Crospovidone (Povidone K30) o reticolato polyvinyl N-pyrrolidone o PVP noto anche come polivinilpirrolidone, è un polimero sintetico ampiamente utilizzato nei prodotti farmaceutici, cosmetici e per la cura personale. Agisce come legante, filmogeno, stabilizzante e agente addensante in diverse formulazioni. Il Povidone K30 è particolarmente apprezzato per la sua capacità di migliorare la consistenza e la texture dei prodotti, favorire l'adesione degli ingredienti attivi alla pelle o ai capelli e stabilizzare le emulsioni. Nei farmaci è comunemente usato come legante nelle compresse e come stabilizzante nei farmaci liquidi.

Composizione chimica e struttura

Crospovidone è un polimero solubile in acqua ottenuto da monomeri di vinilpirrolidone. Il numero "K30" si riferisce al peso molecolare del polimero, che indica la viscosità della soluzione che forma. La struttura polimerica del povidone gli consente di formare film, legare componenti e stabilizzare le formulazioni. La sua eccellente solubilità in acqua lo rende versatile per l'uso in vari sistemi acquosi e non acquosi.

Proprietà fisiche

Crospovidone si presenta generalmente come una polvere bianca o bianco sporco, facilmente solubile in acqua ed etanolo. Una volta disciolto, forma una soluzione viscosa e trasparente, agendo come ottimo filmogeno e stabilizzante. È non tossico, non irritante e compatibile con una vasta gamma di ingredienti, il che lo rende ideale per l'uso nei prodotti cosmetici, per la cura personale e nei farmaci.

Il nome definisce la struttura della molecola

• Povidone - Un altro nome per polivinilpirrolidone.
• K30 - Indica il grado di peso molecolare del polimero.

Descrizione delle materie prime utilizzate nella produzione

• Monomero di vinilpirrolidone (N-vinil-2-pirrolidone) - La materia prima principale per la produzione di PVP.

Processo di sintesi

• Polimerizzazione radicalica - Il monomero di vinilpirrolidone è sottoposto a polimerizzazione radicalica, spesso usando perossidi come iniziatore, per formare il polimero PVP di varie lunghezze di catena molecolare.
• Isolamento e purificazione - Il polimero risultante viene quindi isolato, purificato e secco per ottenere la povidone del grado desiderato, in questo caso, K30.

Applicazioni

Legante in Compresse - Utilizzato nei prodotti farmaceutici come legante nelle compresse per migliorare la compressione e la disintegrazione delle compresse.

Solubilizzante - Aumenta la solubilità di composti poco solubili in acqua, migliorando così la loro biodisponibilità.

Agenti Filmogeni - Nei prodotti cosmetici, Povidone K30 è spesso utilizzato come agente filmogeno, ad esempio, in prodotti per capelli come gel o spray.

Stabilizzatore di Sospensione - Può stabilizzare sospensioni in preparazioni farmaceutiche o cosmetiche.

Viscosizzante - Utilizzato per aumentare la viscosità di soluzioni acquose o altri veicoli.

La serie PVP K comprende: K12, K15, K17, K25, K30, K60, K90.

Crospovidone tipo A (e tipo B) è un polimero cross costituito da N-vinilpirrolidone, spesso chiamato come PVP insolubile o PVP reticolato. Insolubile in acqua, acido, alcali e in comuni solventi organici . E' una polvere igroscopica color giallo chiaro o bianca, praticamente inodore. Insolubile in acqua, acida e alcalina  e in tutti gli altri solventi comuni.

Sia Crospovidone tipo A che Crospovidone tipo B hanno la caratteristica di gonfiare e di portare alla formazione composti di coordinazione quali  polifenoli, acido carbossilico e altri composti a basso peso molecolare. La differenza tra i due risiede nella diversa densità che porta ad applicazioni a volte differenti. Maggiore è la densità e più fine è la povere.

