Etken maddesi klorheksidin glukonat ve benzidamin hidroklorür olan likit farmasötik ürünün yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of liquid pharmaceutical product with active ingredients chlorhexidine gluconate and benzydamine hydrochloride
Yazar: ÇAĞRI EMRE GÜNEŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE ŞENGÜL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Gelişen bilim ve teknoloji ile birlikte tüketim ürünlerinin çeşitliliği ve bu ürünlere olan talep artış göstermektedir. Tüketilen ürünlerin miktarıyla doğru orantılı bir şekilde doğal alıcı ortamlarda biriken kirlilik miktarı da artmaktadır. Farmasötik ürünler gibi özellikle sucul ekosistem üzerinde toksik etkisinin yüksek olduğu bilinen kirleticilerin, üretim ve kullanım aşamalarından kaynaklı çevresel etkileri bilim dünyasında dikkat çekmektedir. Farmasötik üretimi kaynaklı çevresel etkilerin yüksek olduğu bilinmekle beraber bu konudaki bilgi birikimi halihazırda sınırlıdır. Farmasötik ürünlerin üretiminden kaynaklı çevresel etkilerin incelenmesi, sürdürülebilir üretim ve tüketim hedefini sağlamak ve yeşil üretim yöntemlerinin geliştirilebilmesi için önemlidir.
Farmasötik ürünlerin proses verileri ve kullanılan bileşenler fikri ve sınai haklar olarak özel bilgiler içerdiğinden, üretim için gerekli kimyasallara ait kimyasal soy ağaçlarının ve ilgili sektörlerin ve tedarik zincirlerinin bilinmemesinden kaynaklı üretimde kullanılan bileşenlerle ilgili arka plan verilerinin olmaması nedeniyle literatürde bütüncül yaklaşımla ve gerçek verilerle yapılan çevresel problemlerin değerlendirildiği çalışma sayısı yok denecek kadar azdır.
Bu çalışma kapsamında, bir ilaç firmasıyla ortak çalışılarak gerçek üretim verileri ile beşikten kapıya bütüncül yaklaşım izlenerek etken maddesi Klorheksidin Glukonat ve Benzidamin Hidroklorür (Benzidamin HCl) olan likit farmasötik ürünün üretimine ait "Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi" ile potansiyel çevresel etkileri durum çalışması olarak incelenerek farmasötik endüstrisine özgü çevresel problemleri ortaya çıkarmak için irdelenmiştir. YDD çalışması kapsamında ürünün üretiminde yer alan ve YDD çalışmalarında kullanılan mevcut veritabanlarında yer almayan her bir kimyasal bileşenin kimyasal soy ağaçları oluşturularak veritabanında 27 adet yeni kimyasal bileşenin "Yaşam Döngüsü Envanteri" SimaPro YDD aracında oluşturulmuştur. Üretimden kaynaklı çevresel problemler arasında ekotoksisite kategorisi temel çevre problem olarak ön planda yer aldığı için ekotoksisite karakterizasyonu diğer Yaşam Döngüsü Etki Değerlendirme (YDED) metotlarından daha kapsamlı olan ReCiPe 2016 ve ILCD 2011 Midpoint+ YDED metotları kullanılarak çevresel etki potansiyelleri incelenmiştir. 
YDED sonuçları doğrultusunda bir emülgatör olan Tween 20 bileşeninin "Coconut Oil" tabanlı üretiminden kaynaklı ekotoksisite miktarının yüksek olduğu ortaya konulmuştur. Çevresel etkisi yüksek olan bu bileşenin etki değerinin azaltılabilmesi için alternatif üretim yöntemi olarak "Palm Kernel Oil" den üretim yöntemi incelenmiş ve ekotoksik etkinin sucul ve karasal ekotoksik etkinin, sırasıyla, %95 ve %94 oranında azaltılabileceği gözlenmiştir.
