Sự tiến bộ nhanh chóng của khoa học và công nghệ khiến việc dự đoán tình hình thế giới vào cuối thế kỷ này trở nên khó khăn. Tuy nhiên, dựa trên một số xu hướng chính đã rõ ràng, chúng ta có thể đưa ra một số đánh giá nhất định. Ba 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 đang phải đối mặt với cả cơ hội lẫn thách thức.
Tại Hội nghị thường niên năm 2001 của Hiệp hội Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Giáo sư Dương Chấn Ninh đã chỉ ra ba lĩnh vực sẽ trở thành động lực thúc đẩy phát triển công nghệ - ba hướng chiến lược chính trong 30 đến 40 năm tới:
Việc ứng dụng rộng rãi chip vào hầu hết mọi thứ, từ tòa nhà và nhà ở đến ô tô, cơ thể con người, nhà máy và cửa hàng;
Những 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. Y học, dược phẩm và kỹ thuật sinh học đòi hỏi các phòng sạch sinh học, trong đó y học và dược phẩm chủ yếu cần các phòng sạch sinh học tổng quát, còn kỹ thuật sinh học chủ yếu cần các phòng sạch an toàn sinh học. Rõ ràng là công nghệ môi trường vi mô của tòa nhà sạch có liên quan chặt chẽ đến ba hướng chiến lược này, và ngày nay nó đang phải đối mặt với những thách thức mới từ chúng.
Tốc độ phát triển của chip mạch tích hợp bán dẫn có lẽ là chưa từng có công nghệ nào sánh kịp, với mật độ tích hợp tăng gấp bốn lần sau mỗi ba năm. Do sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo, tình trạng thiếu hụt chip toàn cầu đang diễn ra, dẫn đến sản lượng ô tô giảm do thiếu hụt chip. Ngày nay, chip chính xác 2nm đã là mục tiêu của các nhà sản xuất, và việc sản xuất mạch tích hợp chip đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ hơn nữa đối với kích thước hạt trong môi trường. Không còn nghi ngờ gì nữa, ngành công nghiệp điện tử vẫn tiếp tục thống trị các yêu cầu về phòng sạch.
Y học và dược phẩm có liên quan mật thiết đến an toàn và sức khỏe cộng đồng. Ứng dụng đầu tiên của phòng sạch sinh học trong y học là một phòng phẫu thuật sạch được xây dựng tại Hoa Kỳ vào tháng 1 năm 1966. Phòng phẫu thuật sạch thay thế các phương pháp khử trùng truyền thống, chẳng hạn như tia cực tím, bằng công nghệ làm sạch không khí để kiểm soát ô nhiễm toàn bộ quy trình. Trong môi trường như vậy, tỷ lệ nhiễm trùng có thể giảm hơn 90%, giảm đáng kể hoặc loại bỏ nhu cầu sử dụng kháng sinh, vốn có thể gây hại cho bệnh nhân. Ví dụ, từ năm 1989 đến năm 1990, Bệnh viện Trường Chinh Thượng Hải đã thực hiện 9.337 ca phẫu thuật loại I trong phòng phẫu thuật sạch mà không có một ca nhiễm trùng nào. Tương tự, từ năm 1995 đến năm 1996, Bệnh viện 301 Bắc Kinh báo cáo không có ca nhiễm trùng nào trong 16.427 ca phẫu thuật loại I. Theo một bài báo năm 2012 trên tạp chí U tỷ lệ mắc bệnh bạch cầu ở Trung Quốc là 5,17 trên 100.000 người, với tỷ lệ tử vong là 3,94 trên 100.000 người. Do đó, việc điều trị bệnh bạch cầu và phát triển phòng sạch sinh học cho các phương pháp điều trị này đã ngày càng được quan tâm tại Trung Quốc.
