Кафедра фармацевтической химии БГМУ разрабатывает новые способы обезвреживания и корректной утилизации фармацевтических отходов.
Заведующий кафедрой, кандидат фарм. наук, доцент Роман Лукашов рассказал, к чему приводит круговорот лекарств в природе и как свежие решения помогают в «обезоруживании» высокотоксичных лекарственных препаратов.
Роман Игоревич, расскажите, пожалуйста, насколько тема корректной утилизации фармацевтических отходов актуальна на сегодняшний день.
У каждого есть домашняя аптечка с определенным набором лекарственных препаратов, и многие сталкивались с вопросом, куда правильнее выбрасывать лекарственные средства с истекшим сроком годности. Лет 20 назад такой острой проблемы не стояло, считалось, что лекарства можно смывать в канализацию, выбрасывать в один контейнер с бытовыми отходами. Но 20–25 лет назад в мире впервые зазвучали исследовательские данные о том, что в придонной области водоемов в небольших концентрациях обнаружены лекарственные вещества. Это привлекло внимание ученых.
В водоемах и сейчас обнаруживают антибиотики, которые используются в сельском хозяйстве, просачиваются в грунтовые воды со свалок, а также сливаются в канализацию человеком. Очистные сооружения в этом случае не срабатывают — они не настроены на обнаружение специфических молекул и не могут обезвредить структуру лекарственного вещества. Еще одна находка — стероиды, которые вошли в фармацию как гормональные препараты. Стероидная химическая структура очень устойчива. Она попадает в организм, не перерабатывается и после вместе с калом, мочой и потом выделяется в канализацию. Очистка не срабатывает, химическое вещество попадает в почву, водоемы, загрязняя окружающую среду.
Согласно данным ВОЗ, 631 наименование лекарственных препаратов и их метаболитов обнаружено в воде 71 страны мира, при этом 16 лекарственных веществ выявлены в воде питьевого качества. Среди них диклофенак, ибупрофен, парацетамол, аспирин, кетопрофен, напроксен.
Волонтерский отряд «Экофарм» сортирует фармацевтические отходы и ведет статистику лекарств.
Проводились ли подобные исследования в нашей стране?
Похожее исследование белорусских водоемов было проведено Министерством природных ресурсов лет 10 назад. Изучали донный ил, в котором обнаружили сердечные препараты, антибиотик ципрофлоксацин, дротаверин, гормоны 17-бета-эстрадиол и этинилэстрадиол. В городских сточных водах нашли ряд лекарственных препаратов, среди которых лидируют НПВП — диклофенак и кетопрофен. В свое время именно это исследование привлекло наше внимание и стало отправной точкой проекта нашей кафедры. Возникла идея разработки новых способов утилизации лекарств, также стали решать вопрос централизованного сбора препаратов с истекшим сроком годности.
В поликлиниках и аптеках сетей «Новамедика», «ADEL» и «Добрыя лекi» в Минске, а также в организациях здравоохранения Солигорска, Клецка и Марьиной горки с 2021 года организованы урны для сбора лекарственных препаратов с истекшим сроком годности. Создание системы сбора отходов лекарственных средств от населения — инициатива, которую поддержали Мингорисполком, Минздрав и Министерство природных ресурсов, общественные организации.
Если в вашей аптечке есть лекарственные препараты с истекшим сроком годности, необходимо сдать их в специализированные пункты сбора лекарств (перечень размещен на сайте Минского городского комитета природных ресурсов и охраны окружающей среды).
Как обнаруженные лекарственные препараты наносят вред экосистеме?
Даже следы фармакологически активных веществ, присутствуя в окружающей среде, могут оказывать губительное действие на живые организмы. Они снижают репродуктивную способность рыб, провоцируют опухолевые и почечные патологии у млекопитающих, патологии у беспозвоночных — лягушек, дафний, рачков. Например, имеющиеся в каждой домашней аптечке НПВП оказывают экотоксическое действие, вызывая повреждение жабр у рыб. На первый взгляд напрямую с человеком эти моменты не связаны, но если нарушен экобаланс, человек тоже пострадает.
Все лекарственные препараты относятся к отдельному классу отходов, требующих специальной утилизации. Неопасными, полностью разлагающимися в природе считаются только витамины, питательные смеси и препараты для лечебного, в том числе парентерального, питания, лекарства, содержащие бифидо- и лактобактерии.
