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全球氦气短缺如何影响医疗设备行业,以及克服这一重要全球问题必须采取的步骤
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全球氦气短缺如何影响医疗设备行业,以及克服这一重要全球问题必须采取的步骤

 

近年来,氦气的持续短缺影响了广泛的行业。受氦气短缺影响特别大的行业之一是医疗设备行业,因为这种资源在其运营和发展中起着至关重要的作用。本文将探讨当前的氦气短缺如何影响该行业,以及它对制造商和消费者可能产生的影响。

 

氦气对于现代生活的许多方面都是必不可少的,从派对气球到磁共振成像 (MRI) 机器。特别是,它在医疗器械行业发挥着重要作用,为外科手术中使用的激光提供冷却剂,或被整合到用于诊断或监测患者状况的其他类型的设备中。因此,任何供应中断都可能导致延误,并导致与生产这些产品相关的成本增加。

 

由于医疗设备行业需要可靠地获取高质量且具有成本效益的氦气资源,因此当前的氦气状况对行业产生了严峻的挑战。为了更好地了解这个问题,我们必须首先了解氦气稀缺的原因及其对生产过程的影响。通过进一步分析,可能会确定潜在的解决方案,这些解决方案可以减轻由于持续的氦气短缺而给医疗设备领域的公司带来的负担。

 

什么是氦气?

 

氦气是一种不可再生资源,对许多医疗设备来说都是必不可少的。它用于创造低温环境并保持某些电子元件的稳定性,特别是在 MRI 机器和其他成像技术中。然而,持续的氦气短缺对医疗器械行业产生了不利影响。

 

一方面,我们星球上自然产生的氦气来源有限;它主要存在于地表以下的天然气矿床中。另一方面,近几十年来,由于其众多的工业应用,已经从这些储量中提取了大量的氦气。这种提取过程导致供需失衡,导致价格飙升,而可用性急剧下降。

 

需要重大的技术进步来减少我们对这种有限资源的依赖,或者找到替代解决方案来取代它在医疗设备中的使用,同时又不影响安全或功效标准。然而,在这些创新成为现实之前,任何供应中断都可能对制造商和医疗机构等构成严峻挑战。

 

是什么导致了氦气短缺

 

为了更好地理解为什么存在这种短缺,重要的是要检查其原因。首先,氦气短缺的主要原因之一归因于COVID-19大流行限制措施导致的全球减产。许多国家/地区限制了工业活动,导致经济活动减少,全球生产或销售的商品减少。结果,生产氦气的公司无法满足这一时期的需求,因为可供他们使用的原材料要少得多。此外,由于与COVID-19措施相关的销售减少和劳动力减少造成的财务损失,一些生产商完全关闭了运营。

 

其次,氦气短缺的另一个主要原因与全球政治和地缘政治事件有关。例如,美国对俄罗斯天然气工业股份公司 (Gazprom) 天然气公司的制裁严重限制了来自西伯利亚的供应——世界上大部分天然气储量都位于此——从而造成供应进一步中断。此外,卡塔尔等某些中东国家近年来一直在经历政治动荡,阻碍了它们出口大量液化天然气(LNG)的能力,这些液化天然气用于在全球范围内供应液氦。

 

最后,现有资源的枯竭也极大地加剧了当今市场目前的稀缺水平。不仅发现了一些新资源,而且由于缺乏技术进步或其他因素,已经存在的资源正在逐渐枯竭或安全有效地获取变得更加困难/昂贵。所有这些问题加在一起造成了供需失衡,推动许多基本产品的价格比以往任何时候都高,例如需要液氦冷却系统的核磁共振成像。

 

对医疗器械行业的影响

 

如果无法获得足够数量的这种稀有气体,制造商就无法为医院和医疗保健专业人员生产高质量的产品。由于持续的大流行导致需求增加,供应变得越来越有限。这种可用性的缺乏导致成本上升以及生产和交货时间的延迟。由于无法获得负担得起且可靠的氦气来源,公司很难在满足客户需求的同时保持利润。这些问题可能会阻碍患者的诊断和治疗,导致更差的结果和更高的死亡率。

 

为了应对这些挑战,各国政府必须优先投资新的氦气供应来源,例如地热提取或空气分离厂,以确保医疗设备行业有足够的可用性。此外,还应进一步研究可以在某些应用中替代氦气的替代材料,从而为制造商在采购组件时提供更多选择。

 

为了缓解这些问题,许多医疗设备公司已将重点转向可替代某些应用中的氦气的替代气体,例如氮气或氩气。虽然这不能完全抵消与价格上涨和组件延迟相关的损失,但它提供了一个短期解决方案,直到新的氦气来源可用或现有储量增加到足以再次满足需求水平为止。现在采取积极措施有助于确保我们的医疗保健系统和依赖它们的人有一个安全的未来。

 