Compattamento della compressa. I gradi di crospovidone fine (tipo B) aumentano la resistenza alla trazione delle compresse a una determinata pressione di compressione. Più fine è il grado di crospovidone, più forte è la capacità di legame.

Compressione della compressa. Sia il tipo A che il tipo B hanno valori di compressione simili.

Legame della compressa. Copovidone, come legante secco, aumentando la resistenza della compressa ne rallenta la disintegrazione. In questo caso Crospovidone tipo B può provvedere ad una rapida disintegrazione.

A cosa serve e dove si usa

Medicina

Dall'industria farmaceutica per le sue caratteristiche di inerzia fisiologica, eccellente solubilità, capacità di formazione di film, stabilità chimica,  e compatibilità biologica, viene utilizzato come trasportatore a rilascio lento della medicina, agente di disintegrazione, film di emodialisi, ecc. A seconda degli ingredienti in formula cambia il tempo di disintegrazione di capsule e compresse.

La serie PVP K  a basso peso molecolare, ha funzione di agente solubilizzante, stabilizzatore di sospensione, inibitore della cristallizzazione in formulazioni oftalmiche e iniettabili.

Svolge diverse funzioni:

• Disintegrante nelle compresse solide per la sua capacità di assorbire acqua e di rigonfiamento. Crospovidone è inerte ed ha la stessa struttura chimica del povidone che viene utilizzato come vettore di sistemi di dispersione solida. Migliora la dissoluzione e la biodisponibilità.
• Complessante di tannino e polifenoli in estratti alcolici o erbe acquose.
• Stabilizzatore di sospensione aumenta la capacità di dispersione del sedimento della soluzione agendo come polimero idrofilo viscosizzante.
• Assorbe l'umidità

Crospovidone tipo A è inserito in compresse medicinali anche come un normale agente legante.

Crospovidone tipo B aumenta la resistenza alla trazione delle compresse ad un valore determinato della pressione di compressione e più fine è il grado del crospovidone e maggiore è la capacità legante.

Alimentazione

Nell'industria delle bevande, birra, succhi di frutta ecc., Crospovidone tipo A ha la proprietà di mantenere il gusto, eliminare l'antocianina e il polifenolo, migliorare colore e limpidezza del liquido. ha anche funzioni di conservante e stabilizzante.

Cosmetica

Crospovidone tipo A funge da idratante per la pelle, mantiene l'umidità dei cosmetici di grado superiore. Nei dentifrici funziona da tensioattivo ed attenuare le infiammazioni.

Funzioni INCI:

• Agente antistatico. L'accumulo di elettricità statica ha un'influenza diretta sui prodotti e causa adsorbimento elettrostatico. L'ingrediente antistatico riduce l'accumulo di elettricità statica e la resistività superficiale sulla superficie della pelle e dei capelli.
• Binder. Composto legante che è utilizzato in prodotti cosmetici, alimentari e farmaceutici come antiagglomerante con la funzione di rendere setoso, compatto e omogeneo il prodotto in cui è inserito. Il legante, naturale come mucillagini, gomme e amidi oppure chimico, può avere forma di polvere o di liquido.
• Stabilizzatore di emulsioni. Le emulsioni sono termodinamicamente instabili. Gli stabilizzatori di emulsione migliorano la formazione e la stabilità delle emulsioni singole e doppie. nonché la loro shelf-life. Va notato che nella relazione struttura-funzione, la massa molare dell'ingrediente utilizzato gioca un ruolo importante.
• Agente filmogeno. Produce, nel momento dell'applicazione, una pellicola sottilissima continua con un bilanciamento ottimale di coesione, adesione ed adesività su pelle, capelli o unghie per contrastare o limitare danni da fenomeni esterni come prodotti chimici, raggi UV e inquinamento.
• Fissativo per capelli. Questo ingrediente ha la capacità di  creare, con la sua pellicola protettiva, rigidità e tenuta dei capelli ed ha anche ha la capacità di  formare, tramite un'applicazione uniforme, con le sue proprietà idrofile ed elastiche, legami tra le fibre dei capelli, per mantenerne, per un certo tempo, una particolare forma ai capelli. In pratica consente il controllo fisico dell'acconciatura.
• Agente di controllo della viscosità. Controlla e adatta, aumentando o diminuendo, la viscosità al livello richiesto per una stabilità chimica e fisica ottimale del prodotto e del dosaggio in gel, sospensioni, emulsioni, soluzioni. 

