«Ассоциация  инженеров  по  контролю  микрозагрязнений»  (АСИНКОМ)
АСИНКОМ. Чистые помещения. Технология чистоты. Правила GMP. Основы GMP Чистые помещения Производство стерильных лекарственных средств Основы GMP
Выбор языка: EnglishRussian

Технология чистых помещений: взгляд в будущее
Доктор Ганс Г. Шихт, Швейцария

Доктор Ганс Г. Шихт (Hans H. Schiht) окончил Швейцарский федеральный институт технологии, Цюрих, инженер-механик и химик. Более 20 лет занимал инженерные и руководящие должности на фирмах, связанных с промышленным кондиционированием воздуха и техникой чистых помещений в Швейцарии и за ее пределами. С 1991 г. – независимый консультант в области техники чистых помещений и контроля загрязнений. Автор многочисленных статей по контролю загрязнений, руководитель семинаров и лектор во многих странах. Представитель Швейцарии в ИСО/ТК 209 и СЕН/ТК 243, занимающихся стандартизацией по чистым помещениям в мире и Европе. В 1994-2004 гг. выполнял функции исполнительного секретаря Швейцарского общества по контролю загрязнений (SRRT). Является председателем Международной конфедерации обществ по контролю загрязнений (ICCCS) в 1988 – 1990 гг. и президентом SRRT в 1987 – 1994 гг., член Института наук и технологии окружающей среды (IEST, США), почетный член Бразильского общества по контролю загрязнений (SBCC) и один из наиболее известных специалистов в области чистых помещений.
     Перевод публикации в журнале Renhets Teknik, 2:2006.

Техника чистых помещений – ключ к решению задач, технологии микро – и наносистем, находящихся на грани между настоящим и будущим. К этим новым областям относятся микроэлектроника и связанные с нею отрасли, фармацевтическая промышленность, биотехнология, производство медицинских изделий и космическая промышленность.

Для новых высоких технологий будущего характерны:

  • инженерная реализация экзотических физических и биологических явлений;
  • возрастающая роль сверхтонких структур вплоть до молекулярного и атомного уровней;
  • создание и использование материалов и технологических сред высшей чистоты;
  • расширяющееся и углубляющееся использование возможностей биотехнологии.

Роль техники чистых помещений в решении этих задач состоит в борьбе с частицами и микроорганизмами и, во все возрастающей степени, – с посторонними газовыми включениями в воздухе.

Технологенная цивилизация не может существовать без техники чистых помещений.

Было бы неправильным связывать технику чистых помещений только с наиболее современными технологиями. Она находит все более широкие области применения в промышленности: автомобилестроении, производстве пластмасс, продуктов питания, розливе напитков и космической промышленности. И это лишь краткий перечень. Чистые помещения необходимы в больницах и при проведении научных исследований.

К настоящему времени мировой объем выпуска продукции ушел далеко за отметку 1000 млдр. (1 триллион) Евро в год. Можно без преувеличения сказать, что наша технологическая цивилизация с высоко развитой международной кооперацией и расширяющимися возможностями не может существовать без чистых помещений.

Не смотря на столь широкое применение, техника чистых помещений остается специализированной областью с объемом производства до 11,6 млрд. долларов. Сюда входит все, что относится к чистым помещениям (конструкции, инженерные системы, запасные части, расходные материалы, одежда, обслуживающие системы).

Устойчивый рост реализации продукции, производимой в чистых помещениях, не обязательно связан с аналогичным ростом производств, вложений в сами чистые помещения и рабочие места. В этом плане применение чистых помещений варьируется очень широко.

Существуют три характеристики инвестиционного процесса:

  • цикличность;
  • потребность в больших первоначальных вложениях для производства нового продукта и динамика инвестиций, которые могут прекращаться или резко сокращаться при насыщении рынка;
  • наличие сфер применения с устойчивым ростом в течение длительного времени и, следовательно, постоянным ростом мощности.

Тот, кто хочет занять ведущую роль в прорыве на рынке новых видов продукции, должен быть готов к резкому расширению мощности в течение короткого периода времени. Примером такой продукции является прорыв в производстве плоских экранов. Рост их реализации составляет 100 млрд. долларов в год и в текущем году достигнет 500 млрд. долларов.

