医療機器の資源枯渇リスク：循環経済の採用に向けて

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a conceptual framework linking resource depletion to medical equipment sustainability, useful for circular economy research in healthcare.

🏢実務担当者:Offers actionable suggestions for HTM departments to reduce resource consumption and costs through circular economy practices.

🏛政策担当者:Highlights the need for standards and regulations to promote circular economy in medical devices, relevant for healthcare policy.

医療技術管理（HTM）の管理者および臨床工学技士として、私たちは市場を予測し、再生不可能な資源の持続可能な利用を考慮することも含め、リスクを理解する責任を負っています。サプライチェーンを混乱させる予期せぬ出来事が、より頻繁に発生しているように思われ、これらの課題により、医療機器や部品の持続可能な入手可能性を確保することがより困難になっています。これは本当にパンデミックによる短期的な結果に過ぎないのでしょうか、それとも他の根本的な問題の兆候なのでしょうか？1987年にブルントラント委員会が述べたように、持続可能な開発とは、「将来世代のニーズを満たす能力を損なうことなく、現在のニーズを満たすこと」です。1 医療機器は素晴らしいことを成し遂げられますが、私たちはそれが永遠に続くことを期待しています。しかし、私たちは経済的に採掘可能な天然資源が限られた惑星に住んでいます。この機器を製造・稼働させるために必要な再生不可能な鉱物資源とエネルギー資源を入手することは、今後数十年の間にますます困難になるでしょう。2021年の国際医療機器基準・規制会議2において、「パンデミックを乗り切る：患者ケアの継続性の確保」と題するパネルが開催されました。このパネルは、COVID-19パンデミックの結果として医療機器分野が直面する課題を検討し、これらの課題に対応するための規制当局、業界、臨床医の取り組みを評価し、次の重大な出来事やパンデミックに備えるために業界が検討し得る将来の行動について議論することを目的としていました。パンデミックに関連するサプライチェーンの問題に加えて、カリフォルニア州の山火事、ハリケーン・アイダ、テキサス州の寒波、半導体不足などの他の課題にも言及しました。米国食品医薬品局（FDA）は、恒久的な機器不足プログラムを確立し、重要な医療機器へのアクセスを確保するとともに、他国からの機器への米国の依存を減らすことを目的とした、新しい「強靭なサプライチェーンおよび不足防止プログラム」を開発しました。3 これらの議論は短期的な不足に焦点を当てているように見えましたが、長期的（すなわち数十年単位）な資源リスクを考慮することも重要です。世界の医療機器市場は2020年に4320億ドルと評価され、2021年から2028年にかけて5.4%の増加率で、2028年までに6280億ドルに達すると予想されています。4 医療のこの分野は、莫大な採掘とエネルギーの需要を必要とし、一般的に寿命が比較的短く、リサイクルが困難な場合があり、その結果、大きな二酸化炭素排出量と廃棄物を生み出します。世界の天然資源への依存は、過去20年間にわたって加速し続けています。2019年には、世界経済によって消費された物質の量が初めて1,000億トンを超え、そのうち経済に循環されたのはわずか8.6%でした。5 国連は『持続可能な開発目標報告書2020』6 の中で、「環境への圧力と影響を減らすために、原材料への依存を減らし、リサイクルと『循環経済』アプローチを増やすための緊急の行動が必要である」と述べています。Hagen7 によれば、「世界経済が年間約3.0%で成長し続けるならば、私たちは次の約30年間で、過去1万年の累計と同じ量のエネルギーと材料を消費することになるでしょう。」私が説明するように、これは起こりそうにありません。クリーンな再生可能エネルギーや電気自動車への移行などの他の産業の変化は、医療機器業界と同一の資源をめぐる競争を伴うでしょう。医療機器の開発期間が長いということは、市場を予測するために数十年先を見据える必要があることを意味します。医療機器のライフサイクル全体を通して、多くの場合コストも削減しながら、エネルギーと資源の消費を削減する多くの機会が存在します。この記事では、「成長の限界」の概念、資源の枯渇、そして私たちの現在の状況について説明し、循環経済と医療機器管理へのその潜在的な応用について議論します。1972年、マサチューセッツ工科大学の研究者によって『成長の限界』という本が出版されました。8 彼らの研究は、コンピューターを使用していくつかの可能な将来シナリオをモデル化することを含んでいました。成長の限界には、地球から採掘される物質とエネルギーの両方、そしてそれらの物質とエネルギーが使用される際に生成される汚染物質を吸収する地球の能力が含まれます。元々『成長の限界』に掲載された図1に示す「通常業務」（基本）シナリオでは、1900年以降、人口と汚染と並んで、一人当たりの食料と工業生産高（国内総生産）が劇的に増加したことがわかります。8 また、その間に、私たちは経済的に採掘可能な資源の約半分を枯渇させてきました。次のセクションで説明するように、残りの資源は採掘がより困難でコストがかかるようになり、このシナリオによれば、最終的には食料と工業生産高の低下を引き起こし、その後、汚染と人口の減少につながります。『成長の限界』研究は、その時期を正確に示すことや、崩壊後に何が起こるかを示すことを意図したものではありませんでした。むしろ、主要な変数間の潜在的な相互関係を示し、成長の限界が実際に存在することを例証しようとしました。今年（2022年）はこの報告書の50周年にあたり、そこで説明されているモデルは、20年、30年、40年にわたる追跡調査によって支持されています。図2は、私たちのエネルギーと鉱物資源の規模と品質を示す資源ピラミッドを示しています。この例では、エネルギーに石油、鉱物に銅を使用していますが、同じ原理がすべての再生不可能なエネルギーと鉱物資源に適用されます。100年前、私たちは両方のピラミッドの頂点にいました。しかし今日、私たちの採掘の多くは下位レベルで行われています。鉱石の採掘には莫大なエネルギーが必要であり、濃度が低下するにつれてそのエネルギーは増加するだけです。これまで、私たちは比較的安価な化石燃料の使用を増やしてそれに対応してきましたが、化石燃料も同時に劣化し枯渇しています。資源が完全になくなることは決してないでしょうが、採掘コストが鉱石の価値を超える時点に達するでしょう。その時点で、資源はもはや利用できなくなり、事実上消滅します。9 今後数十年にわたって人口と資源の消費が増え続けるにつれて、鉱物資源の入手可能性が低下する中で、製品を維持するだけでなく改善することもますます困難になるでしょう。10 Michauxら11 によって述べられているように、「現在の経済パラダイムは、世界の資源は無限であり、成長に限界はないというものです。」資源の入手可能性の予測は、大部分において、地質学ではなく需要と供給に基づいていました。何かが利用できない場合、市場は価格を引き上げ、さらなる開発を促進します。この概念は過去200年間うまく機能してきましたが、資源の品質と量が枯渇して成長の限界に近づくにつれて、需要と供給の法則は侵食され始めます。「工業化と原材料調達のルールは、ビジネスモデルの新時代へと変化しています。私たちが準備ができているかどうかに関わらず、変化は起こっています」とMichauxらは述べています。特定の再生不可能な資源が採掘にとって非経済的になるのは、「もし」の問題ではなく、「いつ」の問題です。それはすべての突然の崩壊ではありませんが、パンデミック後の半導体の入手可能性のように、サプライチェーンの一部に徐々に影響を与えるでしょう。完全にリサイクルできる機器を作り始めるためのプロセス、方法、製品を開発するには何年もかかるでしょう。私の理解では、医療機器を開発して市場に出すには平均して7年かかります。