氦气涨价

 

氦气短缺导致价格飙升。医疗器械行业也未能幸免于这些价格上涨;由于不断变化的可用性和成本,他们不得不调整采购策略。许多制造商正在尽可能多地储备氦气,同时努力管理预算限制并寻找替代来源。然而,尽管尽了最大努力,许多公司仍难以以合理的价格获得足够数量的氦气。这种有限的访问权限和不断增加的成本导致参与生产过程的人员遭受重大经济损失。

 

因此,企业寻求其他选择,例如不需要使用氦气但可能无法产生最佳性能结果的低温或空气冷却系统。鉴于当前的市场状况,公司在决定是否从涉及氦气使用的传统方法转换时必须权衡潜在的利益与风险。最终,决策应基于最适合个体企业的方式,以在不产生过多费用的情况下实现预期结果。

 

氦气的替代品

 

由于持续的氦气短缺继续导致这种基本元素的价格上涨,医疗设备制造商被迫寻找替代解决方案。虽然其他元素可用于许多需要加压的应用,但它们通常有缺点或无法提供与使用氦气时达到的相同水平的性能。因此,了解这些替代方案及其各自的优缺点将有助于医疗器械公司就如何最好地管理当前的短缺做出明智的决定。

 

替代氦气的一种流行选择是氮气。然而,在大多数情况下,它无法提供与氦气相同的热稳定性或流速。此外,氮气更昂贵,并且由于其在高压下的毒性水平而需要特定的处理程序。在不需要热稳定性但需要精确控制压力的某些情况下(例如低温冷却系统),氮气可能适合使用而不是氦气。

 

医疗设备制造商应对氦气短缺的另一种可能解决方案是氩气。尽管它比氮气具有更高的热稳定性,但它的热效率水平不如氦气。此外,虽然氩气与氮气相比成本更低,安全等级更高,因为它即使在高压条件下也是无毒的,但其应用范围仍然有限,因此在某些领域它根本无法有效工作。

 

一个提议的解决方案是在 MRI 扫描仪中使用氢气而不是氦气作为惰性气体。然而,由于围绕与使用氢相关的易燃性风险的安全问题,这种替代存在其自身的问题。此外,氢气比氦气需要更多的能量,这意味着如果医疗保健提供者选择走这条路,他们可能会承担更高的成本——这个价格标签可能并不总是可行或可取的。

 

这让我们别无选择;在医疗领域提供安全可靠的结果方面,没有什么比氦气更好的了。要在不影响质量或可用性的情况下取代医疗设备中现有的氦气用途,在选择替代元素时需要仔细考虑。通过对每个可用选项进行深入研究并评估哪个选项满足特定应用的所有要求(包括功能、安全措施、成本效益和环境影响),制造商可以确定在这个短缺时期最适合他们的替代方案。

 

对研发的影响

 

氦气短缺严重影响了研发。氦气在研发过程中被广泛使用,以模拟真实世界的条件和测试原型的耐用性。因此,它的稀缺性会极大地阻碍进步;当研究人员没有足够的供应时,他们无法准确评估他们的产品在临床环境中的表现。

 

效果也不限于测试;如果没有氦气,产品设计的许多其他方面就会变得更具挑战性。例如,创建可靠的密封件或精确测量可能需要使用高度专业化的设备,这些设备使用氦气作为惰性气体或冷却剂。如果工程师无法事先对他们的设计进行全面评估,这种资源缺乏可能会进一步导致意想不到的问题。

 

显然,当前的这场危机在研发新技术方面给医疗器械行业带来了许多麻烦。现在需要考虑额外的成本和潜在的危险,同时采用旧方法或寻找创新方法来应对当前的挑战——这一切都归功于曾经被认为是丰富资源的持续短缺。

 

政府规章

 

政府法规在检查氦气短缺及其对医疗器械行业的影响方面发挥着重要作用。在全球范围内,许多国家采取了一系列政策措施来管理其氦气的使用和出口。这些政策根据所涉及的国家或地区采取不同的形式,但它们都旨在确保明智地使用任何剩余的供应品。例如,在欧洲,政府对出口征税并限制出于商业目的使用国内储备。此外,在没有事先获得当局的适当许可的情况下,可能存在关于可以出口多少的限制。

 

与此同时,在印度等亚洲部分地区,由于担心会耗尽本国境内的储量,对寻求向国外出口氦气的公司的审查也越来越严格。为此,印度官员最近宣布计划将进口含氦产品的关税提高至多10%。此举旨在保护当地资源,同时通过增加税收产生额外收入。

 

正如这些例子所表明的,世界各国政府正在采取积极措施,比以往任何时候都更加严格地规范氦气的生产和分配。这些举措对于减轻这一关键资源可用性下降的影响至关重要。遗憾的是,目前的努力似乎越来越不可能。

 

