ES2244498T3 - Composicion de higiene buco-dental a base de enzimas. - Google Patents
Composicion de higiene buco-dental a base de enzimas.Info
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Abstract
Composición para mejorar la higiene buco-dental, particularmente limpiando la placa dental, caracterizada por el hecho de que está compuesta esencialmente por la combinación de un complejo enzimático siguiente : - una enzima o una mezcla de enzimas que hidrolizan a los enlaces â-2, 6 y/o â-2, 1 entre fructofuranosilos, - una óxido-reductasa que permite la transformación de la glucosa (glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa), - una óxido-reductasa que permite la transformación de la fructosa en sorbitol.
Description
Composición de higiene
buco-dental a base de enzimas.
El invento tiene como objeto un procedimiento de
transformación de los azúcares alimentarios en productos neutros no
cariógenos o cariostáticos, y la composición para su puesta en
práctica
El invento se aplica a la higiene
buco-dental.
Esta composición enzimática se puede utilizar en
forma de un dentífrico, un gel, una pasta, una proyección (conocida
también por su nombre en inglés spray), comprimidos,
tabletas, pastillas, una goma de mascar (en inglés
chewing-gum), una solución o cualquier otra
forma apta para usarse en la higiene
buco-dental.
La caries dental es una enfermedad infecciosa muy
propagada en la especie humana. Se debe a la presencia en la cavidad
bucal de microorganismos bacterianos, principalmente los
Streptococcus mutans, que colonizarán las superficies
dentales para formar la placa dental.
El espesamiento de la placa dental por las
bacterias es una función de la aportación de alimentos con azúcar
(principalmente sacarosa), puesto que las bacterias poseen todas las
enzimas de la glicólisis.
Así, el análisis de la placa dental espesada hace
aparecer los polisacáridos procedentes del metabolismo bacteriano de
la sacarosa y que forman la parte esencial de la matriz.
Se distingue entre:
A. Solubles
- -
- Dextranos: polímeros de la glucosa que forman unas cadenas lineales \forall-1,6 y unas ramificaciones múltiples \forall-1,3 y a veces \forall-1,2.
- -
- Levanos: polímeros lineales y a veces
ramificados de la fructosa. El enlace osídico es del tipo
\exists-2,6 y
\hbox{ \exists -2,4.}
- -
- Glucanos: homopolímeros de la glucosa.
B. Insolubles
- -
- Mutanos: polímeros de la glucosa \forall-1,3 y a veces \forall-1,6.
- -
- Amilopectinas: polímeros lineales de la glucosa que forman unas cadenas \forall-1,4 y unas ramificaciones en \forall-1,6.
La placa dental comienza por la formación de una
película orgánica no celular, que se compone de aminoácidos y de
glicoproteínas de origen salivar y bacteriano. Esta película,
permanente y no patógena, no evoluciona si la alimentación es pobre
en sacarosa. Por el contrario, evoluciona en cuanto al espesor por
aglutinación y formación de varias capas de glicoproteínas solubles
e insolubles a causa de un régimen alimentario rico en azúcar.
Los estudios realizados en lo referente a la
higiene buco-dental han permitido poner en evidencia
la presencia de múltiples cepas de bacterias, cuyo metabolismo
glucídico es responsable en gran parte de la formación de la placa
dental.
La alimentación azucarada y la flora
buco-faríngea, constituida principalmente por
estreptococos de las especies Streptococcus mutans, sanguis y
viscosiis, hidrolizarán a los polisacáridos extracelulares para
dar fructosa y glucosa, que son elementos monómeros ensamblados por
las enzimas bacterianas para formar unas cadenas solubles en una
primera fase, y unos dextranos insolubles o mutanos en una segunda
fase. Los glucanos y levanos contribuyen igualmente a la formación
de la matriz:
Glucosa: dextranos, mutanos y glucanos
Fructosa: levanos
La placa blanda se vuelve madura por acumulación
de dextranos viscosos colonizados por las bacterias (10^{8}
bacterias/mg).
La placa vive en aerobiosis en una primera fase,
para estar rápidamente en anaerobiosis en el estado maduro.
