ヘリウム不足が医療機器業界に与える影響

May 26, 2023

近年、ヘリウム不足が続いており、幅広い産業に影響を与えている。業界をリードするヘリウム開発会社であるパルサーヘリウムは、これらのサプライチェーンの問題を解決するために迅速に取り組んでいます。パルサーの主要なヘリウムプロジェクトであるトパーズとトゥヌは、それぞれ米国とグリーンランドにあり、世界的に最高級のヘリウムを生産できる可能性がある。パルサーのようなプロジェクトは、世界的なヘリウム供給を強化し、世界的なヘリウム不足を克服するのに役立つでしょう。

ヘリウム不足の影響を特に受けている業界の 1 つが医療機器部門です。このリソースは医療機器部門の運営と開発において重要な役割を果たしているからです。この記事では、現在のヘリウム不足がこの業界にどのような影響を与えているか、またそれがメーカーと消費者の両方にどのような影響を与える可能性があるかを探ります。

ヘリウムは、パーティー用風船から磁気共鳴画像法 (MRI) 装置に至るまで、現代生活のさまざまな側面に不可欠です。特に、外科手術で使用されるレーザーに冷却剤を提供したり、患者の状態を診断または監視するために使用される他の種類の機器に組み込まれたりするなど、医療機器業界で重要な役割を果たしています。そのため、供給の中断は遅延を引き起こし、これらの製品の製造に関連するコストの増加につながる可能性があります。

現在の状況は、高品質でコスト効率の高いヘリウム資源に確実にアクセスする必要があるため、医療機器業界に携わる人々に独特の課題をもたらしています。この問題についてより深い洞察を得るには、まずヘリウムが不足している理由と、それが生産プロセスにどのような影響を与えるかを理解する必要があります。さらなる分析を通じて、この継続的なヘリウム不足により医療機器分野で事業を展開する企業に課せられる負担を軽減できる可能性のある解決策が特定される可能性があります。

ヘリウムは再生不可能な資源であり、多くの医療機器に不可欠です。これは、特に MRI 装置やその他の画像技術において、低温環境を作り出し、特定の電子コンポーネントの安定性を維持するために使用されます。しかし、継続的なヘリウム不足は医療機器業界に悪影響を及ぼしています。

一方で、私たちの地球上で自然に発生するヘリウムの供給源は限られています。ほとんどの場合、地球の表面下の天然ガス鉱床に閉じ込められています。一方、ヘリウムは数多くの産業用途に利用されているため、ここ数十年にわたってこれらの埋蔵量からかなりの量のヘリウムが抽出されてきました。この抽出プロセスにより需要と供給の不均衡が生じ、価格が高騰する一方、入手可能性は大幅に減少しました。

この有限な資源への依存を減らすか、安全性や有効性の基準を損なうことなく医療機器での使用に代わる代替ソリューションを見つけるには、大幅な技術進歩が必要です。しかし、これらのイノベーションが現実になるまでは、供給の中断がメーカーと医療施設の両方に深刻な課題をもたらす可能性があります。

この不足がなぜ存在するのかをより深く理解するには、その原因を調べることが重要です。まず、ヘリウム不足の主な理由の1つは、新型コロナウイルス感染症のパンデミックによる制限によって引き起こされた世界的な生産量の削減に起因すると考えられます。多くの国が産業活動に制限を設けており、その結果、経済活動が減少し、世界中で生産または販売される商品が減少しています。その結果、ヘリウムを生産する企業は、使用できる原料がはるかに少なくなったため、この期間の需要に追いつくことができなくなりました。さらに、新型コロナウイルス感染症対策に関連した売上減少や人員削減による経済的損失を理由に、一部の生産者は操業を完全に停止した。

第二に、ヘリウム不足のもう一つの主な原因は、世界中の政治や地政学的な出来事に関連しています。例えば、ロシアのガスプロムガス会社に対する米国の制裁により、世界の天然ガス埋蔵量の多くが位置するシベリアからの供給が大幅に制限され、その結果、供給にさらなる混乱が生じている。さらに、カタールなど一部の中東諸国は近年政情不安に見舞われており、液体ヘリウムを世界中に供給するために使用される液化天然ガス（LNG）を大量に輸出する能力が妨げられている。

最後に、既存の資源の枯渇も、今日の市場全体の現在の希少性レベルに大きく寄与しています。いくつかの新しい情報源が発見されているだけでなく、既存の情報源は徐々に枯渇しつつあり、技術の進歩やその他の要因の欠如により、安全かつ効率的にアクセスすることがより困難または高価になりつつあります。これらすべての問題が組み合わさって需要と供給の不均衡が生じ、液体ヘリウム冷却システムを必要とする MRI など、多くの必需品の価格がこれまで以上に上昇しています。

