Η ραγδαία πρόοδος της επιστήμης και της τεχνολογίας καθιστά δύσκολη την πρόβλεψη της κατάστασης του κόσμου μέχρι το τέλος αυτού του αιώνα. Ωστόσο, με βάση ορισμένες ήδη εμφανείς σημαντικές τάσεις, μπορούν να γίνουν ορισμένες κρίσεις. Τρεις βασικοί τεχνολογικοί τομείς - τα τσιπ ημιαγωγών, η φαρμακευτική βιομηχανία και η βιοτεχνολογία - μαζί με τις συναφείς τεχνολογίες καθαρών χώρων, αντιμετωπίζουν τόσο ευκαιρίες όσο και προκλήσεις.
Στο Ετήσιο Συνέδριο του Κινεζικού Συνδέσμου για την Επιστήμη και την Τεχνολογία το 2001, ο καθηγητής Chen-Ning Yang επεσήμανε τρεις τομείς που θα γίνονταν οι κινητήριες δυνάμεις της τεχνολογικής ανάπτυξης - οι τρεις κύριες στρατηγικές κατευθύνσεις για τα επόμενα 30 έως 40 χρόνια:
Η ευρεία εφαρμογή των τσιπ σχεδόν σε όλα, από κτίρια και σπίτια μέχρι αυτοκίνητα, το ανθρώπινο σώμα, εργοστάσια και καταστήματα.
Ραγδαίες εξελίξεις στην ιατρική και τη φαρμακευτική βιομηχανία·
Βιομηχανική.
Η παραγωγή τσιπ, μία από τις τρεις στρατηγικές κατευθύνσεις, απαιτεί ένα μικροπεριβάλλον που παρέχεται από βιομηχανικούς καθαρούς χώρους στην τεχνολογία καθαριότητας του αέρα. Η ιατρική, η φαρμακευτική και η βιομηχανική μηχανική απαιτούν βιολογικούς καθαρούς χώρους, με την ιατρική και τα φαρμακευτικά προϊόντα να χρειάζονται κυρίως γενικούς βιολογικούς καθαρούς χώρους, και η βιομηχανική να απαιτεί κυρίως καθαρούς χώρους βιοασφάλειας. Είναι προφανές πόσο στενά σχετίζεται η τεχνολογία καθαρού μικροπεριβάλλοντος κτιρίων με αυτές τις τρεις στρατηγικές κατευθύνσεις και σήμερα αντιμετωπίζει νέες προκλήσεις από αυτές.
Η ταχύτητα ανάπτυξης τσιπ ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ημιαγωγών είναι πιθανώς απαράμιλλη από οποιαδήποτε άλλη τεχνολογία, με την πυκνότητα ολοκλήρωσης να τετραπλασιάζεται περίπου κάθε τρία χρόνια. Λόγω της ραγδαίας προόδου της τεχνητής νοημοσύνης, υπάρχει παγκόσμια έλλειψη τσιπ, η οποία οδηγεί σε μειωμένη παραγωγή αυτοκινήτων λόγω έλλειψης τσιπ αυτοκινήτων. Σήμερα, τα τσιπ ακριβείας 2nm αποτελούν ήδη στόχο για τους κατασκευαστές και η παραγωγή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων τσιπ απαιτεί ακόμη αυστηρότερο έλεγχο των μεγεθών των σωματιδίων στο περιβάλλον. Αναμφίβολα, η βιομηχανία ηλεκτρονικών εξακολουθεί να κυριαρχεί στις απαιτήσεις για καθαρούς χώρους.