Los levanos son utilizados como reservas de
hidrocarburos por las bacterias, la sacarosa aportada por la
alimentación se difunde a través de la matriz así formada, y
suministra el substrato energético necesario para la supervivencia
de las bacterias.
Este metabolismo glucídico de la placa
(glicólisis) conduce a la formación de ácido láctico en las
condiciones anaerobias, y provoca un descenso del pH, lo cual tiene
una incidencia directa sobre el potencial cariógeno de la placa
dental.
Se designa por glicólisis a la degradación de los
azúcares por las bacterias de la placa dental, que es un fenómeno
determinante en la patogenicidad de la caries dental.
A partir de los azúcares, las bacterias
sintetizan unos polisacáridos extracelulares (dextranos), y
glicógeno intracelular para satisfacer sus necesidades energéticas,
y ácido láctico. Es el ácido láctico el que destruye a los cristales
de hidroxi-apatito.
Se designa por antiglicólisis a la inhibición de
la formación de ácido láctico a partir de azúcares introducidos en
la cavidad bucal.
Los tejidos bucales están sometidos
constantemente a la invasión de bacterias que provienen de la
alimentación. Se trata de un entorno caliente y húmedo que parece
ser óptimo para asegurar el crecimiento de los gérmenes.
No obstante, se emplean diversos mecanismos de
defensa para preservar la integralidad de las estructuras.
Los componentes enzimáticos salivares ayudan a
proteger a las estructuras sólidas contra las bacterias.
El sistema de lactoperoxidasa (LPO), en
particular, produce el hipotiocianato que tiene un cometido
bactericida. Su factor limitador es el peróxido de hidrógeno, que
frecuentemente es suministrado de manera muy escasa en el estado
fisiológico dentro de la cavidad bucal.
El factor energético es extremadamente importante
en el crecimiento de las bacterias. La glicólisis permite la
supervivencia y el desarrollo de las bacterias.
El estado de la técnica se puede definir
igualmente por los documentos de patentes siguientes:
- Documento de patente francesa
FR-2.648.346: una composición dentífrica
presentada en forma sólida, para uso humano y animal, caracterizada
porque comprende:
- -
- por lo menos un componente que posee una actividad antiséptica y/o antimicrobiana,
- -
- por lo menos un componente que ejerce una acción abrasiva,
- -
- por lo menos un componente que ejerce una acción retardadora sobre el depósito de sarro,
- -
- por lo menos un componente que posee la propiedad de atacar a la placa dental, y que tiene eventualmente propiedades antimicrobianas,
- -
- y por lo menos un componente que constituye una fuente de flúor.
- Documento FR-2.651.433:
Un complejo enzimático destinado a ser asociado con un soporte, un
excipiente y/o un vehículo con vistas a su aplicación como producto
dentífrico, caracterizado porque con vistas a ejercer
simultáneamente una acción de eliminación y/o de retardo sobre la
formación de la placa dental, del sarro y de las caries, contiene
por lo menos una enzima, que actúa sobre la placa reciente
"blanda", y por lo menos una enzima, que actúa sobre la placa
antigua insoluble, las cuales están asociadas con un grupo de otras
enzimas, cuyo encadenamiento de las acciones conduce a la formación
de un medio fuertemente bactericida. Las enzimas, cuyo
encadenamiento de acciones conduce a la formación de un medio
fuertemente bactericida, son la amilo-glucosidasa,
en una proporción de aproximadamente 0,8%, la glucosa oxidasa, en
una proporción de aproximadamente 0,2% y la
lacto-peroxidasa, en una proporción de
aproximadamente 0,02%.
- Documento de patente europea
EP-414.980: Una composición dentífrica líquida,
caracterizada porque contiene como ingredientes esenciales: - por lo
menos un componente antiséptico y/o antimicrobiano; - por lo menos
un componente que actúa sobre las impurezas, particularmente sobre
el sarro, y - por lo menos un componente que constituye una fuente
de flúor, así como los coadyuvantes usuales, a saber, con
preferencia un colorante, un astringente y/o un agente de brillo -
estando la totalidad en forma de una solución acuosa, presentada
dentro de un recipiente equipado con medios de proyección de un
chorro nebulizado, ya sea por un sistema mecánico de bombeo e
impulsión, ya sea por un gas propulsor comprimido.
