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屏障环境动物实验室的构建探析

来源:原创论文网 添加时间:2021-11-10

  摘    要: 随着科学研究水平的提高,对实验动物质量的要求也相应提高。SPF(无特定病原体)实验动物是当今生命科学研究中受到广泛认可的实验动物,而屏障环境动物实验室是维持其质量水平的前提条件,是保证获得科学性、准确性及可重复性的试验结果的基础。本文介绍了屏障环境设施建设、管理制度与操作规程建设以及屏障环境设施管理等内容,供同行们参考。

  关键词 :    屏障环境:动物实验室:建设及管理,

  在生命科学研究领域中,实验动物是生命科学的基础和重要的支撑条件之一[1]。除了如何保障和提高实验动物质量,进而保障以实验动物为材料的生命科学研究结果的科学性、可靠性及可重复性之外,建设与高质量的实验动物匹配的屏障环境动物实验室、加强实验动物的科学管理,建立完善的实验动物管理体系尤为迫切和重要[2,3,4,5]。建设好屏障环境动物实验室并制定一套质量较高的符合工作实际的规章制度有利于指导动物实验更科学、高效、合理的进行,有力的促进科研工作的有序开展,能保障动物实验平台正常运行。

  为满足教学与科研对屏障环境动物实验设施的需求,学校对现有建筑进行了相应改造,经行业专家现场检测、评审,达到了《中华人民共和国实验动物管理条例》及屏障环境动物实验室的国家标准,顺利获得了《实验动物使用许可证》,并正式投入运行,在此过程中,获得了一些屏障环境动物实验室建设和管理的心得,本文将分别就屏障环境设施建设、管理制度与操作规程建设以及屏障环境设施管理等三个方面进行介绍,供同行们参考。

  1 、设施建设

  1.1、 建筑概况

  屏障环境设施包括:4楼大/小鼠动物实验室280m 2,5楼大/小鼠动物实验室346m 2,2层合计共626m 2(含实验室净化区域及辅助用房),建筑层高3.4m。

  1.2、 工艺布置

  4~5层SPF级环境设施布置相类似,实验区的人员出入口、洁物入口、污物出口分开设置,避免交叉污染。以4楼为例,实验区按双走廊式布局,主要功能房间包括:寄养室4间、实验室1间、检疫/寄养1间及相关辅助房间(洁净走廊、污物走廊、洁库、更鞋/一更、二更、洗消间、值班室、空调机房等),面积约280m 2。屏障环境区墙面、吊顶全部采用轻质净化彩钢板、净化专用配套铝型材,地面采用PVC地板,门采用专用密闭净化门(带观察窗)。系统还配备有:不锈钢洗消池、脉动真空高温蒸汽灭菌器、空压机、传递窗、渡槽、不锈钢实验工作台、大/小鼠通用笼架、压差表、温湿度表等各功能工艺设备。
 

屏障环境动物实验室的构建探析
 

  1.3 、设计参数

  温度:20~26℃;日温差:4℃;相对湿度:40%~70%;换气次数:15次;压差梯度:10~50Pa;空气洁净度:7级;菌落数:≤3个/皿;氨浓度:≦4m g/m 3;噪声:≤60d B;最低工作照度:150lx;动物照度:20lx;昼夜明暗交替时间12/12h。

  1.4 、通风空调系统

  系统采用全送全排的全新风空调系统,室外新风经初效、中效、高效3级过滤送入房间。顶送+侧下排的气流组织方式,高效过滤送风口设于房间顶部,门铰式单层百叶排风口设于室内侧墙下部距地150mm处,确保工作区处于洁净气流形成的主流区。屏障环境的送、排风机均采用一用一备,组合式净化送风机组功能段包括:进风段、初效过滤段、送风机段(双风机,一用一备)、均流段、中效过滤段、表冷/加热段、再热段、加湿段、出风段;净化排风机组功能段:进风段、初效过滤段、活性炭过滤段、排风机段(双风机,一用一备)。整个大楼采用6台风冷热泵机组提供冷热源。

  1.5 、控制系统

  空调自控系统采用先进的可编程控制器对各洁净用房的温湿度、压差进行控制,控制系统能对机组运行情况及各级过滤网的堵塞情况进行监控,在控制室设监控站,数据上传至互联网,可通过电脑、手机远程监控。

  1.6 、电器

  SPF级动物实验室通风系统、应急照明按二级负荷供电,学校提供稳定的双电源供电。插座、照明分别由不同的回路供电,均为单相三线制。洁净区内工作照明灯具均为LED洁净灯,吸顶式安装;其他区域根据吊顶方式选择节能灯具。紫外杀菌灯及动物照度采用集中控制及就近开关双重控制,配置一套远程时间控制系统。其中:寄养间设置动物照度灯,昼夜12h/12h转换;净化区域及洗消间配置紫外线杀菌,设置开关时间及定时调节。

