Szybki rozwój nauki i technologii utrudnia przewidywanie stanu świata pod koniec tego stulecia. Jednakże, na podstawie niektórych już widocznych głównych trendów, można dokonać pewnych osądów. Trzy kluczowe dziedziny technologiczne - układy scalone, farmaceutyka i biotechnologia - wraz z powiązanymi technologiami pomieszczeń czystych, stoją w obliczu zarówno szans, jak i wyzwań.

Na dorocznej konferencji Chińskiego Stowarzyszenia Nauki i Technologii w 2001 roku, profesor Chen-Ning Yang wskazał trzy dziedziny, które staną się siłami napędowymi rozwoju technologicznego - trzy główne kierunki strategiczne na następne 30 do 40 lat:

• Powszechne zastosowanie układów scalonych w niemal wszystkim, od budynków i domów po samochody, ludzkie ciało, fabryki i sklepy;

• Szybki postęp w medycynie i farmaceutyce;

• Inżynieria biologiczna.

Produkcja układów scalonych, jeden z trzech kierunków strategicznych, wymaga mikrosrodowiska zapewnionego przez przemysłowe pomieszczenia czyste w technologii czystości powietrza. Medycyna, farmaceutyka i inżynieria biologiczna wymagają biologicznych pomieszczeń czystych, przy czym medycyna i farmaceutyka potrzebują przede wszystkim ogólnych biologicznych pomieszczeń czystych, a inżynieria biologiczna głównie pomieszczeń czystych o wysokim stopniu bezpieczeństwa biologicznego. Jest oczywiste, jak blisko technologia mikrosrodowiska czystych budynków jest związana z tymi trzema kierunkami strategicznymi i dziś staje w obliczu nowych wyzwań z ich strony.

Tempo rozwoju układów scalonych obwodów scalonych jest prawdopodobnie niezrównane przez żadną inną technologię, a gęstość integracji w przybliżeniu czterokrotnie wzrasta co trzy lata. Ze względu na szybki rozwój sztucznej inteligencji, istnieje globalny niedobór układów scalonych, prowadzący do ograniczenia produkcji samochodów z powodu braku układów scalonych dla motoryzacji. Obecnie, układy scalone o precyzji 2 nm są już celem producentów, a produkcja układów scalonych wymaga jeszcze bardziej rygorystycznej kontroli nad wielkością cząstek w środowisku. Niewątpliwie, przemysł elektroniczny nadal dominuje w wymaganiach dotyczących pomieszczeń czystych.

Medycyna i farmaceutyka są ściśle związane z bezpieczeństwem publicznym i zdrowiem. Pierwszym zastosowaniem biologicznego pomieszczenia czystego w medycynie była czysta sala operacyjna zbudowana w Stanach Zjednoczonych w styczniu 1966 roku. Czysta sala operacyjna zastępuje tradycyjne metody dezynfekcji, takie jak światło ultrafioletowe, technologią czystości powietrza, aby umożliwić pełną kontrolę nad zanieczyszczeniami. W takich środowiskach wskaźniki infekcji mogą zostać zredukowane o ponad 90%, znacznie zmniejszając lub eliminując potrzebę stosowania antybiotyków, które mogą szkodzić pacjentom. Na przykład, od 1989 do 1990 roku, Szpital Changzheng w Szanghaju przeprowadził 9 337 operacji klasy I w czystych salach operacyjnych bez ani jednej infekcji. Podobnie, od 1995 do 1996 roku, Szpital 301 w Pekinie zgłosił zero infekcji w 16 427 operacjach klasy I. Według artykułu z 2012 roku w czasopiśmie "Tumor", zapadalność na białaczkę w Chinach wynosiła 5,17 na 100 000, ze wskaźnikiem śmiertelności 3,94 na 100 000. W konsekwencji, leczenie białaczki i rozwój biologicznych pomieszczeń czystych dla takich zabiegów zyskały w Chinach coraz większą uwagę.Chociaż zrozumienie budowy czystych sal operacyjnych i oddziałów hematologicznych klasy 100 początkowo wynikało z doświadczeń międzynarodowych i obserwacji personelu medycznego pracującego za granicą, uznanie, że całe budynki szpitalne wymagają czystości powietrza, w dużej mierze wynikało z doświadczeń krajowych. Po 2003 roku, jedną z najbardziej krytycznych refleksji było to, że w budownictwie szpitalnym budowniczowie i projektanci często skupiali się wyłącznie na "budynku", zaniedbując "jakość powietrza". Niektórzy pracownicy medyczni priorytetowo traktowali transmisję kontaktową nad transmisją aerozolową infekcji dróg oddechowych, mimo że ta ostatnia jest bardziej wybuchowa, powszechna i wymaga niższych dawek zakaźnych, co czyni ją bardziej niebezpieczną. Na przykład:Spożycie 100 milionów bakterii tularemii jest wymagane do zakażenia, podczas gdy wdychanie zaledwie 10–50 może spowodować gorączkę;