十分な量のこの希ガスが入手できなければ、メーカーは病院や医療専門家向けに高品質の製品を製造できません。現在進行中のパンデミックにより需要が高まる中、供給はますます制限されています。この可用性の欠如により、コストが上昇し、生産と納期に遅れが生じています。手頃な価格で信頼性の高いヘリウム供給源を利用できないため、企業はマージンを維持しながら顧客のニーズに対応するのに苦労しています。これらの問題は患者の診断や治療を妨げ、結果的に転帰の悪化や全体的な死亡率の上昇を招く可能性があります。

これらの課題に対処するために、政府は地熱抽出プラントや空気分離プラントなどの新しいヘリウム供給源への投資を優先し、医療機器産業が適切に利用できるようにする必要があります。さらに、特定の用途においてヘリウムに代わる代替材料についてさらなる研究が行われ、メーカーが部品を調達する際により多くの選択肢が得られるようにする必要があります。

これらの問題を軽減するために、多くの医療機器会社は、特定の用途でヘリウムの代わりに使用できる窒素やアルゴンなどの代替ガスに焦点を移しています。これは、価格上昇や部品の遅延に関連する損失を完全に相殺するものではありませんが、新しいヘリウム源が利用可能になるか、既存の埋蔵量が再び需要レベルに見合うのに十分に増加するまでの短期的な解決策となります。今すぐ予防的な措置を講じることは、医療システムとそれに依存する人々の安全な未来を保証するのに役立ちます。

ヘリウム不足により価格が高騰している。問題の大きさを説明するために、退去を拒否する望ましくない客にたとえることができます。ヘリウムコストの上昇による影響は日を追うごとにますます悪影響を及ぼしています。

医療機器業界もこうした価格上昇の影響を免れているわけではありません。常に変化する在庫状況とコストのため、購入戦略を適応させる必要がありました。多くの製造業者は、予算の制約を管理し、代替供給源を見つけようとしながら、同時に可能な限り多くのヘリウムを備蓄しています。しかし、最善の努力にもかかわらず、多くの企業は十分な量のヘリウムを適正な価格で入手することが困難であると経験しています。このアクセスの制限とコストの高騰は、生産プロセスに携わる人々にとって重大な経済的損失につながります。

その結果、企業は、ヘリウムの使用を必要としない極低温システムや空冷システムなど、最適なパフォーマンス結果が得られない可能性のある他のオプションを模索しています。現在の市場状況を考慮すると、企業はヘリウムの使用を伴う従来の方法から切り替えるかどうかを決定する際に、潜在的なメリットとリスクを比較検討する必要があります。最終的には、過剰な費用をかけずに望ましい結果を達成するには、個々のビジネスにとって何が最適であるかに基づいて決定する必要があります。

ヘリウム不足が続いているため、この必須元素の価格上昇が続いており、医療機器メーカーは代替ソリューションの模索を余儀なくされています。他の要素も加圧を必要とする多くの用途に使用できますが、多くの場合、欠点があったり、ヘリウムを使用した場合に達成されるのと同じレベルの性能を提供できなかったりします。したがって、これらの代替案とそれぞれの長所と短所を理解することは、医療機器企業が現在の不足に対処する最善の方法について情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

ヘリウムに代わる一般的なオプションの 1 つは窒素ガスです。ただし、ほとんどの場合、ヘリウムと同じ熱安定性や流量は得られません。さらに、窒素はより高価であり、高圧での毒性レベルのため特別な取り扱い手順が必要です。極低温冷却システムなど、熱安定性は必要ないが圧力の正確な制御が必要な場合には、ヘリウムの代わりに窒素の使用が適している場合があります。

ヘリウム不足に対処する医療機器メーカーにとって考えられるもう 1 つの解決策は、アルゴンガスです。窒素よりも優れた熱安定性を備えていますが、ヘリウムとまったく同じレベルの熱効率はありません。さらに、アルゴンは窒素に比べてコストが低く、高圧条件下でも毒性がないため、両方のガスよりも高い安全性評価を持っていますが、その適用範囲は依然として限られているため、効果的に機能しない特定の領域が存在します。

提案された解決策の 1 つは、MRI スキャナーの不活性ガスとしてヘリウムの代わりに水素を使用することです。しかし、この代替には、水素の使用に伴う可燃性のリスクをめぐる安全性の懸念により、それ自体の問題が生じます。さらに、水素はヘリウムよりも多くのエネルギーを必要とするため、医療提供者がこの方法を選択した場合、より高い費用が発生する可能性が高く、常に実現可能または望ましいとは限らない値札がかかります。