Η ιατρική και τα φαρμακευτικά προϊόντα συνδέονται στενά με τη δημόσια ασφάλεια και υγεία. Η πρώτη εφαρμογή ενός βιολογικού καθαρού δωματίου στην ιατρική ήταν ένα καθαρό χειρουργείο που κατασκευάστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες τον Ιανουάριο του 1966. Ένα καθαρό χειρουργείο αντικαθιστά τις παραδοσιακές μεθόδους απολύμανσης, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία, με τεχνολογία καθαριότητας αέρα για να επιτρέψει τον πλήρη έλεγχο της ρύπανσης. Σε τέτοια περιβάλλοντα, τα ποσοστά μόλυνσης μπορούν να μειωθούν κατά 90%, μειώνοντας σημαντικά ή εξαλείφοντας την ανάγκη για αντιβιοτικά, τα οποία μπορούν να βλάψουν τους ασθενείς. Για παράδειγμα, από το 1989 έως το 1990, το Νοσοκομείο Shanghai Changzheng πραγματοποίησε 9.337 χειρουργικές επεμβάσεις Κατηγορίας Ι σε καθαρά χειρουργεία χωρίς ούτε μία μόλυνση. Ομοίως, από το 1995 έως το 1996, το Νοσοκομείο Beijing 301 ανέφερε μηδενικές μολύνσεις σε 16.427 χειρουργικές επεμβάσεις Κατηγορίας Ι. Σύμφωνα με άρθρο του 2012 στο περιοδικό Καρκίνομα , η συχνότητα εμφάνισης λευχαιμίας στην Κίνα ήταν 5,17 ανά 100.000, με ποσοστό θνησιμότητας 3,94 ανά 100.000. Κατά συνέπεια, η θεραπεία της λευχαιμίας και η ανάπτυξη βιολογικών καθαρών δωματίων για τέτοιες θεραπείες έχουν τραβήξει αυξανόμενη προσοχή στην Κίνα.
Ενώ η κατανόηση της κατασκευής καθαρών χειρουργείων και θαλάμων αιμοδοσίας Κατηγορίας 100 προήλθε αρχικά από διεθνείς εμπειρίες και τις παρατηρήσεις ιατρικού προσωπικού που εργαζόταν στο εξωτερικό, η αναγνώριση ότι ολόκληρα νοσοκομειακά κτίρια απαιτούν καθαρότητα αέρα προήλθε σε μεγάλο βαθμό από εγχώριες εμπειρίες. Μετά το 2003, μια από τις πιο κρίσιμες σκέψεις ήταν ότι, στην κατασκευή νοσοκομείων, οι κατασκευαστές και οι σχεδιαστές συχνά επικεντρώνονταν αποκλειστικά στο «κτίριο», παραμελώντας την «ποιότητα του αέρα». Ορισμένα ιατρικά μέλη έδιναν προτεραιότητα στη μετάδοση αναπνευστικών λοιμώξεων μέσω επαφής έναντι της μετάδοσης μέσω αερολυμάτων, παρόλο που η τελευταία είναι πιο εκρηκτική, ευρέως διαδεδομένη και απαιτεί χαμηλότερες μολυσματικές δόσεις, καθιστώντας την πιο επικίνδυνη. Για παράδειγμα:
Η κατάποση 100 εκατομμυρίων βακτηρίων τουλαρεμίας είναι απαραίτητη για τη μόλυνση, ενώ η εισπνοή μόνο 10-50 μπορεί να προκαλέσει πυρετό.
Η μέση μολυσματική δόση για τον εισπνεόμενο αδενοϊό είναι μόνο η μισή από αυτήν της ιστοκαλλιέργειας.
Για τη ρικέτσια του πυρετού Q, μόνο ένα σωματίδιο που καθιζάνει στην αναπνευστική οδό μπορεί να προκαλέσει λοίμωξη.
Παρόλο που κάποτε θεωρούνταν απίθανο να μεταδοθεί μέσω του αέρα η Pseudomonas aeruginosa, η ανίχνευσή της στη σκόνη στις οροφές των θαλάμων εγκαυμάτων και στον αέρα έχει επισημάνει τους κινδύνους μετάδοσης μέσω του αέρα.
Τα χαρακτηριστικά μετάδοσης του ιού SARS μέσω αερολυμάτων έχουν κάνει τους ανθρώπους να συνειδητοποιήσουν πραγματικά τη σημασία της τεχνολογίας καθαριότητας του αέρα στα νοσοκομειακά κτίρια.
Μπορεί να ειπωθεί ότι τα νοσοκομειακά κτίρια χωρίς τεχνολογία καθαριότητας αέρα είναι ξεπερασμένα. Επομένως, ο σύγχρονος σχεδιασμός κτιρίων νοσοκομείων που ενσωματώνει την τεχνολογία καθαριότητας αέρα θα πρέπει να περιλαμβάνει:
Συστήματα Χειρουργείου κατασκευή καθαρών χειρουργείων.
Συστήματα θαλάμων καθαροί θάλαμοι για λευχαιμία, εγκαύματα, άσθμα και φροντίδα πρόωρων βρεφών.
Συστήματα Μονάδων Νοσηλείας μονάδες εντατικής θεραπείας (ΜΕΘ), μονάδες μεταμόσχευσης οργάνων και μονάδες καρδιαγγειακής φροντίδας.