- Documento de solicitud de patente
internacional WO 93 10752: Una composición acuosa estabilizada
de dentífrico, que es capaz de producir o, en presencia de saliva,
de conducir a la producción de concentraciones antimicrobianas
eficaces de iones de hipotiocianito. La composición contiene a la
vez una enzima óxido-reductasa y su substrato
específico, con el fin de producir un peróxido de hidrógeno que
tiene al menos la concentración eficaz mínima. Las composiciones
acuosas de dentífricos del invento pueden ser estabilizadas contra
la interacción prematura entre la enzima y el substrato por
regulación del nivel de oxígeno disuelto en el excipiente del
dentífrico acuoso. Facultativamente, se puede añadir una enzima
peroxidasa, con el fin de actuar sobre el peróxido de hidrógeno
antes citado, que es oxidante, así como los iones de tiocianato para
producir las concentraciones antimicrobianas de iones de
hipotiocianato. Igualmente, se pueden añadir facultativamente unos
iones de tiocianato a las composiciones del invento en una dosis
suficiente, junto con los otros ingredientes de dicho invento, con
el fin de producir más de aproximadamente 100
micromoles/litro/minuto de iones de hipotiocianito durante la
utilización. La cantidad de agua contenida en las composiciones de
dentífricos no es importante para la estabilidad de la composición,
con la condición de dominar el nivel de oxígeno. El invento
concierne igualmente al procedimiento de producción de la
composición de dentífrico con unos contenidos mínimos de
oxígeno.
- Documento WO 96 40865: El invento
concierne a unas cepas recombinadas de Streptococcus mutans,
que se caracterizan por una deficiencia en cuanto a la producción de
ácido láctico, así como a la preparación de una alcohol
deshidrogenasa recombinada. Estas cepas de Streptococcus
mutans se utilizan en asociación con un método de tratamiento
preventivo de las caries dentales.
El procedimiento según el invento actúa como
agente para la prevención de la formación de la placa dental.
El procedimiento según el invento actúa de dos
maneras: directa e indirecta.
1) La acción principal directa consiste en
inhibir la glicólisis por transformación de las poliosas
cariógenas en polioles no cariógenos (p.ej.: sorbitol). Al tener
lugar esta inhibición in situ dentro de la cavidad bucal,
permite estabilizar el pH de ésta por encima de 6, evitando así la
desmineralización del esmalte dental - que es el factor principal
responsable de la caries dental.
2) La acción indirecta consiste, por la
utilización de los productos procedentes de la degradación de las
poliosas como substratos por el sistema enzimático descrito
en el invento, con el fin de reforzar la prevención de la formación
de la placa dental, por 5 mecanismos:
- 2.1
- Estimulación del flujo salivar por los polioles,
- 2.2
- Refuerzo del poder antibacteriano de la saliva por activación del sistema fisiológico de LPO (lactoperoxidasa)/hipotiocianato por el peróxido de hidrógeno,
- 2.3
- Disminución del número y de la patogenicidad del medio bacteriano (Streptococcus mutans) por creación de un entorno etiológicamente selectivo contra él por los polioles,
- 2.4.
- Estabilidad de las \delta-lactonas, que no son substratos bacterianos para la formación de la placa dental,
- 2.5.
- Remineralización del esmalte por medio de la estabilización de la solución de fosfato de calcio por el sorbitol.
Esta sinergia de acciones ha de establecerse en
beneficio de la nueva composición para la higiene
buco-dental.
El procedimiento según el invento consiste en
transformar de una manera global la totalidad de los azúcares
alimentarios (glucosas, fructosas) por una sacarasa (invertasa), y
luego en actuar por medio de una combinación de enzimas contenidas
en la composición para la higiene buco-dental, sobre
las D-glucosas y las D-fructosas,
dicho complejo enzimático permite obtener para:
- 1-
- la glucosa deshidrogenasa \Rightarrow la glucono-*-lactona,
- 2-
- la glucosa oxidasa \Rightarrow ácido D-glucónico + H_{2}O_{2} (peróxido de hidrógeno),
- 3-
- la sorbitol deshidrogenasa \Rightarrow el D-sorbitol.