  1.7 、弱电系统

  通信系统:内线电话系统可便于动物房的工作人员与外界进行及时沟通。通信主机设置于值班室内,在洁库、洁净走廊、污物走廊、洗消间、设电话分机,满足工作人员之间的通讯要求。网络系统:实验室工作台处设网络接口,网络设于总值班室。

  监控系统:在各寄养间、实验室、洁净走廊、实验区出入口等房间设彩色带红外线半球网络摄像机。在值班室设置硬盘录像机及监视器,进行实时监控。采用动态监控系统,对监控区实时监控,监视录像,自动保存在电脑的硬盘上,硬盘容量采用2TB,动态视频数据存储7d以上。

  门禁系统:动物房及各实验区主出入口设门禁机,刷卡密码一体。记录进出实验室人员信息。

  2、 管理制度与操作规程的建设

  屏障环境设施建设的同时,开展相关管理制度与操作规程的建设,因为屏障环境设施的良好运行,必须有一整套科学、完整且实用的管理制度和操作规程为之提供保障[6]。

  2.1 、管理制度建设

  1)明确各岗位责任人的相应职责:包括学部主任、学部办公室主任、动物实验室管理人员、设施维护人员、仪器设备管理人员、实验动物饲养人员、采购人员、高压灭菌人员、值班人员、设施进入口管理人员等维持实验设施正常运行的所有岗位人员的岗位职责。

  2)屏障环境动物实验室相关管理制度:高标准的屏障环境动物实验室,必须制定一系列科学可行、切实有效的管理制度和操作规程,方能保证实验室能达到屏障环境的设施要求,与高质量的SPF级实验动物相匹配,并在运行过程中维持屏障环境的设施标准,保障动物实验的正常进行[7,8,9]。

  主要有以下具体的管理制度:实验人员使用动物实验室管理制度;外来实验人员上岗培训与考核制度;学部人员上岗培训与考核制度;工作人员健康体检管理制度;实验动物购买、验收、使用管理制度;饲料采购、储存管理制度;垫料采购、储存管理制度;笼器具采购、保管与使用管理制度;药品(麻醉)、消毒液、清洁剂、杀虫剂采购与管理制度;仪器设备管理制度;实验动物尸体及废弃物处理制度;实验动物福利与伦理审查制度;实验动物福利保障制度等一系列的管理制度,为维持屏障环境动物实验室的正常运转,保障动物实验的顺利进行,提供了可靠的制度保障。

  3)为应对可能出现的突发事件,制定了相应的预案,包括:《实验动物重大突发事件应急预案》《实验动物设施突发紧急事件应对预案》《实验动物疫情应急预案》等。

  2.2 、操作规程建设

  为规范管理、实验人员的相关操作,维持屏障环境处于良好的达标状态,保障相关仪器设备处于良好的运行状态,十分必要也必须为屏障环境设施启用前的准备工作、相关的操作及相应的消毒处理等一系列的措施制定标准的操作规程[10]:屏障环境动物实验设施启用运行操作规程;人员进出屏障环境标准操作规程;动物进出屏障环境标准操作规程;物品消毒、进出屏障环境标准操作规程;屏障环境实验动物接收、检疫操作规程;患病、濒死及死亡动物检验检查和处理操作规程;笼器具、饮水瓶、隔离服、工作鞋清洗操作规程;空气过滤器的保养与更换操作规程;传递窗使用操作规程;紫外消毒传递间使用操作规程;高温高压灭菌器使用操作规程;大、小鼠饲养管理操作规程;设施内环境清洁、消毒灭菌操作规程;设施外环境防鼠、防虫操作规程;常用化学消毒剂的配制和使用操作规程等。

  3 、屏障环境动物实验室管理

  标准化的屏障环境动物实验室建成和制定好齐备的管理制度及操作规程后,能否维持设施处于良好的运行状态,关键在于使用动物实验室的相关人员的执行力,屏障环境动物实验室的管理,实验人员必须严格地、不打折扣地按照制定的管理制度和操作规程进行相应的操作,才能有效保证设施的良好运行[11]。