Συστήματα Λειτουργίας Θεραπείας αίθουσες επεμβατικής θεραπείας, αίθουσες θεραπείας λευχαιμίας και αίθουσες νεκροψίας για λοιμώδη νοσήματα.
Εργαστηριακά Συστήματα εργαστήρια ειδικών δοκιμών, κλινικά ιατρικά εργαστήρια, εργαστήρια PCR και εργαστήρια βιοεπιστημών, με έμφαση στα συστήματα βιοασφάλειας.
Συστήματα αίθουσας οργάνων χώροι για όργανα ακριβείας.
Συστήματα Δωματίων Απομόνωσης θάλαμοι απομόνωσης αρνητικής πίεσης για αερογενείς ασθένειες, θάλαμοι παρατήρησης και χειρουργεία αρνητικής πίεσης.
Συστήματα Φαρμακείου εξειδικευμένα κέντρα παρασκευής φαρμάκων
Καθαρά Βοηθητικά Δωμάτια αποστειρωμένοι χώροι εφοδιασμού και αποθήκευση ειδών μιας χρήσης.
Μη καθαρά βοηθητικά δωμάτια μολυσμένες αίθουσες επεξεργασίας αποβλήτων και διάδρομοι μολυσμένων υλικών, που απαιτούν έλεγχο της ρύπανσης για την πρόληψη της εξωτερικής μετάδοσης.
Ημι-καθαρές περιοχές αίθουσες αναμονής, αίθουσες θεραπείας, αίθουσες εξετάσεων και διαγνωστικά δωμάτια που χρησιμοποιούν τον τυπικό κλιματισμό νοσοκομείων.
Οι προκλήσεις για την τεχνολογία καθαριότητας στην φαρμακευτική παραγωγή είναι επίσης πρωτοφανείς, ιδιαίτερα μετά την εφαρμογή της GMP. Επί του παρόντος, η Κίνα επιβάλλει την GMP (2010) (κοινώς γνωστή ως Human Drug GMP) και την Διαχείριση Ποιότητας Παραγωγής Κτηνιατρικών Φαρμάκων (2020). Οι καθαροί χώροι αποτελούν πλέον θεμελιώδη απαίτηση για τα φαρμακευτικά εργοστάσια.
Η γενετική μηχανική είναι ένα κρίσιμο μέρος της βιοϊατρικής. Από την επιτυχή μεταφορά γενετικού υλικού από έναν κόκκο στο E. coli το 1973, η ανασυνδυασμένη γενετική τεχνολογία έχει αναπτυχθεί ραγδαία. Δεδομένου του τεράστιου δυναμικού της, η ανάπτυξή της στον νέο αιώνα είναι απεριόριστη. Ωστόσο, ένα σημαντικό μέρος της βιοϊατρικής ενέχει πιθανούς κινδύνους, ιδιαίτερα τον βιολογικό κίνδυνο εξάπλωσης δυνητικά άγνωστων τοξικών μικροοργανισμών. Το περιστατικό του άνθρακα στις Ηνωμένες Πολιτείες και η παγκόσμια επιδημία του SARS αποτελούν παραδείγματα τέτοιων σοβαρών βιολογικών κινδύνων. Αυτά τα γεγονότα αποτελούν προειδοποίηση προς όλους: αυτός ο κίνδυνος θα μπορούσε να επηρεάσει τους πάντες. Για μια χώρα όπως η δική μας με μεγάλο πληθυσμό και διεθνές εμπόριο, τα μικροπεριβάλλοντα κτιρίων που συμμορφώνονται με τους κανόνες βιοασφάλειας είναι απαραίτητα για την πρόληψη επιδημιών, την έρευνα για τα είδη και τα προϊόντα φυτών και ζώων, καθώς και τον έλεγχο των ασθενειών. Υπό την επίδραση της νέας επιδημίας του κορονοϊού, η κατασκευή καθαρών χώρων (εργαστηρίων) βιοασφάλειας στη χώρα μου γνωρίζει πρωτοφανή δυναμική. Ερευνητικά ιδρύματα, νοσοκομεία, κατασκευαστές εμβολίων, υπηρεσίες επιθεώρησης και καραντίνας, υπηρεσίες πρόληψης και ελέγχου ασθενειών ζώων και φυτών και κέντρα ελέγχου ασθενειών σε όλα τα επίπεδα έχουν επείγουσα ανάγκη από εργαστήρια βιοασφάλειας. Σύμφωνα με ελλιπή στατιστικά στοιχεία, οι Ηνωμένες Πολιτείες διαθέτουν 12 από τα εργαστήρια P4 υψηλότερου επιπέδου, ενώ η χώρα μου έχει μόνο δύο. Υπάρχουν πάνω από 1.500 εργαστήρια P3, ενώ η χώρα μου έχει περίπου 80. Εκτός από τη γενετική μηχανική, οι βιοεπιστήμες και ορισμένα έργα αναπαραγωγής στη γεωργία και τη δασοκομία απαιτούν επίσης καθαρά περιβάλλοντα.
