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Les progrès rapides de la science et de la technologie rendent difficile toute prévision de l'état du monde d'ici la fin du siècle. Cependant, certaines tendances majeures déjà évidentes permettent de formuler certaines hypothèses. Trois domaines technologiques clés – les puces semi-conductrices, l'industrie pharmaceutique et la biotechnologie – ainsi que les technologies de salles blanches qui leur sont associées, présentent à la fois des opportunités et des défis.
Lors de la conférence annuelle de 2001 de l'Association chinoise pour la science et la technologie, le professeur Chen-Ning Yang a souligné trois domaines qui deviendraient les forces motrices du développement technologique, soit les trois grandes orientations stratégiques pour les 30 à 40 prochaines années :
L’application généralisée des puces dans presque tout, des bâtiments et des maisons aux voitures, au corps humain, aux usines et aux magasins ;
Progrès rapides dans la médecine et les produits pharmaceutiques ;
Bio-ingénierie.
La production de puces électroniques, l'une des trois orientations stratégiques, nécessite un microenvironnement assuré par des salles blanches industrielles dédiées à la propreté de l'air. La médecine, la pharmacie et la bio-ingénierie requièrent des salles blanches biologiques. Ces deux secteurs requièrent principalement des salles blanches biologiques générales, tandis que la bio-ingénierie requiert principalement des salles blanches de biosécurité. Il est évident que la technologie du microenvironnement des bâtiments propres est étroitement liée à ces trois orientations stratégiques, et elle est aujourd'hui confrontée à de nouveaux défis.
La vitesse de développement des puces de circuits intégrés semi-conducteurs est probablement inégalée par toute autre technologie, la densité d'intégration quadruplant environ tous les trois ans. En raison des progrès rapides de l'intelligence artificielle, on observe une pénurie mondiale de puces, ce qui entraîne une baisse de la production automobile. Aujourd'hui, les puces de précision 2 nm constituent déjà un objectif pour les fabricants, et la production de circuits intégrés exige un contrôle encore plus strict de la taille des particules environnementales. Il ne fait aucun doute que l'industrie électronique continue de dominer les exigences en matière de salles blanches.
La médecine et les produits pharmaceutiques sont étroitement liés à la sécurité et à la santé publiques. La première application d'une salle blanche biologique en médecine fut un bloc opératoire propre construit aux États-Unis en janvier 1966. Un bloc opératoire propre remplace les méthodes de désinfection traditionnelles, comme les rayons ultraviolets, par une technologie de purification de l'air permettant un contrôle complet de la pollution. Dans de tels environnements, les taux d'infection peuvent être réduits de plus de 90 %, réduisant considérablement, voire éliminant, le recours aux antibiotiques, potentiellement nocifs pour les patients. Par exemple, de 1989 à 1990, l'hôpital Changzheng de Shanghai a pratiqué 9 337 interventions chirurgicales de classe I dans des blocs opératoires propres sans une seule infection. De même, de 1995 à 1996, l'hôpital 301 de Pékin n'a signalé aucune infection pour 16 427 interventions chirurgicales de classe I. Selon un article de 2012 paru dans la revue Tumeur , l'incidence de la leucémie en Chine était de 5,17 pour 100 000, avec un taux de mortalité de 3,94 pour 100 000. Par conséquent, le traitement de la leucémie et le développement de salles blanches biologiques pour ces traitements ont suscité une attention croissante en Chine.
Si la compréhension de la nécessité de construire des blocs opératoires propres et des salles de transfusion sanguine de classe 100 est initialement issue d'expériences internationales et des observations du personnel médical travaillant à l'étranger, la reconnaissance de la nécessité d'une qualité de l'air optimale pour les bâtiments hospitaliers est largement issue d'expériences nationales. Après 2003, l'une des réflexions les plus importantes a été que, dans la construction d'hôpitaux, les constructeurs et les concepteurs se concentraient souvent uniquement sur le « bâtiment », négligeant la « qualité de l'air ». Certains membres du personnel médical ont privilégié la transmission par contact à la transmission par aérosol des infections respiratoires, même si cette dernière est plus explosive, plus répandue et nécessite des doses infectieuses plus faibles, ce qui la rend plus dangereuse. Par exemple :
L’ingestion de 100 millions de bactéries tularémiques est nécessaire pour provoquer une infection, tandis que l’inhalation de seulement 10 à 50 peut provoquer de la fièvre ;
La dose infectieuse médiane pour l’adénovirus inhalé n’est que la moitié de celle de la culture tissulaire ;
Dans le cas de la rickettsie de la fièvre Q, une seule particule se déposant dans les voies respiratoires peut provoquer une infection ;
Bien que Pseudomonas aeruginosa ait été autrefois considéré comme peu susceptible de se transmettre par voie aérienne, sa détection dans la poussière sur les plafonds des salles de brûlés et dans l’air a mis en évidence les risques de transmission aérienne ;
Les caractéristiques de transmission par aérosol du virus du SRAS ont véritablement sensibilisé les gens à l’importance de la technologie de purification de l’air dans les bâtiments hospitaliers.
