Sabuk insulin sekali pakai telah mengubah kehidupan Brian Brandell.
Tumbuh dengan diabetes tipe 1 pada tahun 1970-an, dia harus membawa jarum suntik kaca dan vial insulin ke mana pun dia pergi. Jadi pada tahun 1985, ketika Novo Nordisk memperkenalkan pena isi ulang disposabel yang menggabungkan beberapa dosis obat dengan jarum suntik, Dr. Brandell dengan senang hati mengadopsi perangkat baru tersebut.
“Mereka adalah anugerah,” katanya.
Namun, baru-baru ini, dia mulai menimbang efek dari semua plastik pada pena yang dia buang selama bertahun-tahun, dan bahaya potensial bagi orang dan lingkungannya.
“Saya menggunakan produk yang menyelamatkan nyawa ini,” katanya dengan frustrasi, “tetapi untuk bisa menggunakannya, saya harus bersedia merusak lingkungan.”
Tidak diragukan lagi bahwa dunia memiliki masalah plastik. Material yang serbaguna, tahan lama, dan murah tersebut menghalangi lautan dunia, merembeskan racun ke bioma-nya, dan berkontribusi pada perubahan iklim. Beberapa negara telah menyusun proposal perjanjian yang mungkin melarang produk-produk sekali pakai tertentu dan menetapkan tujuan untuk mengurangi produksi plastik secara global. Namun, negosiasi tersendat karena adanya penentangan dari industri bahan bakar fosil dan kimia.
Secara global, industri perawatan kesehatan menggunakan lebih dari 24 miliar pound plastik pada tahun 2023, dan diprediksi akan menghasilkan 38 miliar pound setiap tahun pada tahun 2028, menurut BCC Research, sebuah perusahaan riset pasar global.
Biasanya diproduksi dari bahan bakar fosil, plastik juga merupakan sumber utama emisi gas rumah kaca. Di Amerika Serikat, sektor kesehatan menyumbang delapan persen dari jejak karbon negara tersebut.
Perusahaan perangkat medis mengatakan mereka berupaya untuk mengurangi limbah tersebut, baik dengan mendaur ulang produk, mengurangi jumlah plastik dalam perangkat dan kemasannya, atau dengan mendesain ulang barang dengan bahan yang bukan dari bahan bakar fosil.
Bagi orang rata-rata, limbah perawatan kesehatan yang paling terlihat adalah alat sekali pakai yang digunakan di rumah, mulai dari inhaler pernapasan, jarum suntik, aplikator tampon, masker oksigen, hingga selang oksigen.
Mitch Ratcliffe, penerbit Earth911, sebuah situs web yang berisi basis data besar dari fasilitas daur ulang AS, mengatakan saat ini hampir tidak mungkin untuk mendaur ulang barang-barang ini. Salah satunya karena ukurannya yang tidak teratur, kekhawatiran keamanan bahwa elemen non-steril dapat menyebarkan penyakit, dan karena mereka sering terdiri dari bahan-bahan yang tidak dapat diproses bersama. “Kita memiliki ekonomi yang sangat kompleks penuh dengan barang-barang yang dirancang secara rumit. Kita hanya tidak pernah berpikir untuk melepasnya kembali,” katanya.
Tak ada perangkat yang lebih umum daripada pena insulin. Sekitar sepertiga dari 37 juta warga Amerika dengan diabetes mengelola penyakit tersebut dengan insulin, menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit.
Novo Nordisk sendiri memproduksi 750 juta pena insulin pada tahun 2021, terbuat dari lebih dari 28 juta pound plastik. Pena tersebut termasuk vial kaca dalam bingkai plastik, dan tidak dirancang untuk dibongkar menjadi bagian-bagian untuk tujuan daur ulang. Hampir semua dipercaya berakhir di tempat sampah rumah tangga.
Dr. Brandell, dari Oregon City, telah mencoba untuk melakukan sesuatu terkait perangkat yang dibuang. Seorang insinyur biomedis, dia menghabiskan karirnya mengembangkan pacemaker, defibrilator, dan kateter. Menjalani masa pensiun separuh waktu pada tahun 2021, dia bekerja dengan mitra untuk mendesain perangkat genggam yang dapat memotong pena insulin dengan rapi agar bisa dibongkar. Ini juga bisa digunakan pada penggulung plastik untuk Ozempic, obat diabetes yang jutaan orang sekarang konsumsi untuk penurunan berat badan.
Namun, Dr. Brandell mengakui bahwa membongkar pena tersebut hanya langkah pertama. Plastik pada pena tersebut berkualitas tinggi, tetapi bukan tipe yang mudah diproses oleh fasilitas daur ulang kota. Kemungkinan besar akan dikumpulkan dengan plastik lain dan masih bisa berakhir di tempat pembuangan sampah atau insinerator.