医療機器のための資源を引き続き確保したいのであれば、今すぐ何らかの変更を加える必要があります。解決策を見つける前に資源が尽きるまで待つわけにはいきません。従来の線形経済では、再生不可能な資源を採掘して「物」を作ります。その物が不要になると、廃棄されます。循環経済では、再生可能エネルギーを使用して採掘される資源の量を減らし、不要になった物から資源をリサイクルすることを目標としています。図3に示す循環経済の図は、医療機器の理想的なライフサイクルを示しています。この図は、左側に生物由来の材料、右側に技術材料（例えば、鉱物）を示しています。循環経済には、3つの中核要素と5つの実現要素が含まれます。12 成功裏に実施するための基盤を形成する中核要素は、(1) 再生可能な資源を優先する、(2) 寿命を延ばす、(3) 廃棄物を資源として利用する、ことです。これらの核となる要素は、以下の実現要素を通じて可能になります：(1) ビジネスモデルを再考する、(2) 連携して共同価値を創造する、(3) 未来に向けて設計する、(4) デジタル技術を組み込む、(5) 知識を強化し発展させる。技術情報レポートであるAAMI TIR65:2015「医療機器の持続可能性—責任ある製品ライフサイクルの要素」13 は優れたリソースですが、約10年前に開発されたものであり、必要な変更に対処するには十分に厳密ではありません。AAMI持続可能性委員会は現在、TIR65を更新すべきか、および/または標準を開発すべきかについて投票を行っています。循環経済への移行を可能にし、確実に成功させる最善の方法は、標準を開発することです。HTM部門および医療機関として私たちに何ができるでしょうか？次のセクションでは、医療機器の資源消費を削減する機会について説明します。これらの解決策の多くは、組織の費用も削減することになります。機器の取得と交換においては、購入前評価の一部として消費電力を検討すべきです。非効率な古い機器は、可能であれば交換すべきです。さらに、適切であれば、消費電力の少ない技術、あるいは手動の機器も検討できます。使用中の機器については、aの費用対効果を評価してください。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

As healthcare technology management (HTM) managers and clinical engineers, it is our responsibility to anticipate the market and understand risks, including considering the sustainable use of nonrenewable resources. Unexpected events that disrupt the supply chain seem to be happening more frequently, and these challenges are making it more difficult to ensure the sustainable availability of medical equipment and parts. Is this truly just a short-term result of the pandemic, or is it a sign of other underlying issues?As described by the Brundtland Commission in 1987, sustainable development “meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.”1 Medical equipment can do amazing things—and we expect that to continue forever—but we live on a planet with a limited amount of economically recoverable natural resources. Obtaining the needed nonrenewable mineral and energy resources to manufacture and operate this equipment will become more challenging in the decades ahead.At the 2021 International Conference on Medical Device Standards and Regulation,2 a panel titled Navigating the Pandemic: Ensuring Continuity of Patient Care was held. The panel sought to review the challenges facing the medical device sector as a result of the COVID-19 pandemic; evaluate the efforts of regulators, industry, and clinicians to respond to those challenges; and discuss future actions that the industry may consider to prepare for the next critical event or pandemic. In addition to discussing supply chain issues related to the pandemic, the conversation addressed other challenges including the wildfires in California, Hurricane Ida, the freeze in Texas, and semiconductor shortages.The Food and Drug Administration (FDA) has developed a new Resilient Supply Chain and Shortages Prevention Program, with the aim of establishing a permanent device shortages program that will help ensure access to critical medical devices while reducing U.S. dependence on devices from other nations.3 Although these discussions appeared to be focused on short-term shortages, considering long-term (i.e., decades) resource risks also is important.The global medical devices market was valued at $432 billion in 2020 and is expected to reach $628 billion by 2028, at a rate of increase of 5.4% from 2021 to 2028.4 This segment of healthcare requires enormous mining and energy demands, typically has a relatively short life span, and can be difficult to recycle, thereby resulting in a large carbon footprint and waste.The world's reliance on natural resources has continued to accelerate during the past two decades. In 2019, for the first time ever, the amount of material consumed by our global economy