تاریخچه اولین اتاق تمیز ( The  History of Clean Room ) در جهان به یک بیمارستان باز میگردد،  لُرد لیستر(Lord Lister  ) کسی بود که باکتری ها را باعث عفونت زخم های جراحی دانست و فهمید که پاک کردن محیط اتاق عمل از باکتری ها می تواند از این عفونت جلوگیری کند که این امر پایه ای برای اولین اتاق تمیز شد. در همه ۱۸۶۰ لیستر با استفاده از محلول ضدعفونی کنند اسید کربنیک که باکتری ها را از بین میبرد توانست آلودگی های عفونی را در اتاق عملش در بیمارستان رویال به طور باورنکردنی کاهش دهد. او با اسپری کردن این محلول بر روی زخم بیمار و در هوای اتاق جراحی برای از بین بردن باکتری های معلق در هوا تلاش میکرد.

لرد لیستر با روش ضدعفونی کردن یعنی کشتن باکتری هایی که وارد زخم میشوند و یا بروی وسایل جراحی و دستان جراح می نشینند، توانست عفونت های خونی را کاهش دهد. اما “مک ون” که یکی از دستیاران لیستر بود و تکنیک های لیستر را در امر ضدعفونی کردن توسعه داد، پیشنهاد کرد که به جای این کار از ورود باکتری ها به زخم جلوگیری شود. برای رسیدن به این هدف جوشاندن وسایل و بانداژ پیشنهاد شد و جراحان و پرستاران دستشان را به دقت می شستند که باکتری های موجود را از بین ببرند. تا سال ۱۹۰۰ میلادی دستکش ها، ماسک ها و روپوش های جراحی پیشنهاد شدند که قبل از جراحی با بخار، استریل می شدند. این روش ها پایه تکنیک های اتاق تمیزی است که امروزه استفاده میشود.

تصویر۱- یک گروه از جراحان و اسپری بخار لیستر

هر چند در اتاق های عمل قدیمی، روش های کنترل آلودگی شبیه به اتاق های تمیز پیشرفته امروزی داشته اند اما مهمترین تفاوت آن ها تاثیر مثبت تهویه با هوای فیلتر شده می باشد. سیستم تهویه مطبوع در بیمارستان ها تا دهه ۱۹۴۰ به ندرت استفاده می شد و اگر هم مورد استفاده قرار می گرفت بیشتر برای راحتی و آسایش بوده است تا کنترل آلودگی. بعد از جنگ جهانی دوم سال ۱۹۴۵ میلادی، بود که از تهویه در بیمارستان ها جهت کنترل آلودگی استفاده شد. در طول جنگ و بعد از آن نمونه ای از باکتری ها معلق کشف شد و تهویه اتاق ها و دینامیک ذرات معلق مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین این واقعیت مورد تایید قرارگرفت که انسان سرچشمه ذرات و باکتری های معلق است که از طریق پوست پخش میشود. لباس های پشمی با بافت های باز تاثیر کمی در کاهش پخش آن دارند و در نتیجه پارچه هایی با بافت تنگ مورد نیاز بودند.

در سال ۱۹۶۰ “بلوزر” و “کرو” تلاش کردند تا یک اتاق تمیز با یک جریانی پیستونی رو به پایین هوا طراحی کنند که هوا از فیلتر های توزیع کننده ای که تمام سقف را پوشانده بودند خارج می شد، اما بدلیل حرارت ناشی از افراد، وجود لامپ های موجود در اتاق عمل و نیز سرعت کم دمیده شده، ایجاد یک جریان هوای مستقیم مناسب را غیرممکن ساخت.

این اتفاق در آن زمان رخ داد که پروفسور “چارلی” با کمک از سیستم تهویه مطبوع ” هاوراث”، تصمیم به تکامل سیستم تهویه اتاق عمل خود در بیمارستان رایگتینتون در نزدیکی منچستر انگلستان گرفت، چارلی یک پیشتاز در امر جراحی باز بود. او یک اتاق عمل ساخته بود که در آن مفاصل آسیب دیده را با یک پلاستیک یا فلز مصنوعی ترمیم می کرد. جراحی های اولیه او تقریبا ۱۰ درصد ایجاد عفونت می کرد.

اتاق عمل با تجهیزات در سال ۱۸۹۰

 این مشکل بزرگی بود و او برای مقابلع با آن چندین تدبیر پیشگیرانه اندیشید. با استفاده از اطلاعات علمی آن زمان او و هاوارث تلاش کردند که کارایی جریان پیستونی رو به پایین هوا را افزایش دهند. سیستم تهویه مطبوع چارلی و هاوارث حجم هوایی به کار رفته را افزایش داد و سپس با استفاده از پیشرفت های طراحی و اطلاعات عملی بدست آمده از کار بروی سیستم جریان آرام (مستقیم) در آمریکا و دیگر کشورها، کاملتر شد. او دریافت که پیشرفت های صورت گرفته در اتاق عملش، در نوع پارچه ، طراحی لباس، باکتری های معلق را به مقدار زیادی کاهش داده است. این تکنیک ها باعث کاهش عفونت از حدود ۱۰ درصد در سال ۱۹۵۹ وقتی سیستم تهویه اتاق عمل ضعیف بود به کمتر از ۱ درصد در سال ۱۹۷۰ وقتی سیستم تهویه مطبوع پیشرفته گردید، شد.