Какие лекарственные вещества возглавляют список токсичности и наносят вред окружающей среде?
Противоопухолевые препараты (цитостатики), лекарственные средства для лечения ВИЧ/СПИД и туберкулеза. Они токсичны для всего живого, так как воздействуют на ДНК, то есть разрушают фундаментальную основу любой жизни. Эти группы препаратов как раз требуют особого внимания при утилизации, от них население само не должно избавляться ни в коем случае.
Вторая по токсичности ниша — наркотики и психотропы. Есть любопытное российское исследование, которое показало, что в питьевой воде Санкт-Петербурга обнаружены наркотик морфин и антидепрессант амитриптилин. Возможно, в этой ситуации имела место некорректная утилизация в учреждениях здравоохранения, в результате чего и получился эффект круговорота опасных лекарств в природе.
Какой маршрут утилизации лекарственных отходов существует в наших учреждениях здравоохранения и каким его видите вы, исследуя проблему?
Сейчас утилизация лекарств с истекшим сроком годности и в организациях здравоохранения, и в аптечной сети ведется по одному маршруту — термическим способом. У нас существуют две фирмы, занимающиеся сбором и последующим высокотемпературным сжиганием препаратов. Размещаются они в Витебске и Минске. Самый главный минус такой утилизации в том, что это неконтролируемо с экологической точки зрения: при сгорании в воздух выделяются вредные летучие вещества.
Наша кафедра занялась разработкой альтернативной идеи: что если мы добавим к лекарственному препарату, требующему утилизации, простой реагент и выдержим определенное время, за которое разрушится активная часть молекулы и образуется нетоксичный продукт? То есть, по сути, химически утилизируем активное лекарственное вещество.
Несколько лет назад с просьбой провести исследования к нам обратился один из областных онкодиспансеров. В онкологии широко используются цитостатики — высокотоксичные препараты, отходы которых неизбежно образуются в ходе терапии. Например, для лечения пациента требуется 50 мл препарата, флакон при этом содержит 100 мл, таким образом, половина флакона остается невостребованной. По действующему законодательству уничтожение фармацевтических отходов группы цитостатиков проводится с использованием высокотемпературных технологий. У некоторых онкодиспансеров есть эти утилизационные установки (печи), где они сжигают просроченные препараты самостоятельно. Но проблема в том, что для такого пути утилизации требуется накопить определенную массу, к примеру, 100 кг отходов, на что может уйти до полугода.
Все время до утилизации цитостатики приходится хранить в контейнерах в специально оборудованных помещениях.
Есть научные данные, подтверждающие, что при долгом хранении перед утилизацией остатки цитостатических препаратов способны наносить вред работникам учреждений здравоохранения.
Даже если это лекарство хранится в герметичном контейнере, срок его службы обычно составляет от недели до трех. После вещество проникает в окружающую среду и может оказывать мутагенное действие и нарушать репродуктивные функции у медперсонала онкоучреждений.
Одним из выходов из этой ситуации является как раз наше предложение — химическая деструкция вредного вещества. Мы работаем над подбором определенных реагентов, которыми можно было бы временно заливать лекарственные препараты, таким образом снижая их токсичность. Сотрудничаем с онкодиспансером: они поставляют нам образцы препаратов, которые мы изучаем. На данный момент над темой работают 3 человека — студенты 5-го курса, которые под моим руководством пишут дипломную работу по химической утилизации цитостатиков. По отдельным препаратам у нас уже получены хорошие результаты. Ребята лабораторно доказали, что при химической реакции с определенным реагентом цитостатики доксорубицин и бортезомиб не только разрушаются, а со временем (за 4 месяца) даже продукты их деструкции полностью исчезают.
Активно ведутся исследования и по химической деструкции антибиотиков в рамках кандидатской диссертации старшего преподавателя нашей кафедры Надежды Михайловой. Все мы знаем, что антибиотикорезистентность является современной проблемой фармакотерапии. Отчасти это обусловлено именно некорректной утилизацией антибактериальных препаратов. Антибиотики, попадая в окружающую среду, нарушают естественный баланс микрофлоры почвы, водоемов и др. Разрушая активную молекулу вещества, этого можно избежать.
Для обезвреживания нужны сложные и дорогостоящие химические реагенты?
Ввиду экономической целесообразности мы стараемся брать самые простые и доступные белорусские реагенты.
