Sự tiến bộ nhanh chóng của khoa học và công nghệ làm cho việc dự đoán tình hình thế giới vào cuối thế kỷ này trở nên khó khăn.có thể đưa ra một số phán quyếtBa lĩnh vực công nghệ chủ chốt - chip bán dẫn, dược phẩm và công nghệ sinh học - cùng với các công nghệ phòng sạch liên quan của chúng, phải đối mặt với cả cơ hội và thách thức.
Tại Hội nghị thường niên năm 2001 của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc,Giáo sư Chen-Ning Yang chỉ ra ba lĩnh vực sẽ trở thành động lực của sự phát triển công nghệ:
Việc ứng dụng rộng rãi các chip trong hầu hết mọi thứ, từ tòa nhà và nhà cửa đến xe hơi, cơ thể con người, nhà máy và cửa hàng;
Tiến bộ nhanh chóng trong y học và dược phẩm;
Kỹ thuật sinh học.
Sản xuất chip, một trong ba hướng chiến lược, đòi hỏi một môi trường vi mô được cung cấp bởi các phòng sạch công nghiệp trong công nghệ làm sạch không khí.và kỹ thuật sinh học đòi hỏi các phòng sạch sinh học, với thuốc và dược phẩm chủ yếu cần các phòng sạch sinh học chung, và kỹ thuật sinh học chủ yếu yêu cầu các phòng sạch an toàn sinh học.Rõ ràng là công nghệ vi mô môi trường xây dựng sạch có liên quan chặt chẽ đến ba hướng chiến lược này, và ngày nay nó phải đối mặt với những thách thức mới từ họ.
Tốc độ phát triển của các chip mạch tích hợp bán dẫn có thể không thể sánh được với bất kỳ công nghệ nào khác, với mật độ tích hợp tăng gấp bốn lần mỗi ba năm.Do sự tiến bộ nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo, có một sự thiếu hụt chip toàn cầu, dẫn đến giảm sản xuất ô tô do thiếu chip ô tô.và sản xuất mạch tích hợp chip đòi hỏi kiểm soát thậm chí còn nghiêm ngặt hơn về kích thước hạt môi trườngKhông nghi ngờ gì nữa, ngành công nghiệp điện tử tiếp tục thống trị các yêu cầu về phòng sạch.
Y học và dược phẩm liên quan chặt chẽ đến an toàn và sức khỏe cộng đồng.Các ứng dụng đầu tiên của một phòng sạch sinh học trong y học là một phòng phẫu thuật sạch được xây dựng ở Hoa Kỳ vào tháng 1 năm 1966Một phòng phẫu thuật sạch thay thế các phương pháp khử trùng truyền thống, chẳng hạn như ánh sáng cực tím, bằng công nghệ làm sạch không khí để kiểm soát toàn bộ quá trình ô nhiễm.tỷ lệ nhiễm trùng có thể giảm hơn 90%, giảm đáng kể hoặc loại bỏ nhu cầu kháng sinh, có thể gây hại cho bệnh nhân. Ví dụ từ năm 1989 đến 1990, Bệnh viện Changzheng Thượng Hải đã thực hiện 9,337 Phẫu thuật lớp I trong phòng phẫu thuật sạch mà không có một nhiễm trùng nàoTương tự, từ năm 1995 đến năm 1996, Bệnh viện 301 Bắc Kinh báo cáo không có nhiễm trùng trong 16.427 ca phẫu thuật hạng I. Theo một bài báo năm 2012 trên tạp chíKhối u, tỷ lệ mắc bệnh bạch cầu ở Trung Quốc là 5,17 trên 100,000, với tỷ lệ tử vong là 3,94 trên 100,000Do đó, việc điều trị bệnh bạch cầu và phát triển các phòng sạch sinh học cho các phương pháp điều trị như vậy đã nhận được sự chú ý ngày càng tăng ở Trung Quốc.
