Les progrès rapides de la science et de la technologie rendent difficile de prédire l'état du monde d'ici la fin de ce siècle. Cependant, sur la base de certaines tendances majeures déjà évidentes, certains jugements peuvent être portés. Trois domaines technologiques clés — les puces à semi-conducteurs, les produits pharmaceutiques et la biotechnologie — ainsi que leurs technologies de salles blanches associées, sont confrontés à la fois à des opportunités et à 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 moteurs du développement technologique — 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 ;

• Les progrès rapides de la médecine et des produits pharmaceutiques ;

• Le génie biologique.

La production de puces, l'une des trois orientations stratégiques, nécessite un micro-environnement fourni par les salles blanches industrielles en matière de technologie de propreté de l'air. La médecine, les produits pharmaceutiques et le génie biologique nécessitent des salles blanches biologiques, la médecine et les produits pharmaceutiques ayant principalement besoin de salles blanches biologiques générales, et le génie biologique nécessitant principalement des salles blanches de sécurité biologique. Il est évident à quel point la technologie du micro-environnement des bâtiments propres est étroitement liée à ces trois orientations stratégiques, et elle est aujourd'hui confrontée à de nouveaux défis de leur part.

La vitesse de développement des puces à circuits intégrés à 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, il existe une pénurie mondiale de puces, ce qui entraîne une réduction de la production automobile en raison du manque de puces automobiles. Aujourd'hui, les puces de précision 2 nm sont déjà un objectif pour les fabricants, et la production de circuits intégrés de puces nécessite un contrôle encore plus strict des tailles de 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 a été une salle d'opération propre construite aux États-Unis en janvier 1966. Une salle d'opération propre remplace les méthodes de désinfection traditionnelles, telles que la lumière ultraviolette, par la technologie de propreté de l'air pour permettre un contrôle complet de la pollution. Dans de tels environnements, les taux d'infection peuvent être réduits de plus de 90 %, ce qui réduit considérablement ou élimine le besoin d'antibiotiques, qui peuvent nuire aux patients. Par exemple, de 1989 à 1990, l'hôpital Changzheng de Shanghai a pratiqué 9 337 interventions chirurgicales de classe I dans des salles d'opération propres sans une seule infection. De même, de 1995 à 1996, l'hôpital 301 de Pékin a signalé zéro infection lors de 16 427 interventions chirurgicales de classe I. Selon un article de 2012 dans la revue Tumor, l'incidence de la leucémie en Chine était de 5,17 pour 100 000 habitants, avec un taux de mortalité de 3,94 pour 100 000 habitants. Par conséquent, le traitement de la leucémie et le développement de salles blanches biologiques pour de tels traitements ont suscité une attention croissante en Chine.

Bien que la compréhension de la construction de salles d'opération propres et de salles de sang de classe 100 provienne initialement d'expériences internationales et des observations du personnel médical travaillant à l'étranger, la reconnaissance que l'ensemble des bâtiments hospitaliers nécessitent une propreté de l'air est largement issue d'expériences nationales. Après 2003, l'une des réflexions les plus critiques a été que, dans la construction hospitalière, les constructeurs et les concepteurs se sont souvent concentrés uniquement sur le « bâtiment » tout en négligeant la « qualité de l'air ». Certains membres du personnel médical ont privilégié la transmission par contact à la transmission par aérosols 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 de la tularémie est nécessaire pour l'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 ;

• Pour 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 des plafonds des services de brûlés et dans l'air a mis en évidence les risques de transmission aéroportée ;

• Les caractéristiques de transmission par aérosols du virus du SRAS ont permis aux gens de prendre réellement conscience de l'importance de la technologie de propreté de l'air dans les bâtiments hospitaliers.