Это, с одной стороны, даст дополнительную нишу продаж их производителю. С другой, массовое использование реагентов местного производства будет более дешевым и удобным.
В случае с разработкой по обезвреживанию цитостатиков у нас и вовсе получилась неожиданная ситуация: в процессе лабораторных исследований выяснилось, что некоторые из них вступают в реакции друг с другом и самонейтрализуются. Реагент для них не нужен.
Каким образом вы планируете популяризировать химическую утилизацию среди учреждений здравоохранения?
Мы обратились к современным технологиям: разрабатываем нейронную сеть на платформе Java, которую смогут использовать для определения способа химической деструкции отходов из некоторых групп цитостатиков и антибиотиков специалисты медучреждений, занимающиеся утилизацией препаратов на местах. Идея была предложена одним из наших студентов. Сейчас идет процесс обучения нейросети, чтобы в последующем она сама смогла прогнозировать, какой реагент нужен для химической утилизации того или иного вещества. Разработку мы презентовали на конкурсе «100 идей для Беларуси» 2024 года.
На входе в БГМУ размещены урны для сбора разных видов лекарственных препаратов с истекшим сроком годности и медицинских изделий. Это тоже часть глобального проекта вашей кафедры?
Эту работу ведет волонтерский отряд нашего факультета «Экофарм» (куратор — старший преподаватель Надежда Михайлова). Ребята стали инициаторами акции «Природа без лекарств» в нашем вузе. Они занимаются сбором лекарственных препаратов и медицинских изделий у студентов, слушателей курсов повышения квалификации, профессорско-преподавательского состава и всех желающих «расстаться» с фармацевтическими или медицинскими отходами.
Отмечу, что такой вариант сбора у нас пользуется популярностью и среди населения Минска: опустошать урны приходится каждую неделю. Ребята-волонтеры не только следят за их наполнением, но и участвуют в сортировке фармацевтических отходов и ведут статистику лекарств, извлеченных из контейнеров.
На сегодняшний день в базе данных более 750 позиций: это 460 наименований товаров (95 % из них — лекарственные средства), в состав которых входит 390 различных активных компонентов. У 5 % из сданных препаратов срок годности истек более 10 лет назад. Но попадаются экземпляры и со сроком годности, вышедшим 20 лет назад.
Чаще всего в наши урны приносят нестероидные противовоспалительные средства, анальгетики и жаропонижающие, снотворные и седативные, антигистаминные для системного применения и антибиотики.
Собранные фармацевтические отходы позже мы используем для лабораторных работ со студентами фармацевтического факультета и в научных целях как объекты для изучения способов утилизации лекарственных средств.
Должен ли врач на амбулаторном приеме, назначая тот или иной препарат, или провизор в аптеке, отпуская лекарственное средство, информировать человека о необходимости корректной утилизации лекарства?
Тот алгоритм предоставления фармацевтическим работником аптеки информации о лекарственном препарате, который существует на сегодняшний день, этого не предполагает. Но повышать грамотность среди населения в вопросах корректной утилизации лекарственных препаратов с истекшим сроком годности нужно обязательно. Нами выполнено анкетирование, опросили около 1 000 человек. Результаты показали, что население очень плохо владеет информацией о вреде лекарственных препаратов для окружающей среды.
69 % опрошенных не знают о существовании пунктов сбора лекарственных препаратов с истекшим сроком годности, 28 % в принципе не проверяют аптечку на наличие просроченных лекарств. Такие цифры говорят о том, что проблема носит социальный характер. Наша кафедра создала не только нейросеть для медперсонала, но и пилотное приложение по грамотной утилизации лекарственных отходов для широкого пользователя.
Над проектом в той или иной степени работает коллектив кафедры, активно участвуют студенты. Надежда Михайлова разработала систему информирования населения о правилах утилизации лекарственных препаратов с истекшим сроком годности и составила примерный алгоритм по информированию, которым могут пользоваться медицинские и фармацевтические специалисты. Проект вышел в финал конкурса «100 идей для Беларуси» в этом году.
В перспективе — оценка безопасности продуктов химической деструкции для растений и животных и изучение фармакологической активности продуктов деструкции, которая должна исчезать в ходе утилизации. Мы планируем внедрение в практику разработанных алгоритмов и мобильных приложений, а также самих способов химической утилизации.