Dia juga sedang menjelajahi apakah perangkatnya, yang juga terbuat dari plastik, bisa diproduksi dengan bambu atau bahan lain yang berkelanjutan. “Cukup sulit untuk meyakinkan seseorang akan gagasan bahwa saya ingin Anda membeli perangkat plastik ini agar Anda bisa menyelamatkan sedikit plastik,” katanya.
Raksasa biomedis global semakin menghadapi tekanan publik untuk mengubah siklus hidup produk mereka. Novo Nordisk telah mengumumkan bahwa mereka berencana untuk mendesain ulang produk mereka untuk mencapai target emisi netral nol pada tahun 2045.
Ini merupakan perubahan dari sejarah perusahaan, ketika keterbuangan merupakan kemudahan yang diinginkan. “Tidak ada yang memikirkan untuk merancangnya untuk sirkularitas, atau memikirkan tentang material yang harus kita gunakan, atau membatasi ketebalan plastik,” kata Katrine DiBona, wakil presiden perusahaan.
Pada tahun 2020, perusahaan memulai program di tiga kota di Denmark untuk mendaur ulang pena insulin bekas. Perusahaan menyediakan kantong koleksi kepada apoteker untuk diberikan kepada pasien yang mengambil resep, yang kemudian bisa mengembalikan perangkat yang sudah digunakan pada kunjungan berikutnya. Kemudian perusahaan daur ulang pihak ketiga mengumpulkan pena-pena tersebut untuk dibongkar, disterilkan, dan diproses.
Sejak saat itu, Novo Nordisk telah memperluas program ini ke seluruh negeri dan membukanya untuk pesaing mereka, serta memulai upaya uji coba di Inggris, Perancis, dan Brasil. Namun, perilaku publik sulit untuk diubah. Hingga akhir tahun 2023, hanya 21 persen pengguna pena perusahaan yang mengembalikan perangkat tersebut.
GSK, yang menjual lebih dari 200 juta inhaler pernapasan setiap tahun, mengalami masalah serupa dengan skema pengembalian untuk perangkat yang ada di Inggris sejak 2011 hingga 2020. Komponen plastik inhaler tersebut bisa didaur ulang oleh sebagian besar program pengumpulan sampah pinggir jalan, tetapi tabung aluminium yang berisi obat tidak bisa. Jadi perusahaan mengumpulkan perangkat yang sudah digunakan di apotek, mendaur ulang komponen yang bisa, dan membakar sisanya.
Namun, program tersebut tidak pernah menarik minat dari konsumen. Selama sembilan tahun, hanya 24.000 pound plastik yang berhasil didaur ulang dari inhaler tersebut, yang disebut Claire Lund, wakil presiden keberlanjutan perusahaan, “sangat kecil” jika dibandingkan dengan sekitar 5 juta pound plastik yang dibutuhkan untuk memproduksi inhaler setiap tahun.
Yang lebih mengkhawatirkan bagi para aktivis lingkungan adalah propelan dalam banyak inhaler, yang biasanya merupakan gas fluorinasi yang merupakan pendorong pemanasan global yang lebih kuat daripada karbon dioksida. Pada tahun 2021, GSK mulai mengembangkan pengganti, yang menurut Ms. Lund, dapat secara signifikan mengurangi emisi karbon.
Namun, perusahaan masih melakukan uji coba terhadap formulasi baru tersebut, dan memperkirakan akan membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mendapatkan persetujuan penggantian tersebut di 140 pasar di mana produk yang sudah ada dijual.
Ms. Lund mengatakan bahwa perusahaan telah bermain-main dengan ide menciptakan produk yang bisa digunakan ulang. “Hal itu sudah masuk dalam pertimbangan beberapa kali namun kemudian ditolak kembali,” katanya.
Sebaliknya dengan fokus koleksi Novo Nordisk untuk kembali menggunakan materi dari produk tertentu, perusahaan manajemen limbah AS, Triumvirate Environmental, mencari aplikasi komersial untuk limbah medis yang diproses kembali.
Pada tahun 2014, perusahaan membeli mesin dari bisnis kayu plastik dan menggabungkannya dengan pabrik limbah medis di Jeannette, Pa., dengan ide untuk mengubah beberapa limbah menjadi produk yang berguna.
John McQuillan, chief executive perusahaan, mengatakan bahwa pabrik, setelah investasi sebesar $70 juta, menerima limbah dari rumah sakit dan perusahaan farmasi — “beberapa hal yang paling menjijikkan di planet ini” — dan memprosesnya melalui serangkaian mesin yang kompleks.
Sebagian besar limbah masih diinsinerasi, tetapi barang-barang yang terbuat dari plastik berguna, termasuk wadah berisi jarum suntik dan alat bedah yang dibungkus dalam kemasan, diidentifikasi, dihancurkan, dan diubah menjadi bahan bangunan.