Trong khi sự hiểu biết về việc xây dựng phòng phẫu thuật sạch và phòng máu lớp 100 ban đầu xuất phát từ kinh nghiệm quốc tế và quan sát của nhân viên y tế làm việc ở nước ngoài,sự công nhận rằng toàn bộ các tòa nhà bệnh viện cần không khí sạch phần lớn xuất phát từ kinh nghiệm trong nướcSau năm 2003, một trong những suy nghĩ quan trọng nhất là, trong xây dựng bệnh viện, các nhà xây dựng và nhà thiết kế thường chỉ tập trung vào "các tòa nhà" trong khi bỏ qua "chất lượng không khí"." Một số nhân viên y tế ưu tiên lây nhiễm qua tiếp xúc hơn là lây nhiễm bằng khí xả., mặc dù thứ hai là dễ nổ hơn, lan rộng hơn và đòi hỏi liều nhiễm trùng thấp hơn, làm cho nó nguy hiểm hơn. Ví dụ:
Ăn 100 triệu vi khuẩn tularemia là cần thiết để nhiễm trùng, trong khi hít chỉ 10 ¢50 có thể gây sốt;
Liều truyền nhiễm trung bình đối với adenovirus hít phải chỉ bằng một nửa so với văn hóa mô;
Đối với bệnh sốt Q, chỉ một hạt lắng đọng trong đường hô hấp có thể gây nhiễm trùng;
Mặc dù Pseudomonas aeruginosa từng được coi là không có khả năng lây qua không khí, nhưng việc phát hiện nó trong bụi trên trần phòng cháy và trong không khí đã làm nổi bật những nguy cơ lây qua không khí;
Các đặc điểm lây truyền khí phun của virus SARS đã làm cho mọi người thực sự nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ làm sạch không khí trong các tòa nhà bệnh viện.
Có thể nói rằng các tòa nhà bệnh viện không có công nghệ làm sạch không khí đã lỗi thời.
Hệ thống phòng phẫu thuật: Xây dựng phòng phẫu thuật sạch;
Hệ thống Ward: Các phòng khám sạch cho bệnh bạch cầu, bỏng, hen suyễn và chăm sóc trẻ sơ sinh;
Hệ thống đơn vị điều dưỡng: Phòng chăm sóc đặc biệt (ICU), phòng ghép nội tạng và phòng chăm sóc tim mạch;
Hệ thống vận hành xử lý: Phòng điều trị can thiệp, phòng điều trị bệnh bạch cầu và phòng khám tử thi cho các bệnh truyền nhiễm;
Hệ thống phòng thí nghiệm: Các phòng thí nghiệm thử nghiệm đặc biệt, phòng thí nghiệm y tế lâm sàng, phòng thí nghiệm PCR và phòng thí nghiệm khoa học sinh học, với trọng tâm là các hệ thống an toàn sinh học;
Hệ thống phòng thiết bị: Phòng cho các dụng cụ chính xác;
Hệ thống phòng cô lập: Phòng cách ly áp suất âm cho các bệnh truyền qua không khí, phòng quan sát và phòng phẫu thuật áp suất âm;
Hệ thống dược phẩm: Trung tâm chuẩn bị thuốc chuyên dụng;
Phòng phụ tùng sạch: Phòng cung cấp chất độc và kho hàng dùng một lần;
Phòng phụ không sạch: Phòng xử lý chất thải bị ô nhiễm và hành lang vật liệu bị ô nhiễm, cần kiểm soát ô nhiễm để ngăn ngừa lây truyền bên ngoài;
Các khu vực bán sạch: Phòng chờ, phòng điều trị, phòng khám và phòng chẩn đoán sử dụng điều hòa không khí bệnh viện tiêu chuẩn.
Các thách thức cho công nghệ vệ sinh trong sản xuất dược phẩm cũng chưa từng có, đặc biệt là sau khi thực hiện GMP.Trung Quốc thực thi GMP (2010) (thường được gọi là GMP thuốc con người) vàQuản lý chất lượng sản xuất thuốc thú y(2020). Các phòng sạch hiện là một yêu cầu cơ bản cho các nhà máy dược phẩm.