On peut dire que les bâtiments hospitaliers sans technologie de propreté de l'air sont obsolètes. Par conséquent, la planification moderne des bâtiments hospitaliers intégrant la technologie de propreté de l'air devrait inclure :

• Systèmes de salles d'opération: Construction de salles d'opération propres ;

• Systèmes de salles: Salles propres pour la leucémie, les brûlures, l'asthme et les soins aux nourrissons prématurés ;

• Systèmes d'unités de soins infirmiers: Unités de soins intensifs (USI), unités de transplantation d'organes et unités de soins cardiovasculaires ;

• Systèmes d'opérations 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, avec un accent sur les systèmes de sécurité biologique ;

• Systèmes de salles d'instruments: Salles pour instruments de précision ;

• Systèmes de salles d'isolement: Salles d'isolement à pression négative pour les maladies aéroportées, salles d'observation et salles d'opération à pression négative ;

• Systèmes de pharmacie: Centres spécialisés de préparation de médicaments ;

• Salles auxiliaires propres: Salles d'approvisionnement stériles et stockage d'articles jetables ;

• Salles auxiliaires non propres: Salles 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 standard des hôpitaux.

Les défis pour la technologie de la propreté dans la production pharmaceutique sont également sans précédent, en particulier après la mise en œuvre des BPF. Actuellement, la Chine applique les BPF (2010) (communément appelées BPF des médicaments pour humains) et la 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 du génie biologique. Depuis le transfert réussi de matériel génétique d'un coccus à E. coli en 1973, la technologie génétique recombinante s'est développée rapidement. Compte tenu de son immense potentiel, sa croissance au cours du nouveau siècle est illimitée. Cependant, une part importante du génie biologique implique des risques potentiels, en particulier le danger biologique de la 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 tels dangers biologiques graves. Ces événements Un avertissement à tous : ce danger pourrait affecter tout le monde. Pour un pays comme le nôtre, avec une population importante et des échanges internationaux, les micro-environnements de bâtiments conformes à la sécurité biologique sont essentiels pour la prévention des épidémies, la recherche sur les espèces et les produits végétaux et animaux, et la lutte contre les maladies. Sous l'influence de la nouvelle épidémie de coronavirus, la construction de salles blanches (laboratoires) de sécurité biologique dans mon pays connaît un élan sans précédent. Les établissements de recherche, les hôpitaux, les fabricants de vaccins, les organismes d'inspection et de quarantaine, les organismes 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 sécurité biologique. Selon des statistiques incomplètes, les États-Unis comptent 12 laboratoires P4 de plus haut niveau, tandis que notre pays n'en compte que deux ; il existe plus de 1 500 laboratoires P3, tandis que notre pays en compte environ 80. En plus du génie génétique, les sciences de la vie et certains projets d'élevage en agriculture et en foresterie nécessitent également des environnements propres.

Les risques biologiques sont classés internationalement selon le système des National Institutes of Health (NIH), allant de P1 à P4 (du plus bas au plus élevé). Les installations manipulant des matières biologiques aux niveaux P3 et P4 doivent mettre en œuvre des mesures de sécurité biologique. Après 1972, les États-Unis ont transféré certaines installations de la recherche sur les armes biologiques à l'Institut national du cancer (NCI) et ont mis en place un programme spécial de recherche sur les virus tumoraux pour faire progresser la recherche sur le cancer, avec des mesures de sécurité biologique comme pierre angulaire. Le programme Apollo a développé davantage les concepts de sécurité biologique en testant les astronautes revenant de l'espace pour détecter des micro-organismes inconnus. Pour préserver la santé humaine et développer des vaccins, il est nécessaire de travailler avec des bactéries et des virus, en particulier ceux qui constituent de graves menaces pour les humains et le bétail. La recherche sur les agents pathogènes graves et peu courants (y compris les insectes vecteurs) doit être menée dans des salles blanches (laboratoires) de sécurité biologique dotées d'installations de sécurité appropriées.

Les produits pharmaceutiques biologiques représentent une nouvelle classe de médicaments fabriqués à l'aide de procédés biologiques. Ces agents biologiquement actifs doivent être produits dans des conditions stériles, et comme ils ne peuvent souvent pas être stérilisés après la production, le contrôle complet du micro-environnement du processus est essentiel. Une part importante de ces produits nécessite également des mesures de sécurité biologique. Ces médicaments sont principalement utilisés pour traiter des maladies majeures telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires, le sida et les troubles génétiques, qui sont difficiles à traiter avec 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 de la biotechnologie sur l'humanité au XXIe siècle pourrait surpasser celui des puces, et son développement est indissociable du contrôle de la pollution et de la propreté de l'air — les fonctions centrales de la technologie de propreté de l'air.