“Ini seperti Willy Wonka yang bau,” katanya.
Proses tersebut memakan biaya enam hingga delapan kali lipat lebih mahal daripada menggusur limbah ke dalam lubang di tanah, perkiraan Mr. McQuillan, meskipun Triumvirate menerima kembali sebagian biaya dari penjualan produk akhir.
Tidak ada kekurangan minat dari perusahaan kesehatan, yang menyediakan limbah plastik jauh lebih banyak daripada yang dapat diproses oleh pabrik Triumvirate. Faktor pembatas laju, bukanlah permintaan untuk plastik struktural yang mereka hasilkan, yang bersaing dengan alternatif yang terbuat dari plastik murah. “Datang dalam warna apa yang Anda inginkan, asalkan itu hitam, dan selama definisi hitam Anda cukup liberal,” kata Mr. McQuillan.
Namun, pada tahun 2022 Triumvirate menjual 12 juta pound barang tersebut, termasuk kepada Menards dan Home Depot, yang memasarkannya untuk perapian dan sebagai alas untuk lapangan rumput.
Seperti kebanyakan daur ulang, proses ini memerlukan energi yang intensif. Pabrik tersebut utamanya menerima limbah plastik dari pelanggan di timur laut Amerika Serikat, karena material tersebut cenderung dikemas secara longgar, sehingga mahal untuk diangkut jarak jauh.
Ilmuwan menunjukkan bahwa pengeluaran energi ini hampir menghilangkan manfaat lingkungan. Mendaur ulang sebuah produk biasanya hanya mengembalikan kurang dari 10 persen jejak karbonnya, menurut Dr. Andrea MacNeill, pendiri Planetary Healthcare Lab di Universitas British Columbia, karena sebagian besar dampak lingkungan produk terjadi selama pembuatannya. “Kita tidak akan pernah bisa mendaur ulang jalan kita menuju planet yang sehat,” katanya.
Lebih penting lagi bahwa produsen merancang produk yang mampu digunakan selama bertahun-tahun, katanya, menambahkan bahwa ini akan memerlukan transformasi model bisnis mereka juga. “Saat ini, margin keuntungan mereka tergantung pada konsumsi dalam volume tinggi.
Kemajuan berikutnya dalam desain perangkat medis yang berkelanjutan mungkin terjadi di bangunan bata dan kaca tebal dari Battelle, lembaga penelitian dan pengembangan nirlaba di Columbus, Ohio. Meskipun organisasi ini sebagian besar menangani proyek bertahun-tahun untuk militer AS dan Departemen Energi, ratusan staf bekerja dengan perusahaan medis terkenal untuk mendesain ulang produk mereka.
Tim perangkat medis mendominasi seluruh lantai satu bangunan. Beberapa ilmuwan di sana sedang mencoba mengubah kedelai menjadi plastik yang bisa digunakan sebagai pengganti plastik tradisional. Yang lain menggunakan reaktor stainless steel besar untuk mempelajari bagaimana zat tersebut terdegradasi.
Erik Edwards, salah satu ilmuwan bahan pokok Battelle, mengatakan bahwa proses tinjauan FDA untuk perangkat baru telah memaksa tim untuk menyesuaikan produk yang sudah ada daripada mengusulkan perubahan besar-besaran. Misalnya, mereka membantu sebuah perusahaan obat merancang ulang perangkat insulin untuk menghapus satu bagian plastik sekali pakai. “Pendekatan yang Anda ambil adalah lebih dari seribu langkah kecil,” katanya.
Meningkatkan kemasan bisa menjadi buah rendah yang dapat diambil, katanya. Beberapa tahun yang lalu, lab menerima pesanan perangkat kedokteran berukuran sebesar telapak tangan, dan barang-barang tersebut tiba dalam beberapa palet kotak. “Ada banyak pengiriman udara yang telah dilakukan hanya karena kemasan tersebut membentuk ruang lebih besar dari yang dibutuhkan,” kenangnya.
Mr. Edwards mengatakan bahwa para klien Battelle umumnya lebih suka perubahan yang mengurangi biaya atau meningkatkan kinerja, namun keberlanjutan semakin menjadi faktor yang harus dipertimbangkan.
Grace Lillie, seorang insinyur mesin, membandingkan evolusi dengan perubahan cara susu dijual dari waktu ke waktu. Pada masa lalu, orang mengambil botol kaca dari halaman mereka dan mengembalikan yang kosong untuk digunakan kembali, tetapi pengenalan jerigen plastik sekali pakai menghilangkan profesi tukang susu. Mengurangi ketergantungan pada plastik mungkin berarti menghidupkan kembali beberapa proses dan peran.
“Anda ingin orang melakukan sesuatu yang berbeda, tetapi kemud