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POLIETILENGLICOLE
Il Polietilenglicole (PEG), noto anche come poliossietilene (POE) o ossido di polietilene (PEO), è un polietere di fondamentale importanza commerciale. Si tratta di un polimero di sintesi versatile, la cui chimica e le cui proprietà ne consentono un ampio utilizzo nei settori farmaceutico, cosmetico, biotecnologico e industriale.
Chimica e Struttura
Il PEG è un polimero di condensazione ottenuto dalla poliaddizione dell’ossido di etilene (monomero) e acqua o glicole etilenico.
Struttura Molecolare
La sua struttura di base è una catena di unità ripetute di ossido di etilene legate da un legame etere, terminata da gruppi ossidrili alle estremità.
Classificazione
La denominazione PEG è convenzionalmente seguita da un numero che indica il peso molecolare medio (in g/mol) della molecola. Questa classificazione è cruciale perché le proprietà fisiche e chimiche del PEG variano significativamente in base al suo peso molecolare (M_w):
• Basso M_w (es. PEG 200, 400, 600): Liquidi incolori e viscosi.
• Medio M_w (es. PEG 1450, 3350): Solidi cerosi o paraffinici.
• Alto M_w (es. PEG 6000 e oltre): Solidi biancastri.
L’aumento del peso molecolare si correla con:
• Un aumento della viscosità.
• Un aumento del punto di fusione (passaggio da liquido a solido).
• Una minore igroscopicità (capacità di assorbire umidità).
Proprietà Tecniche
Il PEG deve la sua versatilità a una serie di proprietà distintive:
• Solubilità: È altamente solubile in acqua e in molti solventi organici (come metanolo, etanolo, diclorometano, toluene) grazie alla sua natura idrofila, che deriva dalla presenza di gruppi etossi (-O-CH_2-CH_2-), capaci di formare legami a idrogeno con l’acqua. È invece insolubile in etere dietilico ed esano.
• Bassa Tossicità e Stabilità: È generalmente considerato sicuro (GRAS} – Generally Recognized as Safe), non irritante e ha una bassa volatilità. È stabile e non facilmente deteriorabile, anche se i gruppi idrossilici terminali lo rendono suscettibile a reazioni (esterificazione, eterificazione).
• Attività Tensioattiva/Emulsionante: Può essere combinato con molecole idrofobiche per produrre tensioattivi non ionici.
Applicazioni Tecnologiche Chiave
Il PEG trova applicazioni in una vasta gamma di settori, spesso in virtù della sua funzione di veicolo, solvente, o modificatore di superficie.
Settore Farmaceutico e Biotecnologico
1. Eccipiente Farmaceutico: È ampiamente utilizzato come solvente e veicolo per principi attivi in soluzioni orali, colliri, unguenti e creme. I PEG ad alto $M_w$ sono impiegati come basi idrosolubili per la preparazione di supposte.
2. Lassativo Osmotico: Forme specifiche, come il PEG 3350, sono impiegate come lassativi. Non vengono assorbite dal tratto gastrointestinale ma esercitano un effetto osmotico, legando l’acqua e ammorbidendo le feci.
3. PEGilazione: Una tecnica biotecnologica fondamentale che consiste nell’attacco covalente di catene di PEG a molecole terapeutiche (come proteine o peptidi). Lo scopo è quello di:
◦ Estendere l’emivita circolante del farmaco (aumentando le dimensioni molecolari, riducendone la clearance renale).
◦ Diminuire l’immunogenicità e il rischio di reazioni avverse.
◦ Migliorare la solubilità del farmaco.
4. Idrogeli: I polimeri di PEG sono utilizzati per creare idrogeli per il rilascio controllato di agenti terapeutici, scaffold per colture cellulari e nell’ingegneria tissutale.
Settore Cosmetico e della Cura Personale
Il PEG è un ingrediente comune in creme, lozioni, shampoo e dentifrici, dove funge da:
• Umettante: Aiuta a trattenere l’umidità nei prodotti e sulla pelle.
• Emulsionante e Solubilizzante: Favorisce la miscelazione di ingredienti altrimenti immiscibili (es. oli profumati e acqua).
• Potenziatore di Penetrazione: Può migliorare l’assorbimento di altri ingredienti nella pelle.
• Modificatore di Consistenza: Migliora la texture e la stabilità delle formulazioni (agente legante, ammorbidente).
Altre Applicazioni Industriali
• Restauro: Il PEG è impiegato per il consolidamento di legni archeologici bagnati, sostituendo gradualmente l’acqua nelle fibre del legno per prevenire il collasso strutturale durante l’essiccazione.
• Chimica dei Polimeri: Utilizzato come polimero reattivo per la modifica e la funzionalizzazione di altri polimeri.
• Antistatico: Impiegato come agente antistatico in trattamenti tessili e per la pulizia industriale.