危机管理策略

 

氦气短缺导致制造商制定应对策略。第一个策略是开发替代供应链。另一个策略是通过尽可能减少浪费和回收利用来提高生产效率。制造商正在利用超高纯度净化器等技术,使他们能够减少氦气消耗,同时仍能生产出优质产品。此外,公司鼓励员工寻找创新方法来节约资源并最大限度地提高制造过程中的效率。

 

最后,许多制造商采用了长期风险管理计划,包括预留资金以应对自然灾害或意外市场波动等供应再次短缺时的紧急情况。这些公司还确保其运营的所有领域都符合政府关于采购、储存、运输和使用氦气等危险材料的规定。

 

紧急储备计划

 

为了保护他们的运营,一些公司已经实施了紧急库存计划。这包括购买额外储备等短期措施,以及投资不需要使用氦气的替代技术等长期战略。短期储存涉及从现有来源获取额外的氦气供应或与供应商签订有保证的交付合同。公司还试图通过实施严格的使用控制和确保有效的存储程序来减少浪费。这些措施可以帮助确保他们有足够的资源来满足他们当前的需求,同时也为未来可能出现的资源短缺提供一些保护。

 

为了获得更可持续的解决方案,许多企业正在探索其他选项来为其设备供电,而不是仅仅依赖氦气。例如,可以改用空气冷却系统,与使用气体相比,随着时间的推移,它可以提供更高的效率和成本节约。此外,制造商可能会在可行的情况下将太阳能等可再生能源用于某些应用。通过将这些替代方法与传统方法结合使用,组织可以显着减轻未来供应链中断的影响。

很明显,医疗设备制造商现在必须采取积极措施来保护自己免受这场日益严重的危机的影响;否则,如果在需要时没有足够的库存,可能会产生严重后果。幸运的是,通过对新技术的周密规划和战略投资,组织可以确保他们在全球对氦气的需求不断增长的情况下保持装备精良。

 

短缺的解决方案

 

解决氦气短缺问题的一种可能方法是,医疗设备组件生产商从基于氦气的冷却系统转向更传统的碳氢化合物制冷剂,如氨和二氧化碳。尽管这些方法可能无法提供有效的冷却,但它们更安全,并且如果实施得当,可以提供一些经济优势。此外,制造商可以专注于使用化学惰性材料,例如在生产过程中不需要任何特殊气体的 PCTFE(全氟聚合物)。

 

另一种选择可能涉及回收现有的氦气供应,而不是仅仅依赖自然资源。通过回收用过的气体并通过蒸馏技术对其进行净化,公司可以减少对有限资源的依赖,同时降低与新采购相关的成本。然而,应该指出的是,尽管这种方法可能有其好处,但鉴于可用数据有限,这种策略的有效性仍然存在不确定性。

 

鉴于这些考虑,很明显,在为影响医疗设备行业的持续氦气短缺找到可行的解决方案之前,需要进一步研究。需要进一步研究替代技术和改进回收实践,以确保维持安全标准,同时为受这种宝贵资源稀缺影响的企业节省成本。

 

投资新技术

 

全球氦气短缺导致医院大量投资于昂贵的新技术,以减少对氦气进行冷却过程的依赖。其中一项技术是低温冷却,它利用电流而不是气体成分。电子元件减少了对氦气等稀缺资源的需求,同时允许医疗设备保持最佳性能所需的低温。这一进步提供了一个机会,可以通过消除与购买和储存大量物理气体相关的经常性费用来降低运营成本。

 

此外,先进的纳米技术使科学家和工程师能够制造出以极高频率运行但可以使用少量液氮或水蒸气而不是液氦等传统气体进行冷却的微型超导体。这些进步还有望降低医疗机构中与医疗设备相关的能源消耗和总体运营成本。随着对这些技术的进一步投资,我们可能很快就会生活在一个医疗设备不再使我们的自然资源负担过重以提高效率的世界中。

 

氦气的长期前景

 

氦气短缺对医疗器械行业产生了重大影响,其影响可能会持续数年。持续危机的原因可能与全球供应链问题有关,这些问题导致这种珍贵元素的价格急剧上涨。医疗行业的公司现在正在投资新技术以试图减少对氦气的依赖,并且已经实施了紧急储备计划。

 

尽管采取了这些措施,但氦气的长期前景仍存在不确定性。如果情况不能很快改善,卫生当局可能会发现自己在资源有限的情况下苦苦挣扎。此外,其他严重依赖氦气的部门,如科学研究,也可能因无法获得这一重要资源而受到影响。

 

最终,很明显需要做更多的工作来确保我们未来对这种宝贵商品的供应,否则将面临对经济和公共卫生相关问题造成严重后果的风险。通过提高对创新的认识和投资,我们可能会成功地减轻这个当代问题对我们今天造成的任何进一步损害。

 

 

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