceos son bellotas de mar.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichos crustáceos son bellotas de mar de la especie Balanus.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha bioincrustación marina comprende la fijación de políquetos.

6. Uso según la reivindicación 5, en el que dichos políquetos son Hydroides elegans.

7. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho compuesto se usa en combinación con un polímero que permite la liberación retrasada de dicho compuesto.

8. Un procedimiento para inhibir la bioincrustación marina sobre una superficie sólida, caracterizado porque se aplica sobre dicha superficie al menos un compuesto elegido del grupo formado por cloruro de (\pm)-4-[1-(2,3-dimetilfenil)-etil]-1H -imidazol-mono-hidrógeno, 2-(2,6-di-cloroanilino)-2-imidazolina o sus derivados funcionalmente análogos.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicha bioincrustación marina comprende la fijación de crustáceos.

10. Un procedimiento según la reivindicación 9, en el que dichos crustáceos son bellotas de mar.

11. Un procedimiento según la reivindicación 10, en el que dichos crustáceos son bellotas de la especie Balanus.

12. Un procedimiento según la reivindicación 8, en el que dicha bioincrustación marina comprende la fijación de políquetos.

13. Un procedimiento según la reivindicación 12, en el que dichos políquetos son Hydroides elegans.

14. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que dicha superficie sólida es una superficie normalmente situada en un ambiente marino.

15. Un procedimiento según la reivindicación 14, en el que dicha superficie sólida es un casco de un barco.

16. Un procedimiento según la reivindicación 14, en el que dicha superficie es una instalación de tuberías de agua de mar.