Tez çalışmasının ikinci aşamasında üretim sistemine ait ekotoksisite karakterizasyonu yapılması için atıksudaki kimyasalların emisyon miktarlarının tayini ve bu emisyonlara ait ekotoksisite karakterizasyon faktörlerinin UseTox veritabanından derlenmesi ile atıksu emisyonlarına ait sucul ekotoksisite potansiyelleri belirlenmiştir.  Sonuçlara göre Klorheksidin Glukonat'a ait ekotoksisite potansiyeli üretimde kullanılan diğer bileşenlere kıyasla en az 1000 kat daha fazla etkiye sahip olduğu görülmüştür. Klorheksidin Glukonat'a ait etki değerinin bu kadar yüksek olmasının nedeni farmasötik ürünlerde dezenfektan görevi görmesi amacıyla kullanılması ve ekosisteme deşarj edildiğinde bu ortamda bulunan mikroorganizma topluluklarına zarar verdiği olarak açıklanabilir. Klorheksidin Glukonat alternatifi olarak kullanılan Klorin Dioksit bileşenine ait ekotoksisite potansiyelinin ise Klorheksidin Glukonat'ın ekotoksisite potansiyeline kıyasla çok daha düşük etkiye sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
With the developing science and technology, the diversity of consumer products and the demand for these products are increasing. The amount of pollution that accumulates in the natural receiving environment is directly proportional to the amount of products consumed. Environmental impacts of pollutants such as pharmaceutical products waste are known to have a high toxic effect, specifically on the aquatic ecosystem, due to the production and use stages. While it is known that environmental impacts from pharmaceutical production are high, the knowledge on this subject is currently limited. An examination of environmental impacts resulting from the production of pharmaceutical products is important for reaching sustainable production and consumption targets and developing green production methods.
Since the process data of pharmaceutical products and components used for production contain process specific information that has privacy issues due to intellectual and industrial rights, there is a lack of data on chemicals used for production and supply chains of these chemicals. Hence, there are few studies that takes a holistic approach and uses process data and actual amount of process chemicals and emissions due to the process.
In this study, cradle-to-gate life cycle impacts of a liquid pharmaceutical product with active ingredients Chlorhexidine Gluconate and Benzydamine Hydrochloride, were investigated by using actual production data by cooperating with a pharmaceutical company in order to better understand potential environmental problems of the pharmaceutical industry. In the scope of this study, for life cycle assessment of the liquid pharmaceutical product using SimaPro LCA tool, "Life Cycle Inventory" for 27 new chemicals that were not available in the existing LCI databases were established by compiling chemical tree data for each chemical compound of the production process. 
As ecotoxicity is the major environmental problem for pharmaceutical products, two LCIA methods that comprehensively characterize ecotoxicity, ReCiPe 2016 and ILCD 2011 Midpoint + Life Cycle Impact Assessment (LCIA) methods were chosen as LCIA methods to assess environmental impacts. LCIA results indicate that the amount of ecotoxicity originating from the "Coconut Oil" based production of the Tween 20 component, which is being used as an emulgator, is greater than other chemicals. Investigation of "Palm Kernel Oil" production method as an alternative production method to coconut oil production, "Palm Kernel Oil" based Tween 20 compound production results in a %95 and %94 reduction in aquatic ecotoxicity and terrestrial ecotoxicity potential, respectively. 
In the second stage of the study, to characterizate ecotoxicity caused by the emissions due to production,  amount of emissions in the wastewater were determined and ecotoxicity characterization factors corresponding to these emissions were compiled from UseTox database. Results indicate that aquatic ecotoxicity potential of Chlorhexidine Gluconate is 1000 times greater than for other emissions.  It is likely that Chlohexidine Guluconate a disinfecting agent has adverse effects on microbial community of the aqueous medium. Chlorine Dioxide, an alternative to Chlorhexidine Gluconate has much lower ecotoxicity potential than Chlorhexidine Gluconate.