Kỹ thuật di truyền là một phần quan trọng của kỹ thuật sinh học. Kể từ khi chuyển đổi thành công vật liệu di truyền từ một coccus sang E. coli vào năm 1973, công nghệ di truyền tái kết hợp đã phát triển nhanh chóng.Với tiềm năng to lớn của nóTuy nhiên, một phần đáng kể của kỹ thuật sinh học liên quan đến những rủi ro tiềm ẩn,đặc biệt là nguy cơ sinh học của việc lây lan các vi sinh vật độc hại tiềm ẩn chưa được biếtSự cố viêm phổi ở Hoa Kỳ và dịch SARS toàn cầu là những ví dụ về những mối nguy sinh học nghiêm trọng như vậy. Những sự kiện này là một cảnh báo cho tất cả mọi người: mối nguy hiểm này có thể ảnh hưởng đến tất cả mọi người.Đối với một quốc gia như chúng ta với dân số lớn và thương mại quốc tế, các môi trường vi mô xây dựng phù hợp với an toàn sinh học là điều cần thiết để phòng ngừa dịch bệnh, nghiên cứu về các loài và sản phẩm thực vật và động vật và kiểm soát bệnh tật.Dưới ảnh hưởng của dịch bệnh coronavirus mới, việc xây dựng các phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) ở nước tôi đang trải qua một đà không từng có.cơ quan kiểm tra và kiểm dịch, các cơ quan phòng ngừa và kiểm soát bệnh động vật và thực vật, và các trung tâm kiểm soát bệnh ở tất cả các cấp đang cần khẩn cấp các phòng thí nghiệm an toàn sinh học.Hoa Kỳ có 12 phòng thí nghiệm P4 cấp cao nhất, trong khi đất nước tôi chỉ có hai; có hơn 1.500 phòng thí nghiệm P3, trong khi đất nước tôi có khoảng 80.Khoa học sinh học và một số dự án nhân giống trong nông nghiệp và lâm nghiệp cũng yêu cầu môi trường sạch.
Nguy cơ sinh học được phân loại quốc tế theo hệ thống Viện Y tế Quốc gia (NIH), dao động từ P1 đến P4 (giảm nhất đến cao nhất).Các cơ sở xử lý vật liệu sinh học ở cấp độ P3 và P4 phải thực hiện các biện pháp an toàn sinh họcSau năm 1972, Hoa Kỳchuyển một số cơ sở từ nghiên cứu vũ khí sinh học đến Viện Ung thư Quốc gia (NCI) và thành lập một chương trình nghiên cứu virus khối u đặc biệt để thúc đẩy nghiên cứu ung thưChương trình Apollo tiếp tục phát triển các khái niệm an toàn sinh học bằng cách kiểm tra các phi hành gia trở về từ không gian cho các vi sinh vật không xác định.Bảo vệ sức khỏe con người và phát triển vắc-xin, cần phải làm việc với vi khuẩn và virus, đặc biệt là những vi khuẩn gây ra mối đe dọa nghiêm trọng cho con người và gia súc.Nghiên cứu về các mầm bệnh nghiêm trọng và không phổ biến (bao gồm cả côn trùng truyền bệnh) phải được thực hiện trong phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) với các thiết bị an toàn thích hợp.
Thuốc sinh học là một loại thuốc mới được sản xuất bằng các quy trình sinh học.và vì chúng thường không thể được khử trùng sau khi sản xuấtCác loại thuốc này chủ yếu được sử dụng để điều trị các bệnh lớn như ung thư,bệnh tim mạch và não mạchCác loại thuốc sinh học trên toàn cầu duy trì tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 12%..Các công ty công nghệ sinh học và hơn 50% các công ty châu Âu tham gia vào nghiên cứu và phát triển các sản phẩm sinh học y tế.Tác động trực tiếp của công nghệ sinh học đối với nhân loại trong thế kỷ 21 có thể vượt qua các con chip, và sự phát triển của nó không thể tách rời khỏi kiểm soát ô nhiễm và vệ sinh không khí.