surpassed 100 billion metric tons, of which only 8.6% was cycled back into the economy.5 In The Sustainable Development Goals Report: 2020,6 the United Nations stated, “Urgent action is needed to decrease our reliance on raw materials and to increase recycling and ‘circular economy' approaches to reduce environmental pressure and impact.”According to Hagen,7 “If the global economy continues to grow at about 3.0% per year, we will consume as much energy and materials in the next ~30 years as we did cumulatively in the past 10,000.” As I will describe, this is unlikely to happen.Other industry shifts, such as transitioning to clean renewable energy and electric vehicles, will involve competition with the medical equipment industry for the same resources. Long development times for medical equipment will require us to be looking decades ahead to anticipate the market.Throughout the medical equipment life cycle, many opportunities exist to reduce energy and resource consumption while, in many cases, also reducing cost. This article will describe the “limits to growth” concept, resource depletion, and our current situation, as well as discuss the circular economy and its potential application to the management of medical equipment.In 1972, a book titled The Limits to Growth was published by researchers from the Massachusetts Institute of Technology.8 Their work involved using computers to model several possible future scenarios. Limits to growth include both the material and energy that are extracted from the Earth and the capacity of the planet to absorb the pollutants that are generated as those materials and energy are used.In the “business-as-usual” (base) scenario shown in Figure 1, which originally appeared in The Limits to Growth, we can see that since 1900, the per-capita food and industrial output (gross domestic product) has increased dramatically alongside population and pollution.8 Also, during that time, we have depleted about half of our economically recoverable resources. As described in the next section, the remaining resources will be more difficult and costly to extract, which, according to this scenario, eventually will cause food and industrial output to decline, followed by pollution and population.The Limits to Growth study was not intended to be exact in its timing or to show what would happen after collapse. Rather, it sought to show the potential interrelationship among key variables and to illustrate that limits to growth do in fact exist. This year (2022) will be the 50th anniversary of the report, with the model it describes having been supported by 20-, 30-, and 40-year follow-up studies.Figure 2 shows a resource pyramid depicting the size and quality of our energy and mineral resources. This example uses oil for energy and copper for minerals, but the same principle applies to all nonrenewable energy and mineral resources. One hundred years ago, we were at the top of both pyramids. Today, however, much of our extraction is occurring at the bottom levels.The mining of mineral ores requires enormous energy, which only increases as the concentration decreases. Thus far, we have been able to increase the use of relatively inexpensive fossil fuels to keep up with it, but fossil fuels also are degrading and depleting at the same time. Although we will never run out of resources, a point will be reached where the cost to extract will exceed the value of the ore. At that point the resources will no longer be available and therefore effectively gone.9As the population and consumption of our resources continue to grow in the coming decades, it will become increasingly difficult not only to maintain