Οι βιολογικοί κίνδυνοι ταξινομούνται διεθνώς σύμφωνα με το σύστημα των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας (NIH), κυμαινόμενοι από P1 έως P4 (από το χαμηλότερο έως το υψηλότερο). Οι εγκαταστάσεις που χειρίζονται βιολογικά υλικά σε επίπεδα P3 και P4 πρέπει να εφαρμόζουν μέτρα βιοασφάλειας. Μετά το 1972, οι ΗΠΑ μετέφεραν ορισμένες εγκαταστάσεις από την έρευνα για βιολογικά όπλα στο Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου (NCI) και θέσπισαν ένα ειδικό πρόγραμμα έρευνας για ιούς όγκων για την προώθηση της έρευνας για τον καρκίνο, με τα μέτρα βιοασφάλειας ως ακρογωνιαίο λίθο. Το πρόγραμμα Apollo ανέπτυξε περαιτέρω τις έννοιες της βιοασφάλειας ελέγχοντας τους αστροναύτες που επέστρεφαν από το διάστημα για άγνωστους μικροοργανισμούς. Για την προστασία της ανθρώπινης υγείας και την ανάπτυξη εμβολίων, είναι απαραίτητο να εργαστούμε με βακτήρια και ιούς, ειδικά με εκείνους που αποτελούν σοβαρές απειλές για τους ανθρώπους και τα ζώα. Η έρευνα για σοβαρά και ασυνήθιστα παθογόνα (συμπεριλαμβανομένων των εντόμων-φορέων) πρέπει να διεξάγεται σε καθαρούς χώρους βιοασφάλειας (εργαστήρια) με κατάλληλες εγκαταστάσεις ασφαλείας.
Τα βιολογικά φαρμακευτικά προϊόντα αντιπροσωπεύουν μια νέα κατηγορία φαρμάκων που παρασκευάζονται με βιολογικές διεργασίες. Αυτοί οι βιολογικά ενεργοί παράγοντες πρέπει να παράγονται υπό στείρες συνθήκες και, επειδή συχνά δεν μπορούν να αποστειρωθούν μετά την παραγωγή, ο πλήρης έλεγχος του μικροπεριβάλλοντος καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας είναι απαραίτητος. Ένα σημαντικό μέρος αυτών των προϊόντων απαιτεί επίσης μέτρα βιοασφάλειας. Αυτά τα φάρμακα χρησιμοποιούνται κυρίως για τη θεραπεία σοβαρών ασθενειών όπως ο καρκίνος, οι καρδιαγγειακές και εγκεφαλοαγγειακές παθήσεις, το AIDS και οι γενετικές διαταραχές, οι οποίες είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν με συμβατικές μεθόδους. Η παγκόσμια αγορά βιολογικών φαρμακευτικών προϊόντων διατηρεί έναν μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 12%. Πάνω από το 70% των αμερικανικών εταιρειών βιοτεχνολογίας και περισσότερο από το 50% των ευρωπαϊκών εταιρειών ασχολούνται με την έρευνα και ανάπτυξη ιατρικών βιολογικών προϊόντων. Έτσι, από ορισμένες απόψεις, ο άμεσος αντίκτυπος της βιοτεχνολογίας στην ανθρωπότητα τον 21ο αιώνα μπορεί να ξεπεράσει αυτόν των τσιπ και η ανάπτυξή της είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τον έλεγχο της ρύπανσης και την καθαριότητα του αέρα - τις βασικές λειτουργίες της τεχνολογίας καθαριότητας του αέρα.
EN
AR
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
PT
ES
RU
TL
ID
UK
VI
TH
HU
TR
MS
LA
BN
MN
MY
UZ
KK
