El rápido avance de la ciencia y la tecnología dificulta predecir el estado del mundo a fines de este siglo. Sin embargo, según algunas tendencias importantes ya evidentes, se pueden hacer ciertos juicios. Tres campos tecnológicos clave: chips semiconductores, productos farmacéuticos y biotecnología) junto con sus tecnologías de sala limpia asociadas, enfrentan oportunidades y desafíos.

En la conferencia anual de 2001 de la Asociación de Ciencia y Tecnología de China, el profesor Chen-Anning Yang señaló tres campos que se convertirían en las fuerzas impulsoras del desarrollo tecnológico, las tres principales direcciones estratégicas durante los próximos 30 a 40 años:

• La aplicación generalizada de chips en casi todo, desde edificios y hogares hasta automóviles, el cuerpo humano, las fábricas y las tiendas;

• Avances rápidos en medicina y productos farmacéuticos;

• Bioingeniería.

La producción de chips, una de las tres direcciones estratégicas, requiere un microambiente proporcionado por salas limpias industriales en tecnología de limpieza de aire. La medicina, los productos farmacéuticos y la bioingeniería requieren salas limpias biológicas, con medicina y productos farmacéuticos principalmente que necesitan salas limpias biológicas generales, y la bioingeniería que requiere principalmente salas limpias de bioseguridad. Es evidente cómo la tecnología de microambient de construcción de construcción está relacionada con estas tres direcciones estratégicas, y hoy enfrenta nuevos desafíos de ellos.

La velocidad de desarrollo de los chips de circuito integrados de semiconductores es probable que sea inigualable por cualquier otra tecnología, con una densidad de integración cuadruplica aproximadamente cada tres años. Debido al rápido avance de la inteligencia artificial, existe una escasez global de chips, lo que lleva a una producción reducida de automóviles debido a la falta de chips automotrices. Hoy en día, los chips de precisión de 2 nm ya son un objetivo para los fabricantes, y la producción de circuitos integrados de chip requiere un control aún más estricto sobre los tamaños de partículas ambientales. Sin lugar a dudas, la industria electrónica continúa dominando los requisitos para las salas limpias.

La medicina y los productos farmacéuticos están estrechamente relacionados con la seguridad pública y la salud. La primera aplicación de una sala de limpieza biológica en medicina fue una sala de operaciones limpia construida en los Estados Unidos en enero de 1966. Una sala de operaciones limpia reemplaza los métodos de desinfección tradicionales, como la luz ultravioleta, con tecnología de limpieza de aire para permitir el control de la contaminación de procesos completos. En tales entornos, las tasas de infección pueden reducirse en más del 90%, reduciendo o eliminando significativamente la necesidad de antibióticos, lo que puede dañar a los pacientes. Por ejemplo, de 1989 a 1990, el Hospital Shanghai Changzheng realizó 9,337 cirugías de clase I en quirófanos sin una sola infección. Del mismo modo, de 1995 a 1996, el Hospital Beijing 301 informó infecciones cero en 16,427 cirugías de clase I. Según un artículo de 2012 en la revistaTumor, la incidencia de leucemia en China fue de 5.17 por 100,000, con una tasa de mortalidad de 3.94 por 100,000. En consecuencia, el tratamiento de la leucemia y el desarrollo de salas limpias biológicas para tales tratamientos han ganado una atención cada vez mayor en China.

Si bien la comprensión de la construcción de salas de operaciones limpias y las salas de sangre de Clase 100 inicialmente provenían de experiencias internacionales y las observaciones del personal médico que trabaja en el extranjero, el reconocimiento de que los edificios de hospital enteros requieren limpieza de aire se han derivado en gran medida de las experiencias domésticas. Después de 2003, una de las reflexiones más críticas ha sido que, en la construcción del hospital, los constructores y diseñadores a menudo se centran únicamente en el "edificio" al tiempo que descuida la "calidad del aire". Algunos empleados médicos priorizan la transmisión de contacto sobre la transmisión de infecciones respiratorias de aerosol, a pesar de que este último es más explosivo, generalizado y requiere dosis infecciosas más bajas, lo que lo hace más peligroso. Por ejemplo:

• Se requiere una ingestión de 100 millones de bacterias de tularemia para la infección, mientras que inhalar solo 10-50 puede causar fiebre;

• La mediana de la dosis infecciosa para el adenovirus inhalado es solo la mitad de la del cultivo de tejidos;

• Para Q Fever Rickettsia, solo una partícula que se asiente en el tracto respiratorio puede causar infección;

• Aunque Pseudomonas aeruginosa alguna vez se consideró poco probable que transmitiera a través del aire, su detección de polvo en los techos de la sala de quemaduras y en el aire ha resaltado los riesgos de transmisión en el aire;

• Las características de transmisión de aerosol del virus SARS han hecho que las personas sean realmente conscientes de la importancia de la tecnología de limpieza del aire en los edificios del hospital.