Así, el procedimiento actúa simultáneamente sobre
los azúcares alimentarios, sobre la placa dental transformando los
polímeros de la fructosa en sorbitol, sobre la placa dental
transformando los polímeros de la glucosa (activación del sistema de
defensa fisiológica salivar).
- -
- La composición para la puesta en práctica del procedimiento está caracterizada esencialmente por la combinación de un complejo enzimático siguiente:
- -
- una enzima o una mezcla de enzimas que hidrolizan a los enlaces \beta-2,6 y/o \beta-2,1 entre fructofuranosilos (por ejemplo la sacarasa (invertasa)),
- -
- una óxido-reductasa que permite la transformación de la glucosa (glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa),
- -
- una óxido-reductasa que permite la transformación de la fructosa en sorbitol.
Según un modo preferente, la
óxido-reductasa es una enzima sorbitol
deshidrogenasa.
Según otro modo de realización, el complejo
enzimático está compuesto por las enzimas siguientes:
- -
- invertasa,
- -
- glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa,
- -
- amiloglucosidasa,
- -
- sorbitol deshidrogenasa.
La composición en forma líquida, sólida (pastas,
tabletas. gomas de mascar, comprimidos), de baños de boca, o de
nebulización o proyección, para la puesta en práctica del
procedimiento, es la siguiente:
Sistema enzimático | 1,5% |
- \bullet
- Invertasa
- \bullet
- Glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa
- \bullet
- Amiloglucosidasa
- \bullet
- Sorbitol deshidrogenasa
Flúor aminado (hidrofluoruro de cetilamina) | 0,005% |
y/o fluoruro de Na | 0,01% |
Dimeticona | 1,5% |
Polisorbato 80 | 1,4% |
Polisorbato 20 | 1,4% |
Sacarinato de Na | 0,15% |
Glicerol | 10% |
Sorbitol | 40% |
Xilitol | 5% |
Sílice coloidal | 1% |
Perfume | 1% |
Conservante | 0,15% |
Agua | QSP* 100% |
(*QSP = cantidad suficiente para dar 100%) |
La composición en forma de dentífrico de gel
semi-líquido o en forma nebulizada es la
siguiente:
Sistema enzimático | 1,5% |
- \bullet
- Invertasa
- \bullet
- Glucosa oxidasa
- \bullet
- Amiloglucosidasa
- \bullet
- Sorbitol deshidrogenasa
\newpage
Citrato de zinc | 0,2% |
Bicarbonato de calcio | 0,1% |
Xilitol | 15% |
Sorbitol | 50% |
Dimeticona | 0,5% |
Sílice coloidal | 1% |
Conservante/antiséptico | 0,5% |
Sacarinato de Na | 0,2% |
Aroma de menta | 1% |
Agua | QSP 100% |
Los porcentajes y las cantidades de enzimas en
U/g que se describen, se dan a título indicativo, y no son de
carácter limitativo en las reivindicaciones.
Numerosos estudios han mostrado que el reemplazo
de los azúcares rápidos (sacarosa) por unos polioles
(sorbitol-xilitol) tenía una incidencia directa
(hasta más de 80%) sobre la disminución de las caries. (Simposio
Internacional - enero de 1988).
El Streptococcus mutans es una bacteria de
las más ácidas, que no puede sobrevivir sin sacarosa o glucosa
disponibles.
Los polioles no son fermentados en dos ácidos por
los Streptococcus mutans, y entran en competencia con las
poliosas para constituirse con agua en el metabolismo de la
bacteria.
Una de las teorías consiste en que el poliol es
fosforilado por los Streptococcus mutans cuando es
transportado por la célula - en donde se acumula - y/o el
poliol-5-fosfato interrumpe el
metabolismo normal de la célula bacteriana y puede alterar su
envoltura exterior.
Las bacterias sobreviven en la cavidad bucal,
puesto que pueden tolerar unas modificaciones en las condiciones de
su entorno.
