By Jari Yli-Kauhaluoma, Professor, University of Helsinki

The Generation Green aims at educating the new generation capable of comprehending and assimilating environmental impacts of medicines. The life cycle of medicines spans their discovery, development, industrial production and use, from the original drug molecule to its metabolites that usually pass through the sewage treatment plants and enter the water system. It should be noted that in the manufacture of medicines the use of various chemicals is essential: catalysts, solvents and auxiliary substances of many kinds are needed. Chemical industry has paid careful attention to the environmental effects of chemicals already for a long time. By the way, would the grass be greener on the other side, i.e. is there something Green Pharmacy could learn from the well-established Green Chemistry?

As a matter of fact, green chemistry has been formulated around twelve principles that can be used when new chemical products are designed, and processes that reduce or eliminate the generation of hazardous substances are developed. Please find these principles, for example, here:

http://www2.epa.gov/green-chemistry/basics-green-chemistry#twelve

Pharmaceutical industry has already adopted the principles of green chemistry in drug discovery and development as well as recently the environmental impact assessment of pharmaceuticals, too. Furthermore, the European Pharmacopoeia that describes quality standards for ingredients, dosage forms and methods of analysis for medicines has some flavor of green chemistry as it aims at replacing toxic and hazardous reagents that are used to analyze medicines with safer ones. It is clear that several Green Chemistry principles can be used and applied in Green Pharmacy, too. It seems we are on the right track, but a lot of work remains to be done.

Links for those interested in the topic:

ACS Green Chemistry Institute: http://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry.html

Green Chemistry: http://www2.epa.gov/green-chemistry

European Technology Platform for Sustainable Chemistry: http://www.suschem.org/

In Finnish / Hieman tarkemmin suomeksi

Generation Green haluaa olla mukana kasvattamassa uutta sukupolvea, joka on sisäistänyt lääkkeen ympäristövaikutukset sen koko elinkaaren ajalta. Lääkkeen elinkaari kattaa sen keksimisen, kehittämisen, tuotannon ja käytön molekyylistä jätteeksi. Myös lääkkeen ja sen sisältämän lääkeaineen valmistamiseen tarvitaan monia kemikaaleja: reagensseja, katalyyttejä, liuottimia ja apuaineita. Kemikaalien ympäristövaikutukset huomioon ottavaa ”vihreää kemiaa” on sovellettu kemianteollisuudessa jo vuosien ajan. Olisiko ruoho vihreämpää aidan toisella puolella, eli voisiko kehittyvä vihreä farmasia oppia jotakin jo asemansa vakiinnuttaneesta vihreästä kemiasta?

Vihreän kemian perustana ovat kaksitoista periaatetta, jotka kumpuavat selkeästi kestävästä kehityksestä. Esittelen seuraavaksi lyhyesti osan näistä periaatteista. Ne ovat usein jo sellaisinaan käyttökelpoisia ja sovellettavissa erityisesti silloin, kun halutaan vähentää (kemiallisten) aineiden sekä niiden valmistamisen ja käytön aiheuttamaa haittaa ympäristölle.

• Ehkäise jätteen muodostuminen jo prosessin alkumetreillä. Jätteen syntymisen estäminen tai jätemäärän radikaali vähentäminen on ympäristön kannalta paras vaihtoehto.
• Käytä sellaisia kemiallisten yhdisteiden ts. lääkeaineiden valmistusmenetelmiä, jotka mahdollistavat niiden lähtöaineatomien sisällyttämisen haluttuun tuotteeseen maksimaalisesti. Tätä kutsutaan atomiekonomiaksi. Ja jätteen määrä vähenee samalla!
• Käytä menetelmiä, joissa tarvitaan tai jotka tuottavat mahdollisimman vähän myrkyllisiä tai haitallisia aineita.
• Suunnittele tuotteet (esim. lääkkeet) halutulla tavalla toimiviksi ja minimoi niiden aiheuttamat haitat ja mahdollinen myrkyllisyys ihmiselle, muille eliöille ja ympäristölle.
• Minimoi tuotteen valmistamiseen tarvittavan energian määrä esimerkiksi käyttämällä huoneenlämpötilassa ja normaalissa paineessa tapahtuvia prosesseja.
• Käytä biomassaa ja muita uudistuvia raaka- ja lähtöaineita tuotteiden valmistamiseen mikäli mahdollista.
• Käytä katalyysiä ja katalyyttisiä reaktioita aina, kun se on mahdollista. Katalyyttihän on määritelmänsä mukaisesti aine, joka nopeuttaa reaktiota tai prosessia kulumatta siinä itse.
• Suunnittele tuotteet sellaisiksi, että ne tehtävänsä täytettyään hajoavat harmittomiksi ja vaarattomiksi aineiksi.
• Jos joudut käyttämään vaarallisia aineita tai niitä tuottavia menetelmiä kemiallisten yhdisteiden valmistamiseen, kehitä myös menetelmä näiden vaarallisten aineiden muodostumisen tosiaikaiseen seurantaan.
• Käytä valmistusmenetelmiä, joissa kemikaalivahinkojen ja -onnettomuuksien sekä päästöjen, räjähdysten ja tulipalojen mahdollisuus on minimoitu.

Lääketeollisuus on omaksunut hyvin vihreän kemian periaatteet lääketutkimuksessa ja tuotekehityksessä sekä viime aikoina myös lääkeaineiden ympäristövaikutusten arvioinnissa. Lisäksi esimerkiksi Euroopan neuvoston julkaisemaan lääkeaineiden laatua käsittelevään Euroopan farmakopeaan on otettu vihreä kemia mukaan: lääkeaineiden toteamis- ja puhtauskokeissakin pyritään luopumaan vaarallisten ja haitallisten reagenssien käyttämisestä. Monia vihreän kemian periaatteista voidaan käyttää sellaisinaan tai jonkin verran soveltaen myös vihreässä farmasiassa. Oikealla tiellä ollaan, mutta paljon työtä on vielä tehtävänä.

Esimerkki aikanaan tarpeellisesta, mutta tällä hetkellä tarpeettomasta ja ympäristölle haitallisesta tutkimusreagenssista, elohopeasta. Tämä kaunis pullo (Huomaa erillinen tiputuskorkki elohopean tarkkaan annosteluun!) päätyi aiemmin keväällä ongelmajätelaitokselle Viikin Biokeskuksen kemikaalivaraston muuton yhteydessä. Kuva: Riccardo Provenzani.

The representative example of once useful, but currently useless and environmentally hazardous reagent, mercury, is given in the photo. This petite and tiny bottle (N.B. the special pipette for dispensing mercury!) found its destiny at the toxic waste disposal plant, when the chemical storage of the Viikki Biocenter was relocated this spring. Photo: Riccardo Provenzani.