Se puede decir que los edificios hospitalarios sin tecnología de limpieza de aire están desactualizados. Por lo tanto, la planificación moderna del edificio del hospital que incorpora la tecnología de limpieza del aire debe incluir:

• Sistemas de sala de operaciones: Construcción de salas de operaciones limpias;

• Sistemas de barrio: Salas limpias para leucemia, quemaduras, asma y cuidado infantil prematuro;

• Sistemas de unidades de enfermería: Unidades de cuidados intensivos (UCI), unidades de trasplante de órganos y unidades de atención cardiovascular;

• Sistemas de operación de tratamiento: Salas de terapia intervencionistas, salas de tratamiento de leucemia y salas de autopsia para enfermedades infecciosas;

• Sistemas de laboratorio: Laboratorios de pruebas especiales, laboratorios médicos clínicos, laboratorios de PCR y laboratorios de ciencias de la vida, con énfasis en los sistemas de bioseguridad;

• Sistemas de sala de instrumentos: Habitaciones para instrumentos de precisión;

• Sistemas de sala de aislamiento: Salas de aislamiento de presión negativa para enfermedades en el aire, salas de observación y salas de operaciones de presión negativa;

• Sistemas de farmacia: Centros de preparación de medicamentos especializados;

• Habitaciones auxiliares limpias: Salas de suministro estériles y almacenamiento de artículos desechables;

• Habitaciones auxiliares no climáticas: Salas de procesamiento de desechos contaminados y corredores de materiales contaminados, que requieren control de la contaminación para evitar la transmisión externa;

• Áreas semicleanas: Salas de espera, salas de tratamiento, salas de examen y salas de diagnóstico utilizando aire acondicionado hospitalario estándar.

Los desafíos para la tecnología de limpieza en la producción farmacéutica tampoco tienen precedentes, particularmente después de la implementación de GMP. Actualmente, China aplica GMP (2010) (comúnmente conocido como GMP de drogas humanas) y elManejo de calidad de producción de medicamentos veterinarios(2020). Las salas limpias ahora son un requisito fundamental para las fábricas farmacéuticas.

La ingeniería genética es una parte crítica de la bioingeniería. Desde la transferencia exitosa de material genético de un coccus a E. coli en 1973, la tecnología genética recombinante se ha desarrollado rápidamente. Dado su inmenso potencial, su crecimiento en el nuevo siglo es ilimitado. Sin embargo, una porción significativa de la bioingeniería implica riesgos potenciales, particularmente el peligro biológico de propagar microorganismos tóxicos potencialmente desconocidos. El incidente de ántrax en los Estados Unidos y el brote global de SARS son ejemplos de peligros biológicos tan graves. Estos eventos son una advertencia para todos: este peligro podría afectar a todos. Para un país como el nuestro con una gran población y comercio internacional, los microambientes de construcción que cumplen con la bioseguridad son esenciales para la prevención de la epidemia, la investigación sobre especies y productos de plantas y animales, y el control de enfermedades. Bajo la influencia de la nueva epidemia de coronavirus, la construcción de salas limpias de bioseguridad (laboratorios) en mi país está experimentando un impulso sin precedentes. Las instituciones de investigación, los hospitales, los fabricantes de vacunas, las agencias de inspección y cuarentena, las agencias de prevención y control de enfermedades animales y vegetales, y los centros de control de enfermedades en todos los niveles tienen una necesidad urgente de laboratorios de bioseguridad. Según estadísticas incompletas, Estados Unidos tiene 12 de los laboratorios P4 de más alto nivel, mientras que mi país solo tiene dos; Hay más de 1.500 laboratorios P3, mientras que mi país tiene aproximadamente 80. Además de la ingeniería genética, las ciencias de la vida y ciertos proyectos de reproducción en agricultura y silvicultura también requieren entornos limpios.

Los riesgos biológicos se clasifican internacionalmente de acuerdo con el sistema de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), que van desde P1 hasta P4 (más bajo a más alto). Las instalaciones que manejan materiales biológicos en los niveles de P3 y P4 deben implementar medidas de bioseguridad. Después de 1972, Estados Unidos cambió algunas instalaciones de la investigación de armas biológicas al Instituto Nacional del Cáncer (NCI) y estableció un programa especial de investigación del virus tumoral para avanzar en la investigación del cáncer, con medidas de bioseguridad como piedra angular. El programa Apolo desarrolló conceptos de bioseguridad al probar los astronautas que regresan del espacio para microorganismos desconocidos. Para salvaguardar la salud humana y desarrollar vacunas, es necesario trabajar con bacterias y virus, especialmente aquellos que representan serias amenazas para los humanos y el ganado. La investigación sobre patógenos severos y poco comunes (incluidos los insectos vectoriales) debe realizarse en salas limpias de bioseguridad (laboratorios) con instalaciones de seguridad apropiadas.

Los productos farmacéuticos biológicos representan una nueva clase de medicamentos fabricados utilizando procesos biológicos. Estos agentes biológicamente activos deben producirse en condiciones estériles, y dado que a menudo no pueden ser esterilizados después de la producción, el control microambiente de procesamiento completo es esencial. Una parte significativa de estos productos también requiere medidas de bioseguridad. Estos medicamentos se utilizan principalmente para tratar enfermedades importantes como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, el SIDA y los trastornos genéticos, que son difíciles de abordar con los métodos convencionales. El mercado global de productos farmacéuticos biológicos mantiene una tasa de crecimiento anual promedio del 12%. Más del 70% de las compañías de biotecnología estadounidenses y más del 50% de las europeas se dedican a la investigación y el desarrollo de productos biológicos médicos. Por lo tanto, en algunos aspectos, el impacto directo de la biotecnología en la humanidad en el siglo XXI puede superar el de los chips, y su desarrollo es inseparable del control de la contaminación y la limpieza del aire: las funciones centrales de la tecnología de limpieza de aire.