Mediana dawki zakaźnej dla wdychanego adenowirusa wynosi zaledwie połowę dawki dla hodowli tkankowych;

• W przypadku riketsji Q fever, zaledwie jedna cząsteczka osadzająca się w drogach oddechowych może spowodować zakażenie;

• Chociaż Pseudomonas aeruginosa był kiedyś uważany za mało prawdopodobny do przenoszenia drogą powietrzną, jego wykrycie w kurzu na sufitach oddziałów oparzeniowych i w powietrzu uwydatniło ryzyko przenoszenia drogą powietrzną;

• Charakterystyka transmisji aerozolowej wirusa SARS sprawiła, że ludzie naprawdę uświadomili sobie znaczenie technologii czystości powietrza w budynkach szpitalnych.

• Można powiedzieć, że budynki szpitalne bez technologii czystości powietrza są przestarzałe. Dlatego nowoczesne planowanie budynków szpitalnych uwzględniające technologię czystości powietrza powinno obejmować:

• Systemy sal operacyjnych: Budowa czystych sal operacyjnych;

Systemy oddziałów: Czyste oddziały dla białaczki, oparzeń, astmy i opieki nad wcześniakami;

• Systemy oddziałów pielęgniarskich: Oddziały intensywnej terapii (OIOM), oddziały transplantacji narządów i oddziały opieki kardiologicznej;Systemy operacji leczniczych: Pokoje do terapii interwencyjnej, pokoje do leczenia białaczki i sale sekcyjne dla chorób zakaźnych;

• Systemy laboratoryjne: Specjalne laboratoria testowe, laboratoria medyczne kliniczne, laboratoria PCR i laboratoria nauk o życiu, ze szczególnym uwzględnieniem systemów bezpieczeństwa biologicznego;Systemy pomieszczeń dla instrumentów: Pomieszczenia dla precyzyjnych instrumentów;

• Systemy pokoi izolacyjnych: Pokoje izolacyjne z ujemnym ciśnieniem dla chorób przenoszonych drogą powietrzną, pokoje obserwacyjne i sale operacyjne z ujemnym ciśnieniem;Systemy apteczne: Specjalistyczne centra przygotowywania leków;

• Czyste pomieszczenia pomocnicze: Pomieszczenia sterylizacji i przechowywania przedmiotów jednorazowych;Nieczyste pomieszczenia pomocnicze: Pomieszczenia do przetwarzania skażonych odpadów i korytarze materiałów skażonych, wymagające kontroli zanieczyszczeń, aby zapobiec transmisji zewnętrznej;

• Obszary półczyste: Poczekalnie, gabinety zabiegowe, gabinety badań i gabinety diagnostyczne wykorzystujące standardową klimatyzację szpitalną.Wyzwania dla technologii czystości w produkcji farmaceutycznej są również bezprecedensowe, zwłaszcza po wdrożeniu GMP. Obecnie Chiny egzekwują GMP (2010) (powszechnie znane jako Human Drug GMP) oraz "Zarządzanie jakością produkcji leków weterynaryjnych" (2020). Pomieszczenia czyste są obecnie podstawowym wymogiem dla fabryk farmaceutycznych.