Mặc dù nhận thức về việc xây dựng phòng phẫu thuật sạch và các khoa truyền máu đạt chuẩn Class 100 ban đầu xuất phát từ kinh nghiệm quốc tế và quan sát của đội ngũ y tế làm việc ở nước ngoài, nhưng việc công nhận toàn bộ tòa nhà bệnh viện cần có không khí sạch phần lớn xuất phát từ kinh nghiệm trong nước. Sau năm 2003, một trong những phản ánh quan trọng nhất là, trong xây dựng bệnh viện, các nhà thầu và nhà thiết kế thường chỉ tập trung vào "tòa nhà" mà bỏ qua "chất lượng không khí". Một số nhân viên y tế ưu tiên lây truyền qua tiếp xúc hơn là lây truyền qua khí dung của các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp, mặc dù lây truyền qua khí dung dễ bùng phát hơn, lan rộng hơn và đòi hỏi liều lượng lây nhiễm thấp hơn, khiến nó trở nên nguy hiểm hơn. Ví dụ:
Phải nuốt 100 triệu vi khuẩn gây bệnh tularemia mới có thể gây nhiễm trùng, trong khi chỉ hít phải 10–50 vi khuẩn có thể gây sốt;
Liều lây nhiễm trung bình của adenovirus hít phải chỉ bằng một nửa liều lây nhiễm của nuôi cấy mô;
Đối với bệnh sốt Q do rickettsia, chỉ cần một hạt lắng đọng trong đường hô hấp cũng có thể gây nhiễm trùng;
Mặc dù Pseudomonas aeruginosa từng được coi là không có khả năng lây truyền qua không khí, nhưng việc phát hiện vi khuẩn này trong bụi trên trần phòng bỏng và trong không khí đã làm nổi bật nguy cơ lây truyền qua không khí;
Đặc tính lây truyền qua khí dung của virus SARS đã khiến 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. Do đó, quy hoạch xây dựng bệnh viện hiện đại tích hợp công nghệ làm sạch không khí nên bao gồm:
Hệ thống phòng phẫu thuật : Xây dựng phòng phẫu thuật sạch;
Hệ thống phường : Khu vực sạch sẽ dành cho bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu, bỏng, hen suyễn và chăm sóc trẻ sinh non;
Hệ thống đơn vị điều dưỡng : Các đơn vị chăm sóc đặc biệt (ICU), đơn vị ghép tạng và đơn vị chăm sóc tim mạch;
Hệ thống vận hành xử lý : Phòng điều trị can thiệp, phòng điều trị bệnh bạch cầu và phòng khám nghiệm tử thi các bệnh truyền nhiễm;
Hệ thống phòng thí nghiệm : Phòng xét nghiệm đặc biệt, phòng xét nghiệm y tế lâm sàng, phòng xét nghiệm PCR và phòng xét nghiệm khoa học sự sống, tập trung vào hệ thống an toàn sinh học;
Hệ thống phòng dụng cụ : Phòng chứa dụng cụ chính xác;
Hệ thống phòng cách ly : Phòng cách ly áp suất âm dành cho các bệnh lây truyền qua không khí, phòng quan sát và phòng phẫu thuật áp suất âm;
Hệ thống nhà thuốc : Các trung tâm pha chế thuốc chuyên khoa;
Phòng phụ trợ sạch sẽ : Phòng cung cấp vô trùng và kho lưu trữ đồ dùng một lần;
Phòng phụ trợ không sạch sẽ : 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 ra bên ngoài;
Khu vực bán sạch : Phòng chờ, phòng điều trị, phòng khám và phòng chẩn đoán sử dụng hệ thống điều hòa không khí tiêu chuẩn của bệnh viện.
Những thách thức đối với công nghệ sạch trong sản xuất dược phẩm cũng chưa từng có, đặc biệt là sau khi áp dụng GMP. Hiện nay, Trung Quốc đang thực thi GMP (2010) (thường được gọi là GMP thuốc dành cho người) và Quản lý chất lượng sản xuất thuốc thú y (2020). Phòng sạch hiện là yêu cầu cơ bản đối với các nhà máy dược phẩm.