On peut affirmer que les bâtiments hospitaliers dépourvus de technologies de purification de l'air sont obsolètes. Par conséquent, la planification des bâtiments hospitaliers modernes intégrant ces technologies devrait inclure :
Systèmes de salle d'opération : Construction de salles d'opération propres ;
Systèmes de services :Services propres pour la leucémie, les brûlures, l’asthme et les soins aux prématurés ;
Systèmes d'unités de soins infirmiers :Unités de soins intensifs (USI), unités de transplantation d’organes et unités de soins cardiovasculaires ;
Systèmes d'exploitation de traitement : Salles de thérapie interventionnelle, salles de traitement de la leucémie et salles d’autopsie pour les maladies infectieuses ;
Systèmes de laboratoire :Laboratoires d’essais spéciaux, laboratoires médicaux cliniques, laboratoires PCR et laboratoires de sciences de la vie, mettant l’accent sur les systèmes de biosécurité ;
Systèmes de salle d'instruments :Chambres pour instruments de précision ;
Systèmes de salles d'isolement :Chambres d’isolement à pression négative pour les maladies transmises par l’air, salles d’observation et salles d’opération à pression négative ;
Systèmes de pharmacie :Centres spécialisés de préparation de médicaments;
Nettoyer les locaux auxiliaires : Salles de stockage de fournitures stériles et d'articles jetables ;
Pièces auxiliaires non propres :Chambres de traitement des déchets contaminés et couloirs de matériaux contaminés, nécessitant un contrôle de la pollution pour empêcher la transmission externe ;
Zones semi-propres :Salles d'attente, salles de traitement, salles d'examen et salles de diagnostic utilisant la climatisation hospitalière standard.
Les défis posés par les technologies de propreté dans la production pharmaceutique sont également sans précédent, notamment après la mise en œuvre des BPF. Actuellement, la Chine applique les BPF (2010) (communément appelées BPF pour les médicaments à usage humain) et les Gestion de la qualité de la production de médicaments vétérinaires (2020). Les salles blanches sont désormais une exigence fondamentale pour les usines pharmaceutiques.
Le génie génétique est un élément essentiel de la bio-ingénierie. Depuis le transfert réussi de matériel génétique d'un coccus à E. coli en 1973, la technologie génétique recombinante a connu un développement rapide. Compte tenu de son immense potentiel, sa croissance au cours du nouveau siècle est sans limite. Cependant, une part importante de la bio-ingénierie comporte des risques potentiels, notamment le danger biologique de propagation de micro-organismes toxiques potentiellement inconnus. L'incident de l'anthrax aux États-Unis et l'épidémie mondiale de SRAS sont des exemples de ces graves dangers biologiques. Ces événements constituent un avertissement à tous : ce danger pourrait affecter tout le monde. Pour un pays comme le nôtre, doté d'une population importante et d'un commerce international, des micro-environnements de bâtiments conformes aux normes de biosécurité sont essentiels à la prévention des épidémies, à la recherche sur les espèces et produits végétaux et animaux, et au contrôle des maladies. Sous l'influence de l'épidémie du nouveau coronavirus, la construction de salles blanches de biosécurité (laboratoires) dans mon pays connaît un essor sans précédent. Les instituts de recherche, les hôpitaux, les fabricants de vaccins, les agences d'inspection et de quarantaine, les agences de prévention et de contrôle des maladies animales et végétales, et les centres de contrôle des maladies à tous les niveaux ont un besoin urgent de laboratoires de biosécurité. Selon des statistiques incomplètes, les États-Unis comptent 12 laboratoires P4 de haut niveau, tandis que mon pays n’en compte que deux ; il existe plus de 1 500 laboratoires P3, tandis que mon pays en compte environ 80. Outre le génie génétique, les sciences de la vie et certains projets de sélection dans l’agriculture et la foresterie nécessitent également des environnements propres.
Les risques biologiques sont classés au niveau international selon le système des National Institutes of Health (NIH), de P1 à P4 (du plus faible au plus élevé). Les installations manipulant des matières biologiques de niveaux P3 et P4 doivent mettre en œuvre des mesures de biosécurité. Après 1972, les États-Unis ont transféré certaines installations de recherche sur les armes biologiques au National Cancer Institute (NCI) et ont mis en place un programme spécial de recherche sur les virus tumoraux pour faire progresser la recherche sur le cancer, dont les mesures de biosécurité constituent la pierre angulaire. Le programme Apollo a approfondi les concepts de biosécurité en testant des astronautes revenant de l'espace pour détecter des micro-organismes inconnus. Pour protéger la santé humaine et développer des vaccins, il est nécessaire de travailler avec des bactéries et des virus, en particulier ceux qui représentent une menace sérieuse pour les humains et le bétail. La recherche sur les agents pathogènes graves et rares (y compris les insectes vecteurs) doit être menée dans des salles blanches de biosécurité (laboratoires) dotées d'installations de sécurité appropriées.
Les produits pharmaceutiques biologiques représentent une nouvelle classe de médicaments fabriqués par des procédés biologiques. Ces agents biologiquement actifs doivent être produits dans des conditions stériles et, comme ils ne peuvent souvent pas être stérilisés après production, un contrôle complet du microenvironnement est essentiel. Une part importante de ces produits nécessite également des mesures de biosécurité. Ces médicaments sont principalement utilisés pour traiter des maladies graves telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires, le sida et les maladies génétiques, difficiles à traiter par les méthodes conventionnelles. Le marché mondial des produits pharmaceutiques biologiques maintient un taux de croissance annuel moyen de 12 %. Plus de 70 % des entreprises de biotechnologie américaines et plus de 50 % des entreprises européennes sont engagées dans la recherche et le développement de produits biologiques médicaux. Ainsi, à certains égards, l'impact direct des biotechnologies sur l'humanité au XXIe siècle pourrait surpasser celui des puces, et leur développement est indissociable de la lutte contre la pollution et de la purification de l'air, fonctions essentielles des technologies de purification de l'air.
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