Considerazioni sulla salute e sicurezza

Sicurezza d'uso
Crospovidone è generalmente considerato sicuro per l'uso in prodotti farmaceutici e cosmetici. È non tossico, non irritante e ipoallergenico, rendendolo adatto per una vasta gamma di applicazioni. È ampiamente utilizzato in formulazioni orali, topiche e parenterali, dimostrando un'elevata sicurezza nei vari campi di applicazione.

Reazioni allergiche
Le reazioni allergiche al Crospovidone sono rare, poiché è considerato un ingrediente non irritante e ipoallergenico. Tuttavia, in individui con pelle particolarmente sensibile, si raccomanda di effettuare un patch test prima dell'uso di prodotti contenenti Crospovidone.

Tossicità e cancerogenicità
È stato studiato estensivamente e viene considerato sicuro nelle concentrazioni utilizzate nei prodotti farmaceutici, cosmetici e alimentari. È anche ben tollerato quando somministrato per via orale, topica o endovenosa.

Considerazioni ambientali e di sicurezza
Il Crospovidone è considerato sicuro per l'ambiente, poiché è facilmente degradabile in condizioni ambientali normali. Tuttavia, come per tutti i polimeri sintetici, è importante smaltire i prodotti contenenti Crospovidone in modo responsabile per ridurre al minimo l'impatto ambientale.

Stato normativo
Il Crospovidone è approvato per l'uso in cosmetici, farmaceutici e alimenti da parte di enti regolatori come l'Unione Europea e la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti. È regolamentato per garantire che venga utilizzato in concentrazioni sicure e appropriate nei vari prodotti.

Sull'argomento sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei contenuti:

Crospovidone studi

• Formula molecolare  C₆H₉NO        C₆H₁₃NOP₂
• Linear Formula    (C₆H₉NO)_n
• Peso molecolare  111.14
• Massa esatta     111.068413
• CAS     25249-54-1  1-Vinyl-2-pyrrolidinone homopolymer (9003-39-8)
• UNII     4LFS24GD0V
• EC Number   201-800-4  607-660-4
• DSSTox Substance ID 
• IUPAC  1-Ethenyl-2-pyrrolidinone homopolymer
• InChl=1S/C6H13NOP2/c8-5-2-1-3-7(5)6(10)4-9/h6H,1-4,9-10H2
• InChl Key      LQIAZOCLNBBZQK-UHFFFAOYSA-N
• SMILES   C1CC(=O)N(C1)C(CP)P
• MDL number  MFCD00149016
• PubChem Substance ID    
• ChEBI  185135
• RTECS  TR8370000
• NCI    C80893
• RXCUI        1310706

Sinonimi: 

• Vinylpyrrolidone
• Polyvinylpyrrolidone
• PVP
• Povidone
• Insoluble PVP
• 1-Vinyl-2-pyrrolidinone
• polyvinylpolypyrrolidone

