ES2244498T3 - Composicion de higiene buco-dental a base de enzimas. - Google Patents

Composicion de higiene buco-dental a base de enzimas.

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ES2244498T3 ES00993685T ES00993685T ES2244498T3 ES 2244498 T3 ES2244498 T3 ES 2244498T3 ES 00993685 T ES00993685 T ES 00993685T ES 00993685 T ES00993685 T ES 00993685T ES 2244498 T3 ES2244498 T3 ES 2244498T3
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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:
Polisacáridos extracelulares
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.
Polisacáridos intrabacterianos
-
Amilopectinas: polímeros lineales de la glucosa que forman unas cadenas \forall-1,4 y unas ramificaciones en \forall-1,6.
La placa dental
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).
Metabolismo de la placa
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.
La glicólisis
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 mecanismos de defensa
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).
Mecanismo
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
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.
Las enzimas
Se han propuesto diferentes tipos de enzimas, y se pueden reagrupar en tres grandes categorías.
Sistema enzimático antibacteriano
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.
Sistema de enzimas contra la placa, que actúan directamente sobre la placa dental:
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.
Sistemas de enzimas contra la glicólisis
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.
Descripción del 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:
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%.
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:
sistema enzimático 1,5%
\bullet
invertasa
\bullet
glucosa oxidasa
\bullet
amiloglucosidasa
\bullet
sorbitol deshidrogenasa
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%.
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