Los polioles hacen a las bacterias más sensibles
a su entorno y menos aptas para resultar dominantes en la placa
dental o en los sitios con caries. Se observa una reducción de la
placa en las experimentaciones donde los polioles reemplazan a las
poliosas, o están en competencia con ellas, así como una reducción
significativa del número de Streptococcus mutans.
Por otra parte, los polioles estimulan la
secreción salivar, disminuyen el grado de acidez, participan con el
Ca^{++}, por formación de complejos, en unos efectos directos
sobre la remineralización del esmalte.
En resumen, los polioles son unos azúcares no
cariógenos que poseen un potencial de propiedades cariostáticas.
El reemplazo o la transformación de sacarosa,
dentro de la boca, en polioles (sorbitol) aparece para afectar a más
de un proceso normalmente necesario en el desarrollo de las lesiones
cariógenas.
Hasta el día de hoy, solamente existía la
sustitución del azúcar por unos polioles (goma de mascar,
formulación dietética)
Gracias al proceso del invento, que se describe
seguidamente, la transformación del azúcar cariógeno, aportado en la
alimentación, en polioles no cariógenos, se hará específicamente al
nivel de la placa dental y dentro de la cavidad bucal, para
disminuir de manera significativa la glicólisis.
Los antibacterianos (clorhexidina, hexomedina,
triclosan, triclarban...) han sido los primeros productos utilizados
en la lucha contra la placa dental y las caries, como agentes
antisépticos para combatir la proliferación de bacterias.
Ellos presentan un inconveniente principal: su
utilización sistemática implica mutaciones bacterianas con aparición
de microbios poli-resistentes.
Se han propuesto diferentes tipos de enzimas, y
se pueden reagrupar en tres grandes categorías.
Varias patentes han descrito unos sistemas
antibacterianos por refuerzo del sistema de lactoperoxidasa
salivar.
La patente de Lacléde Nº EP 133736 suple así a la
saliva aportando lactoperoxidasa exógena, glucosa oxidasa y
tiocianato de potasio.
El inconveniente principal reside en la necesidad
de añadir a la composición glucosa, que es un substrato del
metabolismo bacteriano.
Varias patentes describen sistemas enzimáticos
que intervienen directamente sobre los polímeros constitutivos de la
placa dental, o sea los dextranos, los mutanos y los glucanos.
El documento de solicitud de patente francesa
FR-A-2502958 describe una
combinación de mutanasa y dextranasa, que actúa por hidrólisis
específica de los enlaces poliglucosídicos de los mutanos
(insolubles) y de los dextranos (solubles).
El documento de patente
FR-A-89 11868 propone igualmente la
hidrólisis enzimática de los mutanos y dextranos, pero refuerza y
extiende esta acción por utilización conjunta de amiloglucosidasa,
que actúa específicamente sobre la amilopectina.
Este utiliza la glucosa obtenida por estas
diferentes hidrólisis, para formar peróxido de hidrógeno utilizado
por la lactoperoxidasa del complejo exógeno, y desprender oxígeno en
forma de radicales, que es capaz de oxidar a los tiocianatos e
hipotiocianatos (sistema LP), que son potentes bactericidas
susceptibles de intervenir sobre los Streptococcus
mutans.
En lo que concierne a los polímeros de fructosa
de la placa dental, no se describe nada en la técnica anterior.
Pocas patentes intervienen en el bloqueo completo
de la glicólisis bacteriana:
Ciertas de ellas intervienen de manera indirecta,
al tener una acción antibacteriana.
Otras de ellas intervienen luchando contra las
consecuencias de esta glicólisis sobre la modificación del pH.
Ningún sistema enzimático actual actúa de una
manera global ni transforma la totalidad de los derivados de los
azúcares cariógenos en sustancias neutras o no cariógenas.
Esta es la finalidad del presente invento.
El presente invento concierne a un grupo de
enzimas que se deben utilizar para inhibir la glicólisis al nivel
buco-dental, y como agentes para la prevención
directa o indirecta de la placa dental.
Hasta el momento presente, todas las enzimas
utilizadas en este sector intervienen únicamente sobre la glucosa o
los polímeros de glucosa (mutanos, dextranos, amilopectina....) que
ellas hidrolizan para generar unidades de glucosa.