Polyplasdone ; bolinan; colidon; dulcilarmes; hemodyn; kollidon; kollidon 12; kollidon 15; kollidon 17; kollidon 25; kollidon 30; kollidon 40; kollidon 90; kollidon cl; kollidon k30; kollidon k60; kollidon k90; luviskol k30; periston; periston n; plasdone; plasdone 25; plasdone 26 28; plasdone k 29-32; plasdone k 90; plasmosan; poly(n vinyl 2 pyrrolidone); poly(n vinylpyrrolidone); polyvidone; polyvidonk25; polyvinyl polypyrrolidone; poly(vinylpyrrolidone); polyvinylpyrrolidone; polyvinylpyrrolidone; polyvinylpyrrolidone 10 000; polyvinylpyrrolidone 11000; polyvinylpyrrolidone 25000; polyvinylpyrrolidone40000; polyvinylpyrrolidone 44 000; polyvinylpyrrolidone 700 000; polyvinylpyrrolidone solution; poridone; povidone 40; pvp 40000; pvp macrose; rp 143; subtosan; vinisil; 1 vinyl 2 pyrrolidinone polymer; kollidon k 30; polyvidon k25; polyvinyl pyrrolidone; polyvinylpyrrolidone 40000

Bibliografia__________________________________________________________________________

Liu, Zhao-xia, Qi-lei CHENG, and Lan HE. Impact of the excipient povidone K30 on drug quality control of valsartan capsules. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis 34.6 (2014): 1091-1099.

Abstract. Objective: To confirm the origin and structure of the unknown substance,eluted at 0.14 fold of the relative retention time of valsartan peak (RRT=0.14),which was detected in related substances test of valsartan capsules;to explore the influence of the unknown material on the quality of valsartan capsules,and to provide basis for the revision of the quality standards. Methods: The analysis was carried out on an Inertsil ODS-4 column(250 mm×4.6 mm,5μm)with a mobile phase of acetonitrile-water-glacial acetic acid(500: 500: 1)at a flow rate of 1 mL·min-1.The detective wavelength was set at 225 nm.UPLC-MS,IR,1H-NMR and MALDI-TOF-MS techniques were applied to confirm the origin and structure of the unknown substance. Results: The unknown substance was confirmed to be the excipient povidone K30(PVP K30). Conclusion: The excipient PVP K30 peak is not to be counted as the related substance of valsartan capsules,and it should be specified to deduct the excipient peak in ChP 2010 to eliminate the influence on the result of determination.

Phadke C, Sharma J, Sharma K, Bansal AK. Effect of Variability of Physical Properties of Povidone K30 on Crystallization and Drug-Polymer Miscibility of Celecoxib-Povidone K30 Amorphous Solid Dispersions. Mol Pharm. 2019 Oct 7;16(10):4139-4148. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b00452.

Abstract. In the present study, we have investigated the variability in physical properties of povidone K30 (PVP K30) and its impact on crystallization and drug-polymer miscibility of celecoxib-PVP K30 (CLB-PVP K30) amorphous solid dispersions (ASDs). CLB-PVP K30 ASDs were prepared using nine batches of PVP K30, in situ on glass slides by quench-cooling using the hot and cold stage of a microscope. Crystallization of the ASDs stored at 40 ± 2 °C/75 ± 5% relative humidity was captured using polarized light microscopy for up to 24 h and quantified using mean pixel counts of images. The quantitative drug-polymer miscibility of nine CLB-PVP K30 systems was determined using melting point depression. Pearson's correlation analysis was used to find the correlation between (i) % crystallization with drug-polymer miscibility and physical properties and (ii) drug-polymer miscibility and physical properties, of PVP K30. The % crystallization was significantly variable (p < 0.05) among the nine CLB-PVP K30 ASDs. The nine PVP K30 batches exhibited significant variability (p < 0.05) from batch to batch and/or source to source in physical properties. The % crystallization showed correlation to particle size distribution (PSD) (weak positive), glass transition (Tg) (weak positive), drug-polymer miscibility (moderate negative), true density, and porosity (moderate positive) and hygroscopicity (strong positive). Miscibility showed correlation between Tg (weak positive), hygroscopicity (weak negative), PSD (moderate negative), and true density and porosity (strong negative). The study suggests PSD, hygroscopicity, true density, and porosity of PVP K30 as the functionality related characteristics for its intended functionality of physical stability when it is used as a stabilizer in ASDs.