L'Alcol polivinilico (Polyvinyl alcohol, PVOH, PVA) è un polimero, composto chimico semicristallino prodotto commercialmente dal polivinile acetato idrolizzato tramite interscambio di esteri in presenza di idrossido di sodio acquoso, metilato di sodio anidro, metanolo.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• Polyvinyl è un polimero derivato da monomeri vinilici, composti con la formula CH2=CH-R, dove R è un atomo o un gruppo di atomi.
• Alcohol è un tipo specifico di monomero vinilico in cui il gruppo R è un gruppo idrossile (-OH), con conseguente formula CH₂CHOH.

Il procedimento di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Polimerizzazione dell'acetato di vinile. La prima fase  è la polimerizzazione dei monomeri di acetato di vinile per formare acetato di polivinile (PVAc). In genere si ricorre alla polimerizzazione con radicali liberi, in cui i monomeri di acetato di vinile vengono mescolati con un iniziatore di radicali liberi che può essere un perossido o un composto azoico. L'iniziatore avvia la reazione donando un radicale libero all'acetato di vinile, che poi reagisce con altri monomeri di acetato di vinile per formare una catena polimerica.
• Idrolisi del polivinilacetato. Il PVAc viene convertito in PVA attraverso un processo chiamato idrolisi. I gruppi acetati del PVAc vengono sostituiti con gruppi idrossilici. Questo processo avviene in genere riscaldando il PVAc in presenza di un catalizzatore come l'idrossido di sodio o l'acido solforico e di acqua. Il grado di idrolisi può essere controllato per produrre PVA con proprietà diverse: un grado di idrolisi più elevato produce un PVA più resistente ai solventi, mentre un grado di idrolisi inferiore produce un PVA più solubile.

Si presenta in forma di polvere bianca solubile in acqua.

A cosa serve e dove si usa

E' un polimero sintetico che, grazie ad alcune interessanti caratteristiche, è ampiamente utilizzabile in applicazioni mediche, industriali, alimentari: non è tossico, è solubile in acqua, biocompatibile e biodegradabile nei tessuti umani,  insolubile nella maggior parte dei solventi organici ed ha eccellenti proprietà di barriera ai gas.

E' inserito in prodotti per la pulizia, cosmetici, imballaggi alimentari, agricoltura, edilizia, trattamento delle acque, farmaci, lenti a contatto morbide, medicazione delle ferite ecc.

Alimentazione

Ingrediente inserito nella lista degli additivi alimentari europei come E1203 con funzione di preservare l'integrità di ingredienti che possono degradarsi con l'umidità., l'ossigeno o altre componenti ambientali. Ha la funzione di mascherare odori e sapori.

Cosmetica

Agente filmogeno. Produce una pellicola sottilissima continua con un  bilanciamento ottimale  di coesione, adesione ed adesività  su pelle o capelli per contrastare o limitare danni da fenomeni esterni come prodotti chimici, raggi UV e inquinamento.

Agente di controllo della viscosità. Controlla e adatta la viscosità al livello richiesto per ottenere una stabilità ottimale chimica e fisica del prodotto e del dosaggio in gel, sospensioni, emulsioni, soluzioni.

Medicina

La rigenerazione guidata dei tessuti (GTR) è un trattamento promettente per i difetti del tessuto parodontale (1).

In questo studio, un idrogel antibatterico a base complessa di alcol polivinilico-iodio blu (PAI) viene esplorato come una nuova generazione di battericidi biocompatibili a base di iodio (2).

In questo studio viene descritto un nuovo approccio per il trattamento delle ferite aperte basato su microparticelle di alcol polivinilico (3).

Farmaceutica

L'Alcol polivinilico ha una consistenza viscosa e per questa caratteristica è utilizzato in rivestimenti in film di capsule, compresse ed altro.

Altri usi

 I risultati di questo lavoro hanno rivelato una nuova prospettiva per quanto riguarda le considerazioni materiali per la preparazione di forme di dosaggio solido a base di alcol polivinilico accoppiando l'estrusione hot melt (HME) e FDM-3DP (4).

Sicurezza

L'Alcool polivinilico somministrato per via orale è relativamente innocuo (5).