このため、選択肢はほとんどありません。医療分野で安全で信頼できる結果を提供するという点では、ヘリウムほど優れたものはありません。品質や使いやすさを損なうことなく、医療機器におけるヘリウムの既存の使用を置き換えるには、代替元素を選択する際に慎重に検討する必要があります。利用可能な各オプションを徹底的に調査し、機能、安全対策、費用対効果、環境への影響など、特定のアプリケーションのすべての要件をどれが満たしているかを評価することで、メーカーは、この品不足の時期にどの代替品が最適かを判断できます。

ヘリウム不足は研究開発に大きな影響を与えています。ヘリウムは、現実世界の条件をシミュレートし、プロトタイプの耐久性をテストするために、研究開発プロセス中に広範囲に使用されます。そのため、その希少性が進歩を大きく妨げる可能性があります。研究者に十分な供給がない場合、自社の製品が臨床現場でどのように機能するかを正確に測定できません。

影響はテストに限定されません。ヘリウムがなければ、製品設計の他の多くの側面がより困難になります。たとえば、信頼性の高いシールや正確な測定を作成するには、ヘリウムを不活性ガスまたは冷却剤として使用する高度に特殊な装置の使用が必要になる場合があります。このリソース不足により、エンジニアが事前に設計を完全に評価できなかった場合、将来的に予期せぬ問題が発生する可能性があります。

明らかに、この現在の危機は、新技術の研究と開発に関して、医療機器部門内で多くの複雑な問題を引き起こしています。企業は現在、古い手法を適応させたり、現在の課題に取り組むための創造的なアプローチを模索したりしながら、追加のコストと潜在的な危険性を考慮する必要があります。これはすべて、かつては豊富であると考えられていた資源が継続的に不足しているためです。

政府の規制は、ヘリウム不足とそれが医療機器業界に与える影響を調査する上で重要な役割を果たします。世界的には、多くの国がヘリウムの使用と輸出を管理するためにさまざまな政策措置を採用しています。これらの政策は対象となる国や地域に応じてさまざまな形をとりますが、いずれも残りの物資が賢明に使用されることを保証することを目的としています。たとえばヨーロッパでは、政府が輸出に税金を課し、商業目的での国内埋蔵量へのアクセスを制限しています。さらに、事前に当局から適切な許可を取得しない限り、輸出できる量に関して制限が存在する場合があります。

一方、インドなどアジアの一部地域でも、国内の埋蔵量が枯渇することへの懸念から、ヘリウムを海外に輸出しようとする企業に対する監視の目が厳しくなっている。この目的のため、インド当局は最近、輸入ヘリウム含有製品に対する関税を最大10％引き上げる計画を発表した。この動きは、増税を通じて追加の歳入を生み出しながら、地元の資源を保護する方法として意図されていました。

これらの例が示すように、世界中の政府はヘリウムの生産と流通をこれまで以上に厳しく規制するための積極的な措置を講じています。このような動きは、この重要なリソースの可用性の減少による影響を軽減するために不可欠です。残念なことに、現在の取り組みが十分である可能性はますます低くなりつつあります。

ヘリウム不足により、メーカーはヘリウムを管理する戦略を考案するようになりました。最初の戦略は、代替サプライチェーンの開発です。企業はヘリウムの新しい供給源を模索し、供給源を多様化して、1つの供給源が故障した場合の混乱を最小限に抑えています。彼らはまた、ヘリウムの代わりに液体窒素を購入したり、一部の用途に水素や二酸化炭素などの他のガスを使用したりするなど、より安価な選択肢も検討している。

もう 1 つの戦略は、廃棄物を削減し、可能な限りリサイクルすることで生産効率を高めることです。メーカーは超高純度精製器などの技術を活用し、高品質の製品を生産しながらヘリウムの消費量を削減しています。さらに、企業は従業員に対し、資源を節約し製造プロセスの効率を最大化する革新的な方法を見つけるよう奨励しています。

最後に、多くの製造業者は、自然災害や供給が再び不足したときの予期せぬ市場変動などの緊急事態に備えて資金を確保するなど、長期的なリスク管理計画を採用しています。これらの企業は、ヘリウムガスなどの危険物の調達、保管、輸送、使用に関する政府規制をすべての事業分野で遵守していることも保証しています。

事業を保護するために、一部の企業は緊急備蓄計画を実施しています。これには、追加の埋蔵量の購入などの短期的な対策と、ヘリウムの使用を必要としない代替技術への投資などの長期的な戦略が含まれます。

短期備蓄には、既存の供給源から追加のヘリウム供給源を入手するか、サプライヤーとの保証された配送契約を確保することが含まれます。企業はまた、使用量を厳格に管理し、効率的な保管手順を確保することで、無駄を削減しようとしています。これらの措置は、現在のニーズを満たすのに十分なリソースを確保するのに役立つと同時に、将来の潜在的な不足に対する保護も提供します。

