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Umweltschutz

Medikamente nachhaltig herstellen

Mit rund 465.000 Beschäftigten und mehr als 190 Milliarden Jahresumsatz gehören die Chemie- und Pharmaindustrie in Deutschland zu den wichtigsten Industriesektoren. Die Herstellung von Grundstoffen und Arzneimitteln ist mit einem hohen Verbrauch an Rohstoffen, Lösungsmitteln und Energie sowie einem hohen Abfallaufkommen verbunden. Das bedeutet für die Umwelt eine nicht geringe Belastung.
Edith Schettler
13.04.2022  09:00 Uhr

Etwa 8 Prozent der gefährlichen Abfälle und 12 Prozent der Abwässer entstehen in der chemisch-pharmazeutischen Industrie. Die Branche verbraucht rund 10 Prozent der gesamten Primärenergie Deutschlands und verursacht 4,2 Prozent der Kohlendioxid-Emissionen – mehr als die oft von der Politik gescholtene Automobilindustrie. Die ECHA (European Chemicals Agency) in Helsinki führt ein Verzeichnis aller Chemikalien, von denen in der Europäischen Union mehr als eine Tonne jährlich produziert oder importiert werden. Zurzeit sind dort mehr als 22.500 Stoffe registriert, rund die Hälfte davon kommt aus deutschen Unternehmen.

Image gut

Arzneimittel haben als Produkte zur Erhaltung und Wiedererlangung der Gesundheit einen guten Ruf und gelten als Basis für globalen Wohlstand. Gerade die aktuelle Pandemie unterstreicht ihre Bedeutung für die Gesellschaft, für das Funktionieren der Wirtschaft und die Sicherung des Existenzniveaus. Für Produktionsstandorte in Europa gelten die Anforderungen der Industrieemissions-Richtlinie 2010/75/EU (EU 2010). Die Umweltauflagen für pharmazeutische Hersteller sind hoch und mit teuren Investitionen verbunden. Es ist anzunehmen, dass die Regulierung in der Zukunft weiter zunimmt, beispielsweise hinsichtlich der Kohlendioxid-Emissionen, so dass die Firmen ein eigenes Interesse haben, nachhaltige Strategien zu verfolgen. Tatsächlich ist es bereits heute so, dass die Hersteller hierzulande nur für rund zwei Prozent des Eintrages an Arzneimitteln in das Abwasser verantwortlich sind, der Rest kommt von Kliniken, Patienten und aus der Tierhaltung. Allerdings gilt es bei dieser Rechnung zu bedenken, dass die Mehrzahl der in Deutschland verwendeten Arzneistoffe gar nicht in Europa produziert wird.

Die Produktion vieler Wirkstoffe liegt in der Hand einiger weniger Hersteller in Asien, was sich in den Apotheken seit geraumer Zeit anhand von Lieferengpässen deutlich bemerkbar macht. Bereits Ende der 1980er-Jahre verlegten viele Pharmakonzerne ihre Produktion nach China, wo staatlich subventionierte Produktionsstätten entstanden. Mit dem wirtschaftlichen Aufschwung Chinas und der Verteuerung der Produktion wichen die Konzerne auf weitere asiatische Länder aus, auch um dem Preisdruck auf dem deutschen Markt mit der Einführung der Rabattverträge der gesetzlichen Krankenkassen entgegenzuwirken. Natürlich gelten auch in Asien die gleichen Qualitätskriterien für das Produkt wie in Europa, allerdings ist es sehr viel schwieriger, diese zu kontrollieren. Das gleiche gilt für den Herstellungsprozess selbst, wobei das öffentliche Bewusstsein für Umweltstandards vor Ort sehr viel weniger ausgeprägt ist als in Europa. Kontrolleure aus der EU haben keine gesetzliche Handhabe, Umweltaspekte in ihre Qualitätskontrollen zu integrieren.

Mehr Resistenzen

Vor einigen Jahren beschäftigte ein Umweltskandal in Indien die Medien. Britische Investigativjournalisten der Organisation Ecostorm hatten zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Cambridge im Jahr 2016 an drei Produktionsstandorten der Pharmaindustrie in Indien hohe Konzentrationen antibiotikaresistenter Bakterien nachgewiesen. Sie konnten den Weg des Eintrages in die Gewässer bis zum Abwassersystem der Firmen nachverfolgen. Dabei fiel besonders die Firma Aurobindo, Rabattpartner großer deutscher Krankenkassen, durch besonders hohe Werte von Antibiotika, Antimykotika und Schwermetalle auf. Die Werte in Gewässerproben nahe des Standortes Hyderabad waren im Vergleich zu den deutschen Grenzwerten hundert- bis tausendfach überhöht. Sauberes Oberflächenwasser ist in Indien kaum noch verfügbar, trotzdem benutzen es die Bauern zum Wässern ihrer Felder und zum Tränken der Tiere, die Frauen zum Waschen, Männer zum Angeln, Kinder zum Baden. In Indien sterben schätzungsweise jährlich 60.000 Neugeborene an den Folgen einer Infektion mit multiresistenten Erregern.

Indische Umweltaktivisten haben sich bereits in einem Brandbrief an die EU-Kommission gewandt. »Im Namen unserer indischen Mitbürger schreiben wir, um Sie aufzufordern, Maßnahmen zu ergreifen und sich mit der schwerwiegenden Umwelt- und Gesundheitskrise zu befassen, die sich in Indien in Zusammenhang mit der Produktion von Arzneimitteln für globale Märkte, darunter die Europäische Union, entfaltet«, heißt es darin. Die Kommission arbeite an einem Strategiepapier zur Umweltverschmutzung durch pharmazeutische Stoffe, teilte ein Sprecher in der Antwort mit. Die indische Behörde Central Drugs Standard Control Organisation (CDSCO) erklärte, sie wolle die Kontrollen der GMP-Regeln im Land ausweiten, um die Anforderungen der jeweiligen geregelten Märkte einzuhalten, für die die Produkte bestimmt sind.