Su questo ingrediente sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei contenuti:

Polyvinyl Alcohol studi

• Formula molecolare: C₂H₄O   [-CH₂CHOH-]_n
• Peso molecolare: 44.05 g/mol
• CAS: 9002-89-5
• UNII 532B59J990
• EC Number: 209-183-3    618-340-9
• DSSTox Substance ID: DTXSID4031930    DTXSID8051467
• MDL number  MFCD00081922

Sinonimi: 

• Mowiol® 18-88
• Ethenol
• Vinyl alcohol
• Hydroxyethene
• Hydroxyethylene
• PVOH
• Ethenol, homopolymer
• Elvanol
• Gohsenol
• Poval
• Polyviol
• PVA
• Rhodoviol
• Alkotex
• Polydesis
• Gelvatol
• Polyvinol
• Covol
• Vinalak
• Lemol
• Vinarol
• Gohsenol
• Vinarole
• Lamephil 
• Alvyl

Bibliografia_______________________________________________________________

(1) Zhou T, Chen S, Ding X, Hu Z, Cen L, Zhang X. Fabrication and Characterization of Collagen/PVA Dual-Layer Membranes for Periodontal Bone Regeneration. Front Bioeng Biotechnol. 2021 Jun 9;9:630977. doi: 10.3389/fbioe.2021.630977.

(2) Miao Z, Sun Y, Tao Z, Chen Y, Ma Y, Zhu D, Huang X, Zha Z. Thermochromic Polyvinyl Alcohol-Iodine Hydrogels with Safe Threshold Temperature for Infectious Wound Healing. Adv Healthc Mater. 2021 Jun 24:e2100722. doi: 10.1002/adhm.202100722.

(3) Ben David N, Mafi M, Nyska A, Gross A, Greiner A, Mizrahi B. Bacillus subtilis in PVA Microparticles for Treating Open Wounds. ACS Omega. 2021 May 20;6(21):13647-13653. doi: 10.1021/acsomega.1c00790.

(4) Crișan AG, Porfire A, Ambrus R, Katona G, Rus LM, Porav AS, Ilyés K, Tomuță I. Polyvinyl Alcohol-Based 3D Printed Tablets: Novel Insight into the Influence of Polymer Particle Size on Filament Preparation and Drug Release Performance. Pharmaceuticals (Basel). 2021 May 1;14(5):418. doi: 10.3390/ph14050418.

Abstract. Three-dimensional printing (3DP) by fused deposition modeling (FDM) has gained momentum as a promising pharmaceutical manufacturing method due to encouraging forward-looking perspectives in personalized medicine preparation. The current challenges the technology has for applicability in the fabrication of solid dosage forms include the limited range of suitable pharmaceutical grade thermoplastic materials. Hence, it is important to investigate the implications of variable properties of the polymeric carrier on the preparation steps and the final output, as versatile products could be obtained by using the same material. In this study, we highlighted the influence of polyvinyl alcohol (PVA) particle size on the residence time of the mixtures in the extruder during the drug-loaded filament preparation step and the consequent impact on drug release from the 3D printed dosage form. We enhanced filament printability by exploiting the plasticizing potential of the active pharmaceutical ingredient (API) and we explored a channeled tablet model as a design strategy for dissolution facilitating purposes. Our findings disclosed a new perspective regarding material considerations for the preparation of PVA-based solid dosage forms by coupling hot melt extrusion (HME) and FDM-3DP.

(5) DeMerlis CC, Schoneker DR. Review of the oral toxicity of polyvinyl alcohol (PVA). Food Chem Toxicol. 2003 Mar;41(3):319-26. doi: 10.1016/s0278-6915(02)00258-2.

Abstract. Polyvinyl alcohols (PVA) (CAS no. 9002-89-5) are synthetic polymers used in a wide range of industrial, commercial, medical and food applications. The purpose of this review, this critical evaluation of the available information on PVA, is to support the safety of PVA as a coating agent for pharmaceutical and dietary supplement products. All the available information on PVA gleaned from a comprehensive search of the scientific literature were critically evaluated. Orally administered PVA is relatively harmless. The safety of PVA is based on the following: (1) the acute oral toxicity of PVA is very low, with LD(50)s in the range of 15-20 g/kg; (2) orally administered PVA is very poorly absorbed from the gastrointestinal tract; (3) PVA does not accumulate in the body when administered orally; (4) PVA is not mutagenic or clastogenic; and (5) NOAELs of orally administered PVA in male and female rats were 5000 mg/kg body weight/day in the 90-day dietary study and 5000 mg/kg body weight/day in the two-generation reproduction study, which was the highest dose tested. A critical evaluation of the existing information on PVA supports its safety for use as a coating agent for pharmaceutical and dietary supplement products.