より持続可能なソリューションを求めて、多くの企業はヘリウムのみに依存せずにデバイスに電力を供給するための他の選択肢を模索しています。たとえば、代わりに空冷システムを使用することもできます。これにより、ガスを使用する場合と比較して、時間の経過とともに効率が向上し、コストが削減されます。さらに、製造業者は、実行可能な特定の用途のために太陽光発電などの再生可能エネルギー源に目を向ける場合があります。従来の方法と並行してこれらの代替手段を活用することで、組織はサプライチェーンにおける将来の混乱の影響を大幅に軽減できます。

医療機器メーカーが、この増大する危機から身を守るために、今すぐ積極的な措置を講じる必要があることは明らかです。そうしないと、必要なときに十分な在庫が利用できない場合に、将来的に深刻な影響が生じる可能性があります。幸いなことに、慎重な計画と新しいテクノロジーへの戦略的投資により、組織は世界中でヘリウムの需要が高まっているにもかかわらず、十分な設備を維持することができます。

ヘリウム不足に対する考えられる解決策の 1 つは、医療機器部品のメーカーがヘリウムベースの冷却システムから、アンモニアや二酸化炭素などのより伝統的な炭化水素冷媒に切り替えることです。これらの方法は効率的な冷却を提供しない可能性がありますが、より安全であり、正しく実装されれば経済的な利点が得られます。さらに、製造業者は、生産中に特殊なガスを必要としない PCTFE (過フッ素化ポリマー) などの化学的に不活性な材料の使用に重点を置くことができます。

もう 1 つの選択肢には、天然資源だけに依存するのではなく、既存のヘリウム供給をリサイクルすることが含まれる可能性があります。使用済みガスを回収し、蒸留技術によって精製することにより、企業は新たな購入に関連するコストを削減しながら、有限な資源への依存を減らすことができます。ただし、このアプローチには利点があるかもしれませんが、入手可能なデータが限られているため、そのような戦略の有効性については依然として不確実性があることに注意する必要があります。

これらの考慮事項を考慮すると、医療機器業界に影響を与えている進行中のヘリウム不足に対する実行可能な解決策を見つけるには、さらなる研究が必要であることは明らかです。この貴重な資源の不足によって影響を受ける企業のコスト削減を実現しながら、安全基準を確実に維持するには、代替技術とリサイクル慣行の改善に関するさらなる研究を行う必要があります。

世界的なヘリウム不足により、病院は冷却プロセスのヘリウムへの依存度が低い高価な新技術に多額の投資を行っています。そのような技術の 1 つは、ガス成分の代わりに電流を利用する極低温冷却です。この電気コンポーネントにより、ヘリウムなどの希少資源の必要性が減り、同時に医療機器が最適なパフォーマンスに必要な低温を維持できるようになります。この進歩により、大量の物理ガスの購入と保管に伴う経常的な費用が排除され、運用コストを削減する機会が生まれます。

さらに、高度なナノテクノロジーにより、科学者や技術者は、非常に高い周波数で動作しながら、液体ヘリウムなどの従来の気体ではなく少量の液体窒素または水蒸気を使用して冷却できる小型超電導体を作成できるようになりました。これらの進歩は、医療現場における医療機器に関連するエネルギー消費と全体的な運用コストの削減も約束します。これらのテクノロジーへのさらなる投資により、医療機器が効率性を求めて天然資源に過剰な負担をかけることがなくなる世界が間もなく到来するかもしれません。

ヘリウム不足は医療機器業界に大きな影響を与えており、その影響は今後何年にもわたって続く可能性があります。現在進行中の危機の原因は、この貴重な元素の価格の大幅な上昇を引き起こした世界的なサプライチェーンの問題に関連している可能性があります。医療分野の企業は現在、ヘリウムへの依存を減らすために新技術に投資しており、緊急備蓄計画も実施されている。

こうした措置にもかかわらず、ヘリウムの長期見通しには依然として不確実性が存在する。状況がすぐに改善しない場合、保健当局は限られたリソースで苦戦する可能性がある。さらに、科学研究などヘリウムに大きく依存している他の部門も、この重要な資源へのアクセスの欠如により打撃を受ける可能性があります。

結局のところ、この貴重な商品の将来の供給を確保するには、さらに多くのことを行う必要があることは明らかです。そうしないと、経済と公衆衛生関連の問題の両方に重大な影響を与える危険があります。イノベーションへの認識と投資を高めることで、今日私たちに暗示されているこの現代的な問題によるさらなる被害を軽減することに成功するかもしれません。

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