• 3. Biotechnologia1) Inżynieria genetyczna

• Inżynieria genetyczna jest krytyczną częścią inżynierii biologicznej. Od czasu pomyślnego przeniesienia materiału genetycznego z paciorkowca do E. coli w 1973 roku, technologia rekombinacji genetycznej rozwinęła się gwałtownie. Biorąc pod uwagę jej ogromny potencjał, jej wzrost w nowym stuleciu jest nieograniczony. Jednak znaczna część inżynierii biologicznej wiąże się z potencjalnym ryzykiem, w szczególności z biologicznym niebezpieczeństwem rozprzestrzeniania się potencjalnie nieznanych toksycznych mikroorganizmów. Incydent z wąglikiem w Stanach Zjednoczonych i globalna epidemia SARS są przykładami takich poważnych zagrożeń biologicznych. Te wydarzenia Ostrzeżenie dla wszystkich: to niebezpieczeństwo może dotknąć każdego. Dla kraju takiego jak nasz, z dużą populacją i handlem międzynarodowym, mikrosrodowiska budowlane zgodne z zasadami bezpieczeństwa biologicznego są niezbędne do zapobiegania epidemiom, badań nad gatunkami roślin i zwierząt oraz produktami, a także do kontroli chorób. Pod wpływem epidemii nowego koronawirusa, budowa pomieszczeń czystych (laboratoriów) bezpieczeństwa biologicznego w moim kraju przeżywa bezprecedensowy impet. Instytucje badawcze, szpitale, producenci szczepionek, agencje inspekcji i kwarantanny, agencje zapobiegania i kontroli chorób roślin i zwierząt oraz centra kontroli chorób na wszystkich szczeblach pilnie potrzebują laboratoriów bezpieczeństwa biologicznego. Według niepełnych statystyk, Stany Zjednoczone mają 12 laboratoriów najwyższego poziomu P4, podczas gdy nasz kraj ma tylko dwa; istnieje ponad 1500 laboratoriów P3, podczas gdy nasz kraj ma około 80. Oprócz inżynierii genetycznej, nauki o życiu i niektóre projekty hodowlane w rolnictwie i leśnictwie również wymagają czystego środowiska.2) Poziomy ryzyka biologicznego

• Ryzyka biologiczne są klasyfikowane międzynarodowo zgodnie z systemem National Institutes of Health (NIH), w zakresie od P1 do P4 (od najniższego do najwyższego). Obiekty obsługujące materiały biologiczne na poziomach P3 i P4 muszą wdrażać środki bezpieczeństwa biologicznego. Po 1972 roku Stany Zjednoczone przeniosły niektóre obiekty z badań nad bronią biologiczną do National Cancer Institute (NCI) i ustanowiły specjalny program badań nad wirusami nowotworowymi w celu rozwoju badań nad rakiem, ze środkami bezpieczeństwa biologicznego jako kamieniem węgielnym. Program Apollo dodatkowo rozwinął koncepcje bezpieczeństwa biologicznego, testując astronautów powracających z kosmosu na obecność nieznanych mikroorganizmów. Aby chronić zdrowie ludzkie i opracowywać szczepionki, konieczne jest współdziałanie z bakteriami i wirusami, zwłaszcza tymi, które stanowią poważne zagrożenie dla ludzi i zwierząt gospodarskich. Badania nad ciężkimi i rzadkimi patogenami (w tym owadami wektorowymi) muszą być prowadzone w pomieszczeniach czystych (laboratoriach) bezpieczeństwa biologicznego z odpowiednimi urządzeniami bezpieczeństwa.3) Farmaceutyki biologiczne

• Farmaceutyki biologiczne reprezentują nową klasę leków wytwarzanych przy użyciu procesów biologicznych. Te biologicznie aktywne czynniki muszą być wytwarzane w sterylnych warunkach, a ponieważ często nie można ich sterylizować po produkcji, kontrola mikrosrodowiska w całym procesie jest niezbędna. Znaczna część tych produktów wymaga również środków bezpieczeństwa biologicznego. Leki te są stosowane przede wszystkim w leczeniu poważnych chorób, takich jak rak, choroby sercowo-naczyniowe i mózgowo-naczyniowe, AIDS i zaburzenia genetyczne, które są trudne do rozwiązania za pomocą konwencjonalnych metod. Globalny rynek farmaceutyków biologicznych utrzymuje średni roczny wskaźnik wzrostu na poziomie 12%. Ponad 70% amerykańskich firm biotechnologicznych i ponad 50% europejskich zajmuje się badaniami i rozwojem medycznych produktów biologicznych. Zatem, pod pewnymi względami, bezpośredni wpływ biotechnologii na ludzkość w XXI wieku może przewyższyć wpływ układów scalonych, a jej rozwój jest nierozerwalnie związany z kontrolą zanieczyszczeń i czystością powietrza - głównymi funkcjami technologii czystości powietrza.