Solamente el documento
FR-A-89 11868 transforma estas
unidades de glucosa para formar el hipotiocianato bactericida
gracias al sistema LP.
El complejo enzimático del presente invento
permite inhibir la glicólisis transformando los azúcares cariógenos
en elementos no cariógenos o neutros, y de manera indirecta reforzar
la prevención de la formación de la placa dental.
Esta nueva composición enzimática actúa
sobre:
La sacarosa alimentaria para dar glucosa y
fructosa
- 1.
- Los levanos de la placa para dar unidades de fructosa
- 2.
- Las unidades de fructosa obtenidas ya sea por degradación de los levanos, ya sea por hidrólisis de la sacarosa para dar unos productos no cariógenos
- 3.
- Las unidades de glucosa obtenidas ya sea por degradación de la placa dental (dextranos, mutanos, glucanos, amilopectina), ya sea por hidrólisis de la sacarosa para dar unos productos inertes.
La transformación de la sacarosa alimentaria en
unidades de fructosa y glucosa es realizada por una invertasa tal
como, por ejemplo, la sacarasa.
La degradación de los polímeros de fructosa de
los levanos en unidades de fructosa puede ser realizada por una
mezcla de enzimas, que hidrolizan a los enlaces
\beta-2,6 y/o \beta-2,1 entre
fructofuranosilos.
Las unidades de fructosa obtenidas por inversión
de la sacarosa alimentaria, y/o por hidrólisis de los levanos, son
utilizadas como substrato por una óxido-reductasa
tal como, por ejemplo, la sorbitol deshidrogenasa (EC 1.1.1.14) -
que reduce estas unidades de fructosa para dar un poliol, a saber el
sorbitol. En este caso, la degradación enzimática de la placa dental
(de los levanos en particular) permite obtener el sorbitol, cuya
propiedad no cariógena es conocida por un experto en la
especialidad.
Las unidades de glucosa obtenidas, ya sea por
inversión de la sacarosa alimentaria, ya sea por hidrólisis
enzimática de los poliglucósidos constitutivos de la placa dental,
se pueden utilizar como substrato por una
óxido-reductasa - por ejemplo, glucosa
deshidrogenasa - para ser reducidas a la forma de
D-glucono-*-lactona neutra y/o utilizadas como
substratos por una glucosa oxidasa para dar ácido glucurónico y
peróxido de hidrógeno. Este último se convierte en el factor que
facilita el sistema de lactoperoxidasa salivar, y contribuye a la
obtención de un hipotiocianato antibacteriano fisiológico.
Claims (5)
1. Composición para mejorar la higiene
buco-dental, particularmente limpiando la placa
dental, caracterizada por el hecho de que está compuesta
esencialmente por la combinación de un complejo enzimático
siguiente:
- -
- una enzima o una mezcla de enzimas que hidrolizan a los enlaces \beta-2,6 y/o \beta-2,1 entre fructofuranosilos,
- -
- una óxido-reductasa que permite la transformación de la glucosa (glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa),
- -
- una óxido-reductasa que permite la transformación de la fructosa en sorbitol.
2. Composición según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que el complejo enzimático está
compuesto por las enzimas siguientes:
- -
- invertasa,
- -
- glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa,
- -
- amiloglucosidasa,
- -
- sorbitol deshidrogenasa.
3. Composición según la reivindicación 2,
caracterizada por el hecho de que la
óxido-reductasa, que permite la transformación de la
fructosa, es una enzima sorbitol deshidrogenasa.
4. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que la
composición en forma líquida, de baños de boca o de nebulización o
proyección para la puesta en práctica del procedimiento, es la
siguiente:
- \bullet
- invertasa
- \bullet
- glucosa oxidasa y/o glucosa deshidrogenasa
- \bullet
- amiloglucosidasa
- \bullet
- sorbitol deshidrogenasa
5. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que la
composición en forma de un dentífrico de gel
semi-líquido o en forma nebulizada es la
siguiente:
- \bullet
- invertasa
- \bullet
- glucosa oxidasa
- \bullet
- amiloglucosidasa
- \bullet
- sorbitol deshidrogenasa
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