Sự tiến bộ nhanh chóng của khoa học và công nghệ làm cho việc dự đoán tình hình thế giới vào cuối thế kỷ này trở nên khó khăn.có thể đưa ra một số phán quyếtBa lĩnh vực công nghệ chủ chốt - chip bán dẫn, dược phẩm và công nghệ sinh học - cùng với các công nghệ phòng sạch liên quan của chúng, phải đối mặt với cả cơ hội và thách thức.
Tại Hội nghị thường niên năm 2001 của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc,Giáo sư Chen-Ning Yang chỉ ra ba lĩnh vực sẽ trở thành động lực của sự phát triển công nghệ:
Việc ứng dụng rộng rãi các chip trong hầu hết mọi thứ, từ tòa nhà và nhà cửa đến xe hơi, cơ thể con người, nhà máy và cửa hàng;
Tiến bộ nhanh chóng trong y học và dược phẩm;
Kỹ thuật sinh học.
Sản xuất chip, một trong ba hướng chiến lược, đòi hỏi một môi trường vi mô được cung cấp bởi các phòng sạch công nghiệp trong công nghệ làm sạch không khí.và kỹ thuật sinh học đòi hỏi các phòng sạch sinh học, với thuốc và dược phẩm chủ yếu cần các phòng sạch sinh học chung, và kỹ thuật sinh học chủ yếu yêu cầu các phòng sạch an toàn sinh học.Rõ ràng là công nghệ vi mô môi trường xây dựng sạch có liên quan chặt chẽ đến ba hướng chiến lược này, và ngày nay nó phải đối mặt với những thách thức mới từ họ.
Tốc độ phát triển của các chip mạch tích hợp bán dẫn có thể không thể sánh được với bất kỳ công nghệ nào khác, với mật độ tích hợp tăng gấp bốn lần mỗi ba năm.Do sự tiến bộ nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo, có một sự thiếu hụt chip toàn cầu, dẫn đến giảm sản xuất ô tô do thiếu chip ô tô.và sản xuất mạch tích hợp chip đòi hỏi kiểm soát thậm chí còn nghiêm ngặt hơn về kích thước hạt môi trườngKhông nghi ngờ gì nữa, ngành công nghiệp điện tử tiếp tục thống trị các yêu cầu về phòng sạch.
Y học và dược phẩm liên quan chặt chẽ đến an toàn và sức khỏe cộng đồng.Các ứng dụng đầu tiên của một phòng sạch sinh học trong y học là một phòng phẫu thuật sạch được xây dựng ở Hoa Kỳ vào tháng 1 năm 1966Một phòng phẫu thuật sạch thay thế các phương pháp khử trùng truyền thống, chẳng hạn như ánh sáng cực tím, bằng công nghệ làm sạch không khí để kiểm soát toàn bộ quá trình ô nhiễm.tỷ lệ nhiễm trùng có thể giảm hơn 90%, giảm đáng kể hoặc loại bỏ nhu cầu kháng sinh, có thể gây hại cho bệnh nhân. Ví dụ từ năm 1989 đến 1990, Bệnh viện Changzheng Thượng Hải đã thực hiện 9,337 Phẫu thuật lớp I trong phòng phẫu thuật sạch mà không có một nhiễm trùng nàoTương tự, từ năm 1995 đến năm 1996, Bệnh viện 301 Bắc Kinh báo cáo không có nhiễm trùng trong 16.427 ca phẫu thuật hạng I. Theo một bài báo năm 2012 trên tạp chíKhối u, tỷ lệ mắc bệnh bạch cầu ở Trung Quốc là 5,17 trên 100,000, với tỷ lệ tử vong là 3,94 trên 100,000Do đó, việc điều trị bệnh bạch cầu và phát triển các phòng sạch sinh học cho các phương pháp điều trị như vậy đã nhận được sự chú ý ngày càng tăng ở Trung Quốc.