products but also to improve them in the face of declining availability of mineral resources.10As described by Michaux et al.,11 “The current economic paradigm is that global resources are infinite and that there are no limits on growth.” Predictions for resource availability have, to a large part, been based on supply and demand rather than geology. If something is not available, the market will increase prices and drive further development. This concept has worked well for the last 200 years, but as we approach the limits to growth with depleted quality and quantity of resources, the law of supply and demand begins to erode. “The rules of industrialization and the sourcing of raw materials are changing into a new era of business model. Change is happening, whether we are ready for it or not,” said Michaux et al.It's not a matter of if, but when, certain nonrenewable resources will become uneconomical for mining. It won't be a sudden collapse of everything, but it will gradually affect segments of the supply chain much like the availability of semiconductors following the pandemic. It will take years to develop the processes, methods, and products to begin making equipment that can be fully recycled. As I understand it, it then takes on average seven years to develop and bring a medical device to market. If we want to continue to have resources available for medical equipment, then we need to make some changes now—we can't wait until we run out before we find solutions.In our traditional linear economy, nonrenewable resources are extracted to make “stuff.” When the stuff is no longer wanted, it is disposed of. In the circular economy, the goal is to reduce the amount of resources extracted using renewable energy and to recycle resources from unwanted stuff.The circular economy diagram shown in Figure 3 illustrates the ideal life cycle for medical equipment. The image displays biological materials on the left and technical materials (e.g., minerals) on the right.The circular economy involves three core elements and five enabling elements.12 The core elements that form the basis for successful implementation are to (1) prioritize regenerative resources, (2) stretch the lifetime, and (3) use waste as a resource. These core elements are made possible through the following enabling elements: (1) rethink the business model, (2) team up to create joint value, (3) design for the future, (4) incorporate digital technology, and (5) strengthen and advance knowledge.The technical information report, AAMI TIR65:2015, Sustainability of medical devices—Elements of a responsible product life cycle,13 is an excellent resource, though having been developed almost 10 years ago, it is not rigorous enough to address the needed changes. The AAMI Sustainability Committee is currently balloting whether TIR65 should be renewed and/or a standard developed. The best way to enable and ensure a successful transition to the circular economy is to develop a standard.What can we do as HTM departments and healthcare organizations? The following section describes opportunities to reduce resource consumption in medical equipment. Many of these solutions will also reduce expenses for organizations.In the acquisition and replacement of equipment, power consumption should be examined as part of the prepurchase evaluation. Inefficient old equipment should be replaced when possible. In addition, if appropriate, less power-consumptive technologies, or even manual equipment, can be considered.For equipment in use, evaluate the cost/benefit of the a

• openalex https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/8979081first seen 2026-08-02 18:35:18