در صنعت نیز پیشرفت های مشابهی صورت گرفت. توسعه و تکامل اولین اتاق تمیز جهت کارهای صنعتی در زمان جنگ جهانی دوم شروع شد که بیشتر برای افزایش و قابلیت وسایل و تجهیزات مورد استفاده در هواپیما ها، تانک ها و جنگ افزارها به کار میرفت. آنها برای این کار باید درجه تمیزی محیط های تولید را افزایش می دادند.

تفکر حاکم در یک اتاق تولید محصولات دارویی این بود که آنجا باید به وسیله مقدار زیادی از ضدعفونی کننده ها از هرگونه میکروارگانیزم خالی نگاه داشته شود. دیوارها برای نیل به این هدف معمولا کاشی کاری شده و کف جهت پاک کردن و ضدعفونی ها، موزاییک شده و دارای راه آب و زهکشی می باشد. پرسنل همانند آنچه که در آن زمان در اتاق های عمل استفاده می شد، لباس های پنبه ای می پوشیدند و محیط های تعویض لباس، اگر وجود داشتند، بسیار مهم بودند.

استفاده از شکافت هسته ای همزمان با تحقیقات در زمینه سلاح های شیمیایی و میکروبی که در طول سال های ۱۹۴۵ – ۱۹۳۹ انجام شد، جهت تولید فیلتر هپا هوای با بازده بالا ( HEPA Filter ) که برای گرفتن آلودگی های رادیو اکتیوی و میکروبی خطرناک ضروری بودند، نیروی محرک مناسبی بود. قابلیت های این فیلترها اجازه داد که اتاق های تمیز به هوای بسیار تمیز مجهز شوند و به درجات پایینی از آلودگی ذرات دسترسی پیدا شود. بین سالهای ۱۹۵۵ و اوایل دهه ۱۹۶۹ اتاق هایی با حجم زیادی از هوای کاملا فیلتر شده و مجهز به پخش کننده های سقفی ساخته شد. در اوایل دهه ۱۹۵۰ شرکت وست الکتریک در ساخت قطعاتی از ژیروسکوپ های خود با مشکل مواجعه گردید. حدود ۹۹ عدد از ۱۰۰ ژیروسکوپ آنها مرجوع شد. مشکل از گرد وغبار تشخیص داده شد. آنها تصمیم گرفتند که اتاق تولید، خالی از هرگونه گرد و غباری ساخته شود و این اتاق توسط AC Corporation  طراحی و در سال ۱۹۵۵ ساخته شد. این باید اولین اتاق تمیز صنعتی باشد که تمام معیارهای اساسی یک اتاق تمیز در طراحی و ساخت آن مورد توجه قرار گرفته است.

اولین اتاق تمیز صنعتی در شرکت شرکت وست الکتریک – کارگران درحال ساخت ژیروسکوپ

پرسنل لباس های پارچه ای ساخته شده از مواد ترکیبی همراه با کلاه می پوشیدند. آنها همچنین برای عوض کردن لباس های خود اتاقی به نام Locker Room  داشتند. مصالح ساختمانی طوری انتخاب شد که راحتتر تمیز شوند و کمترین آلودگی را داشته باشند و قالب وسایل روشنایی جهت کاهش توده های گرد و غبار هم سطح سقف شدند. هوای تهویه شده به وسیله فیلترهای هپا که توانایی پاک کردن ذرات با قطر ۰.۳ میکرومتر با بازده ۹۹.۹۵% را داشتند، فیلتر می شد.

نقطه عطف در تاریخ اتاق تمیز اختراع مفهوم تهویه جریان مستقیم یا جریان آرام در آزمایشگاه سندیا در سال ۱۹۶۱ بود. این تلاش یک تیم بود اما باید “مایلز وایت فیلد” را عامل اصلی آن دانست. اتاق ساخته شده توسط تیم او کوچک بود. عرض ۶ft  ، طول ۱۰ft ، ارتفاع ۷ft  او بجای هوای استفاده شده به وسیله پخش کننده های سقفی و حرکت آن در جهت های نامنظم، در اتاق از یک مجموعه فیلتر های HEPA  استفاده کرد. این امر تضمین میکرد که هوا در یک مسیر مستقیم از فیلترها به میان اتاق آمده و از کف اتاق خارج می شود.

مایلز وایت فیلد در کنار اتاق تمیز با جریان مستقیم ( لامینار فلو )

مایلز وایت فیلد در داخل اتاق تمیز با جریان مستقیم (لامینار فلو)

منبع مقاله:  Cleanroom Technology: Fundamentals of Design, Testing and Operation |  By W. Whyte | ترجمه علی اصغر صفری فرد