Trong khi sự hiểu biết về việc xây dựng phòng phẫu thuật sạch và phòng máu lớp 100 ban đầu xuất phát từ kinh nghiệm quốc tế và quan sát của nhân viên y tế làm việc ở nước ngoài,sự công nhận rằng toàn bộ các tòa nhà bệnh viện cần không khí sạch phần lớn xuất phát từ kinh nghiệm trong nướcSau năm 2003, một trong những suy nghĩ quan trọng nhất là, trong xây dựng bệnh viện, các nhà xây dựng và nhà thiết kế thường chỉ tập trung vào "các tòa nhà" trong khi bỏ qua "chất lượng không khí"." Một số nhân viên y tế ưu tiên lây nhiễm qua tiếp xúc hơn là lây nhiễm bằng khí xả., mặc dù thứ hai là dễ nổ hơn, lan rộng hơn và đòi hỏi liều nhiễm trùng thấp hơn, làm cho nó nguy hiểm hơn. Ví dụ:
Ăn 100 triệu vi khuẩn tularemia là cần thiết để nhiễm trùng, trong khi hít chỉ 10 ¢50 có thể gây sốt;
Liều truyền nhiễm trung bình đối với adenovirus hít phải chỉ bằng một nửa so với văn hóa mô;
Đối với bệnh sốt Q, chỉ một hạt lắng đọng trong đường hô hấp có thể gây nhiễm trùng;
Mặc dù Pseudomonas aeruginosa từng được coi là không có khả năng lây qua không khí, nhưng việc phát hiện nó trong bụi trên trần phòng cháy và trong không khí đã làm nổi bật những nguy cơ lây qua không khí;
Các đặc điểm lây truyền khí phun của virus SARS đã làm cho mọi người thực sự nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ làm sạch không khí trong các tòa nhà bệnh viện.
Có thể nói rằng các tòa nhà bệnh viện không có công nghệ làm sạch không khí đã lỗi thời.
Hệ thống phòng phẫu thuật: Xây dựng phòng phẫu thuật sạch;
Hệ thống Ward: Các phòng khám sạch cho bệnh bạch cầu, bỏng, hen suyễn và chăm sóc trẻ sơ sinh;
Hệ thống đơn vị điều dưỡng: Phòng chăm sóc đặc biệt (ICU), phòng ghép nội tạng và phòng chăm sóc tim mạch;
Hệ thống vận hành xử lý: Phòng điều trị can thiệp, phòng điều trị bệnh bạch cầu và phòng khám tử thi cho các bệnh truyền nhiễm;
Hệ thống phòng thí nghiệm: Các phòng thí nghiệm thử nghiệm đặc biệt, phòng thí nghiệm y tế lâm sàng, phòng thí nghiệm PCR và phòng thí nghiệm khoa học sinh học, với trọng tâm là các hệ thống an toàn sinh học;
Hệ thống phòng thiết bị: Phòng cho các dụng cụ chính xác;
Hệ thống phòng cô lập: Phòng cách ly áp suất âm cho các bệnh truyền qua không khí, phòng quan sát và phòng phẫu thuật áp suất âm;
Hệ thống dược phẩm: Trung tâm chuẩn bị thuốc chuyên dụng;
Phòng phụ tùng sạch: Phòng cung cấp chất độc và kho hàng dùng một lần;
Phòng phụ không sạch: Phòng xử lý chất thải bị ô nhiễm và hành lang vật liệu bị ô nhiễm, cần kiểm soát ô nhiễm để ngăn ngừa lây truyền bên ngoài;
Các khu vực bán sạch: Phòng chờ, phòng điều trị, phòng khám và phòng chẩn đoán sử dụng điều hòa không khí bệnh viện tiêu chuẩn.
Các thách thức cho công nghệ vệ sinh trong sản xuất dược phẩm cũng chưa từng có, đặc biệt là sau khi thực hiện GMP.Trung Quốc thực thi GMP (2010) (thường được gọi là GMP thuốc con người) vàQuản lý chất lượng sản xuất thuốc thú y(2020). Các phòng sạch hiện là một yêu cầu cơ bản cho các nhà máy dược phẩm.