Leichter abbaubar

Bisher stehen bei der Entwicklung von Arzneistoffen pharmakologische und technologische Aspekte wie Stabilität, Freisetzung oder Magensäureresistenz im Vordergrund. Vor allem die Stabilität der Arzneistoffe bei verschiedenen pH-Werten und gegenüber der Darmflora werden nach ihrer Ausscheidung in der Umwelt zum Problem. Auf der Watchlist der Europäischen Kommission befinden sich derzeit die Antibiotika Amoxicillin, Ciprofloxacin, Erythromycin, Clarithromycin und Azithromycin sowie die Hormone Ethinylestradiol, Estron und Estradiol. Diese Stoffe spielen eher in den Einträgen der Tierproduktion eine Rolle als bei den europäischen Herstellern.

Grundsätzlich ist es heute schon möglich, die Struktur von Arzneistoffen so zu gestalten, dass sie in der Umwelt leicht abbaubar sind. Für fluorierte Moleküle zum Beispiel gibt es in der Natur keine Abbauwege, da Fluor kaum natürlich vorkommt. Trotzdem ist jeder vierte Arzneistoff eine Fluorverbindung. In jeder Substanzklasse gibt es jedoch bereits Alternativen ohne Fluor, beispielsweise Saxagliptin anstelle von Sitagliptin. Von Mikroorganismen oder Gewebekulturen produzierte Arzneistoffe wie die monoklonalen Antikörper sind aufgrund ihrer Proteinstruktur ebenfalls problemlos abbaubar. Sie haben außerdem den Vorteil, nur an einem ganz bestimmten Molekül, beispielsweise einem viralen Oberflächenprotein, zu binden und können daher sehr sparsam dosiert werden. Künftig sollte sich also die pharmazeutische Forschung noch umweltbewusster ausrichten.

Einige Firmen arbeiten dem Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie zufolge bereits daran, die Verteilung des Wirkstoffes im Körper zu optimieren, so dass weniger davon zur Ausscheidung kommt. Beispiele für bereits auf dem Markt befindliche Produkte sind Retardkapseln und Arzneistoffpflaster. Aus Retardformen gelangt der Wirkstoff langsam über den Tag verteilt in den Körper, so dass auch weniger davon ausgeschieden wird. Pflaster mit analgetischen Wirkstoffen wie dem für die Umwelt problematischen Diclofenac können nach der Anwendung im Hausmüll entsorgt werden, während Salben von der Haut abgeduscht werden oder über die Kleidung ins Abwasser gelangen. 

Ressourcen sparen 

Nach Einschätzung des Verbandes forschender Arzneimittelhersteller geht seit einigen Jahren der Verbrauch an Energie und Rohstoffen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie deutlich zurück, es fallen weniger Abwasser und Abfälle an und der Ausstoß von Treibhausgasen sinkt. Das ist unter anderem das Ergebnis von Chemie3, der Nachhaltigkeitsinitiative des Verbandes der Chemischen Industrie zusammen mit Gewerkschaft und Arbeitgeberverband. Während die Firmen Pfizer, Novo Nordisk und Rentschler Biopharma vor allem auf nachhaltige Energieerzeugung und -verbrauch achten, sanierte die Firma Roche eine Deponie für ihren über zwei Jahrzehnte abgelagerten Industriemüll, renaturierte das Gelände und entsorgte das belastete Erdreich thermisch. Die Firma Bayer hingegen legt Wert auf einen sorgsamen Umgang mit Wasser, betreibt wo möglich geschlossene Kreisläufe und kontrolliert ihre Abwässer auf die Einhaltung von Grenzwerten für Wirkstoffe.

Das von der EU und der Industrie finanzierte Projekt CHEM21 entwickelt neue Herstellungsverfahren, die mit weniger Rohstoffen auskommen. Bisher war es durchaus möglich, dass für ein Kilogramm Arzneistoff 100 Kilogramm Ausgangsstoffe notwendig sind. Das Augenmerk liegt vor allem auf der Vermeidung von toxischen und teuren Substanzen. Die neuen Verfahren nutzen Enzyme als Biokatalysatoren und entlasten damit nicht nur die Umwelt durch ein geringeres Abfallaufkommen, sondern auch die Produktionskosten der Hersteller und erhöhen damit deren Wettbewerbsfähigkeit.

Firmen ziehen mit

Mit der konzerneigenen Initiative »Planet Mobilization« hat sich Sanofi zu einem umfassenden Umwelt- und Biodiversitätsschutz verpflichtet:  Zu den Maßnahmen zählen unter anderem Pläne zur Erhaltung und Förderung von Biodiversität an den Standorten, der nachhaltige Umgang mit natürlichen Ressourcen sowie die Reduktion der Umwelteinwirkungen durch Sanofi-Produkte. Die Verwendung pflanzlicher und tierischer Stoffe für die Arzneimittelentwicklung erfolgt unter strengen Auflagen und unter Ausschluss vom Aussterben bedrohter beziehungsweise geschützter Substanzen. Im »Planet Mobilization Programm« hat sich Sanofi zum Ziel gesetzt, seine CO2-Emissionen im Industrie- und Forschungsbereich von 2015 bis 2025 zu halbieren und 2050 CO2-neutral zu sein. Energieeffizienz bei den Produktionsstätten spielt dabei eine wichtige Rolle. Industriemüll soll durch Wiederverwertung, Wiederverwendung und Recycling bis 2025 zu mehr als 90 Prozent vermieden werden.

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