Kỹ thuật di truyền là một phần quan trọng của kỹ thuật sinh học. Kể từ khi chuyển thành công vật liệu di truyền từ cầu khuẩn sang E. coli vào năm 1973, công nghệ di truyền tái tổ hợp đã phát triển nhanh chóng. Với tiềm năng to lớn, sự phát triển của nó trong thế kỷ mới là vô hạn. Tuy nhiên, một phần đáng kể của kỹ thuật sinh học tiềm ẩn những rủi ro, đặc biệt là nguy cơ sinh học từ việc lây lan các vi sinh vật độc hại tiềm ẩn chưa được biết đến. Sự cố bệnh than 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 lời 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 đông dân và có thương mại quốc tế như nước ta, các vi môi trường xây dựng tuân thủ an toàn sinh học là điều cần thiết cho việc phòng ngừa dịch bệnh, nghiên cứu các loài và sản phẩm thực vật, cũng như kiểm soát dịch bệnh. Dưới ảnh hưởng của đại dịch virus corona mới, việc xây dựng các phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) ở nước tôi đang có đà phát triển chưa từng có. Các viện nghiên cứu, bệnh viện, nhà sản xuất vắc-xin, cơ quan kiểm tra và kiểm dịch, cơ quan phòng chống dịch bệnh động thực vật, và các trung tâm kiểm soát dịch bệnh ở mọi cấp độ đều rất cần các phòng thí nghiệm an toàn sinh học. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, 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 chỉ có khoảng 80. Ngoài kỹ thuật di truyền, khoa học sự sống và một số dự án nhân giống trong nông nghiệp và lâm nghiệp cũng yêu cầu môi trường sạch.
Rủi ro sinh học được phân loại trên phạm vi quốc tế theo hệ thống Viện Y tế Quốc gia (NIH), từ P1 đến P4 (thấp 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 học. Sau năm 1972, Hoa Kỳ đã chuyển một số cơ sở khỏi nghiên cứu vũ khí sinh học sang 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 thư, với các biện pháp an toàn sinh học là nền tảng. Chương trình Apollo đã phát triển thêm các khái niệm an toàn sinh học bằng cách xét nghiệm các phi hành gia trở về từ không gian để tìm các vi sinh vật chưa biết. Để bảo vệ sức khỏe con người và phát triển vắc-xin, cần phải làm việc với vi khuẩn và vi-rút, đặc biệt là những vi khuẩn và vi-rút gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với con người và vật nuôi. Nghiên cứu về các mầm bệnh nghiêm trọng và không phổ biến (bao gồm côn trùng trung gian) phải được tiến hành trong phòng sạch an toàn sinh học (phòng thí nghiệm) có cơ sở an toàn phù hợp.
Dược phẩm sinh học là một loại thuốc mới được sản xuất bằng quy trình sinh học. Các tác nhân hoạt tính sinh học này phải được sản xuất trong điều kiện vô trùng, và vì chúng thường không thể được khử trùng sau khi sản xuất, nên việc kiểm soát vi môi trường toàn bộ quy trình là điều cần thiết. Một phần đáng kể các sản phẩm này cũng yêu cầu các biện pháp an toàn sinh học. Các loại thuốc này chủ yếu được sử dụng để điều trị các bệnh chính như ung thư, bệnh tim mạch và mạch máu não, AIDS và các rối loạn di truyền, vốn khó điều trị bằng các phương pháp thông thường. Thị trường dược phẩm sinh học toàn cầu duy trì tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 12%. Hơn 70% các công ty công nghệ sinh học của Hoa Kỳ và hơn 50% các công ty châu Âu đang tham gia vào nghiên cứu và phát triển các sản phẩm y sinh. Do đó, ở một số khía cạnh, tác động trực tiếp của công nghệ sinh học đối với nhân loại trong thế kỷ 21 có thể vượt qua tác động của chip, và sự phát triển của nó không thể tách rời khỏi việc kiểm soát ô nhiễm và làm sạch không khí - các chức năng cốt lõi của công nghệ làm sạch không khí.
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