Kỹ thuật di truyền là một phần quan trọng của kỹ thuật sinh học. Kể từ khi chuyển đổi thành công vật liệu di truyền từ một coccus sang E. coli vào năm 1973, công nghệ di truyền tái kết hợp đã phát triển nhanh chóng.Với tiềm năng to lớn của nóTuy nhiên, một phần đáng kể của kỹ thuật sinh học liên quan đến những rủi ro tiềm ẩn,đặc biệt là nguy cơ sinh học của việc lây lan các vi sinh vật độc hại tiềm ẩn chưa được biếtSự cố viêm phổi ở Hoa Kỳ và dịch SARS toàn cầu là những ví dụ về những mối nguy sinh học nghiêm trọng như vậy. Những sự kiện này là một cảnh báo cho tất cả mọi người: mối nguy hiểm này có thể ảnh hưởng đến tất cả mọi người.Đối với một quốc gia như chúng ta với dân số lớn và thương mại quốc tế, các môi trường vi mô xây dựng phù hợp với an toàn sinh học là điều cần thiết để phòng ngừa dịch bệnh, nghiên cứu về các loài và sản phẩm thực vật và động vật và kiểm soát bệnh tật.Dưới ảnh hưởng của dịch bệnh coronavirus mới, việc xây dựng các phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) ở nước tôi đang trải qua một đà không từng có.cơ quan kiểm tra và kiểm dịch, các cơ quan phòng ngừa và kiểm soát bệnh động vật và thực vật, và các trung tâm kiểm soát bệnh ở tất cả các cấp đang cần khẩn cấp các phòng thí nghiệm an toàn sinh học.Hoa Kỳ có 12 phòng thí nghiệm P4 cấp cao nhất, trong khi đất nước tôi chỉ có hai; có hơn 1.500 phòng thí nghiệm P3, trong khi đất nước tôi có khoảng 80.Khoa học sinh học và một số dự án nhân giống trong nông nghiệp và lâm nghiệp cũng yêu cầu môi trường sạch.
Nguy cơ sinh học được phân loại quốc tế theo hệ thống Viện Y tế Quốc gia (NIH), dao động từ P1 đến P4 (giảm nhất đến cao nhất).Các cơ sở xử lý vật liệu sinh học ở cấp độ P3 và P4 phải thực hiện các biện pháp an toàn sinh họcSau năm 1972, Hoa Kỳchuyển một số cơ sở từ nghiên cứu vũ khí sinh học đến Viện Ung thư Quốc gia (NCI) và thành lập một chương trình nghiên cứu virus khối u đặc biệt để thúc đẩy nghiên cứu ung thưChương trình Apollo tiếp tục phát triển các khái niệm an toàn sinh học bằng cách kiểm tra các phi hành gia trở về từ không gian cho các vi sinh vật không xác định.Bảo vệ sức khỏe con người và phát triển vắc-xin, cần phải làm việc với vi khuẩn và virus, đặc biệt là những vi khuẩn gây ra mối đe dọa nghiêm trọng cho con người và gia súc.Nghiên cứu về các mầm bệnh nghiêm trọng và không phổ biến (bao gồm cả côn trùng truyền bệnh) phải được thực hiện trong phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) với các thiết bị an toàn thích hợp.
Thuốc sinh học là một loại thuốc mới được sản xuất bằng các quy trình sinh học.và vì chúng thường không thể được khử trùng sau khi sản xuấtCác loại thuốc này chủ yếu được sử dụng để điều trị các bệnh lớn như ung thư,bệnh tim mạch và não mạchCác loại thuốc sinh học trên toàn cầu duy trì tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 12%..Các công ty công nghệ sinh học và hơn 50% các công ty châu Âu tham gia vào nghiên cứu và phát triển các sản phẩm sinh học y tế.Tác động trực tiếp của công nghệ sinh học đối với nhân loại trong thế kỷ 21 có thể vượt qua các con chip, và sự phát triển của nó không thể tách rời khỏi kiểm soát ô nhiễm và vệ sinh không khí.