  3.1 、人员的培训

  包括对维持设施正常运行的日常管理人员及使用屏障环境动物实验室的实验操作人员的培训。

  3.1.1、 屏障环境动物实验室管理人员

  这些人员的特点是工作岗位相对稳定,基本属于本部门在编的教学实验人员,主要从事教学、实验管理、仪器设备的操作及维修保养、动物的饲养及试验操作等工作。因此,这些人员除了按照国家规定要求具备相应的基本资质,如:身体健康符合行业要求、持有实验动物从业人员上岗证书等之外,还应根据各岗位要求进行有针对性的专业培训,以熟练掌握与岗位职责相对应的知识技能,为达成此目标,本部门主要采取了以下具体的举措:(1)每年派出人员参加国内实验动物行业相关机构举办的岗位技能或管理培训;参加实验动物科技交流会议,如中国实验动物年会、中南六省实验动物科技交流会、北京实验动物科学国际论坛等会议,通过培训、会议交流,学习同行先进的操作或管理经验;(2)派出相关岗位的管理人员到兄弟院校观摩学习管理经验,或邀请行内专家进行学术讲座,增进与兄弟院校的交流与合作。

  3.1.2、 使用屏障环境动物实验室的相关人员

  这部分人员主要包括:学校生命科学领域及附属医院的科研人员以及研究生等,特点是进出屏障环境设施频繁,他们是否能够严格按照相关规定在屏障环境设施进行动物实验,将直接关系屏障环境设施能否良好运行,因此,要十分重视对这部分人员的培训[12]:(1)组织实验动物领域专家根据屏障环境设施的特点有针对地准备培训内容,除了理论知识的培训内容(涉及实验动物和动物实验的,应遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定,使用合格实验动物,在合格设施内进行动物实验,保证实验过程合法,实验结果真实、有效,并通过实验动物福利和伦理审查),还准备了专家示范的屏障设施内操作的整个流程的视频教学内容,最后,屏障环境设施的管理责任人还将带领培训人员进入屏障环境设施实地示范一遍,力求让参加培训的人员最大限度地熟悉屏障环境设施内的操作流程[13]。整个培训结束后,进行结业考试,考试合格人员,发给屏障环境设施门禁卡,仅限本人使用,不得借用,如有违反,将终止其使用资格;(2)实验人员在动物实验开展前,须按照本部门制定的一系列管理制度签订相关协议,如:实验动物申购单、动物实验委托饲养申请表、实验动物福利伦理审查申请表等,

  3.2 、屏障环境设施的维持

  1)屏障设施的维持由本部门的正式职工承担,设施管理人员严格按照相关制度和操作规程进行,包括:高温高压消毒锅操作,进入屏障设施的物品的清洗及消毒,空气净化过滤器的清洗及更换,按照《实验动物环境及设施》(GB14925—2010)监控室内温湿度、压差及氨浓度监测等在内的日常工作并作好相应数据的登记[14],发现问题及时上报,联系专业公司尽快解决问题。

  2)除了本部门自繁自养的实验动物可以直接进入屏障环境实验室进行饲养、实验外,其他外购的实验动物必须满足SPF级质量要求[15],而且到达学部之后要按要求进行严格检疫,合格后方可进入到屏障环境实验室进行饲养、实验。

  3)平时做好实验动物的抽检和环境的自检工作:按照《实验动物微生物学等级及监测》(GB14922.2—2011),依靠当地实验室进行监测,这有利于资源共享[16,17],做好屏障环境动物实验室内寄养的实验动物、室内环境的自检工作,一年一次。

  4)在整个动物实验周期中,实验人员必须严格按照本部门制定的管理制度、操作规程规范自己的相关操作,维护好屏障环境设施的正常运行。

  5)实验过程中,要注重实验动物福利伦理[18]。

  3.3、 实验后的管理

  1)在实验结束后,要对实验动物进行“安乐死”,不允许粗暴处死实验动物;

  2)处死后的实验动物不得随意丢弃,须用锡箔纸或塑料袋包装好放入专门的冷库,进行统一焚烧处理。

  3)实验人员在结束实验后,必须做好实验台的清理、消毒工作,然后按照规定路线离开屏障环境设施,并按规定分别放置帽子、口罩、手套及无菌衣、鞋套等。

  4 、结语

  当今世界,实验动物已被视为实现科技进步、促进经济发展、保障人口健康的基础性支撑要素,在生物医药、工业、农业、环保、国防军事等领域凸显着不可替代和不可或缺的重要作用[19]。我国生命科学领域的快速发展对实验动物提出了更高的要求,随着科学研究水平的提高,对实验动物的质量要求也相应提高,这在重新修订的《实验动物微生物检测等级国家标准》中有充分体现[3]。高质量的实验动物才能保证科学研究所获得的实验结果的科学性、准确性和可重复性。而质量标准化的实验动物,离不开标准化屏障环境设施提供的保障,屏障环境的正常运行离不开科学化的严格管理,两者相辅相成。

  在今后屏障环境的运行实践中,将继续完善屏障环境运行的管理内容,以维持屏障设施处于良好的运行状态,为高校的生命科学研究提供一个动物实验的公共服务平台,保障实验结果的准确性及可重复性,助推高校科研水平的提高。

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