В отличии от микросхем экраны имеют большие размеры. Для их производства могут потребоваться здания, занимающие несколько гектаров, а требования к чистоте воздуха в помещениях сравнимы с требованиями электронной промышленности.

Техника чистых помещений и науки о жизни

Отрасли науки и промышленности, связанные с жизнью людей, являются вторым по величине потребителем чистых помещений. Однако характер инвестиций в них существенно отличается. Основными потребителями являются фармацевтическая и биотехнологическая промышленность и производство медицинских изделий.

Эти отрасли связаны в значительной степени со старением населения и ростом потребности в соответствующих продуктах. 75 % лекарственных средств потребляют люди в возрасте старше 65 лет. Мир движется в сторону увеличения продолжительности жизни, и это дает основу для постоянного роста инвестиций.

В прошлом техника чистых помещений была связана почти полностью со стерильным производством. Но теперь, порой в несколько специфических формах, она становится все более важным звеном в цепи мер по обеспечению безопасности при производстве активных субстанций в химической и биотехнологической отраслях, а также при производстве нестерильных лекарственных средств. Расширяется применение техники чистых помещений в индивидуальном приготовлении лекарственных средств по рецептам и производстве малых объемов лекарственных средств в больничных аптеках.

Перспективы развития новых рынков

Новые рынки для чистых помещений могут появиться на стыке разных технологий, микро- и нано-систем, находящихся на пределе возможностей микроэлектроники и микромеханики. Они, повидимому, относятся к наиболее перспективным направлениям. Некоторые структуры имеют настолько малые размеры, что, с учетом квантового эффекта, технология может выйти за пределы традиционной физики. Это направление может открыть совершенно новые перспективы в разработке продукции и ее применении. Индикатором того, что может прийти, являются миниатюрные сенсоры и микроинструменты, уже появившиеся на рынке. Они дали основу для прорыва в области малоинвазийной хирургии, которая является новым шагом в хирургическом лечении и позволяет сократить время пребывания больных в стационаре.

Согласно прогнозу McIlvane рост потребности в чистых помещениях при производстве микро-электромеханических систем составит 45 % в год. Благодаря широкому диапазону возможных областей применения, технология микро- и наносистем является областью, в которой не скоро наступит традиционный для инвестирования циклический период с насыщениями рынка.

Микроэлектроника: частиц не должно быть

Микроэлектроника была и остается движущей силой развития требования к чистоте. Переход от силиконовых пластин с диаметром 200 мм и технологическим размером элементов 0,1 мкм к пластинам с диаметром 300 мм и технологическим размером 0,065 мкм в значительной степени совершен. Большинство строящихся производств пластин ориентированы на новый уровень технологии. Ожидается появление пластин с еще меньшим технологическим размером элементов и диаметром 400 мм.

Для техники чистых помещений это означает, что время, когда в воздухе могли быть частицы, прошло. Их наличие не совместимо с высокотехнологичными микроструктурами. Опасностью номер один является молекулярное загрязнение. В настоящее время риск загрязнений в полупроводниковом производстве связан с:

  • эффектом окисления, вызываемом мономолекулярными слоями оксидов на подложке;
  • загрязнением примесей в концентрациях ppb (часть на миллиард), например находящихся в воздухе молекул бора.

Это заставляет переносить процессы в инертную среду или в условиях глубокого вакуума. При этом необходимо использование SMIF- технологии.

Изолирующая технология: тенденция или тупик

Изолирующая технология в фармацевтической промышленности аналогична миниокружениям в электронике.

В последние годы ее использование в производстве лекарственных средств резко возросло, причем не только в количественном выражении, но и географически. Европа была лидером в течение длительного периода времени, но с 2000 г. более высокий темп внедрения производственных линий, защищенных изоляторами, стал приходиться на Северную Америку.

Перспективы внедрения изолирующих технологий в мировом масштабе зависят, вероятно, от возможности производителей установок наполнения существенно снизить чувствительность процесса наполнения к остановкам. До тех пор, пока ручные вмешательства в процесс будут более или менее частыми, уровень стерильности будет ограничен. Даже там, где персонал одевается и ведет себя в соответствии с требованиями к нахождению в чистых помещениях, он является сильным источником распространения микроорганизмов (работы Ljungqvist и Reinmuller).

Если вмешательство персонала в технологический процесс практически полностью исключено за счет комплексной автоматизации и других технических мер, то триумфальное шествие изоляторов может быть необратимым. Ведущие эксперты в этой области убеждены, что к 2010 г. изолирующие технологии будут на всех новых предприятиях. Если отпадает необходимость вмешательства человека в процесс, то в асептическом производстве станет более близкой цель полного предотвращения микробного загрязнения через воздух или контакт.

Сможем ли мы тогда поднять требования к асептическому производству до уровня стерильных процессов?

Международная стандартизация: мир становится менее хаотичным

Развитие стандартизации в ближайшие годы предсказать легче, чем перспективы инвестиций. Это объясняется тем, что стандартизация значительно меньше подвержена колебаниям. Немногим более, чем за 10 лет произошел переход о национальной стандартизации к международным стандартам по чистым помещениям. Эта работа проводится в рамках ИСО – Международной организации по стандартизации, при активной поддержке CTN – Европейского комитета по стандартизации. Признанный в мире комплекс стандартов по чистым помещениям включает восемь действующих стандартов и два проекта. Они охватывают наиболее важные вопросы, связанные с проектированием, строительством, приемкой, испытаниями и эксплуатацией чистых помещений и их инфраструктуры. Эти стандарты будут регулярно пересматриваться, и будут добавляться новые темы.

Соответствие нормативным требованиям

К сожалению, прорыв к глобальной гармонизации в области требований GMP, предъявляемых надзорными органами, который можно было бы сравнить со стандартизацией ИСО по технологии чистоты, все еще является добрым пожеланием. По-прежнему доминируют национальные и региональные нормы, которые являются барьерами в торговле.

Международную гармонизацию в этой области могут проводить:

  • Международная организация по стандартизации ИСО, располагающая комплексом стандартов ИСО 9000 общего содержания, и ИСО 13485 как их развитием для медицинских изделий;
  • Pharmaceutical Inspection Convention, PIC и ее обновленная форма Pharmaceutical Inspection Cooperation Scheme, PIC/S;
  • The International Conference on Harmonization of Technical Requirements of Pharmaceuticals for Human Use, ICH.

В недавнем прошлом ICH было издано руководство по GMP для активных фармацевтических субстанций, которое принято в Европейском Союзе, Японии и FDA. Это первый хороший шаг в нужном направлении.

Следует ли ожидать появления в обозримом будущем международного гармонизированного руководства по GMP для готовых лекарственных средств?

Лишь верхушка айсберга

Рассмотренные выше тенденции и шаги в развитии – только верхушка айсберга. Ясно одно: будущее чистых помещений связано с интересными решениями и возможностями.

Благодарность

  1. McIlvaine R.: $ 11 billion cleanroom hardware and consumables market in 2009. E-mail circular dated 24 January 2006, The McIlvaine Company, Northfield IL/USA.
  2. Reinmiller Berit, Ljungqvist B.: Modern cleanroom clothing systems – people as a contamination source. PDA Journal of Parenteral Science and Technology 57 (2003) 2, 114-125
Россия,  127299,  Москва,  ул. Клары Цеткин,  4,  офис 219, «АСИНКОМ»
Тел:  (495)777-72-31, Тел/факс:  (495)787-03-12
WWW:  www.asincom-group.ru|www.asincom.info|E-mail:  mail@asincom.info
Ресурс: www.asincom-group.ru – только чистые помещения, правила и сертификат GMP, ICCCS. Разработка стандартов - направление деятельности АСИНКОМ: стандарты ИСО по чистым помещениям, стандарты по промышленной чистоте, стандарты технологии чистоты, стандарты по фильтрам очистки воздуха, стандарты по чистоте сжатого воздуха, стандарты по чистым помещениям и другие. Чистые производственные помещения в микроэлектронике и контролируемые среды. Производство и контроль качества лекарственных средств. Асинком ICCCS Чистые помещения Сертификат GMP GMP Эксплуатация чистых помещений Международная конференция Технология чистоты Чистые помещения в микроэлектронике Стандарты технологии чистоты Проектирование чистых помещений Правила производства лекарственных средств Чистые помещения и контролируемые среды Чистые помещения контроль Аттестация чистых помещений Чистые производственные помещения Стандарты ИСО по чистым помещениям Стандарты ИСО по чистым помещениям Стандарты по промышленной чистоте Стандарты по фильтрам очистки воздуха Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений Стандарты по чистоте сжатого воздуха Каталог