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实验动物设施屏障环境设计与建造要点(上)

发布时间:2023-03-17 16:46:15      点击次数:733

关键词:实验动物 实验动物设施 屏障环境  SPF动物

“任何一种药物和疫苗都需要实验动物模型这种特殊的病人来科学的检验其有效性和安全性,才能进入临床应用,这个是一个国际的通则”,这是中国医学科学院医学实验动物研究所所长秦川教授在2020年4月29日“谈新冠病毒动物实验科研攻关”介绍中的内容。无疑指出了实验动物是生命科学,医学创新研究的重要支撑,其对保障人类健康,医药研发,食品安全,生物安全的至关重要。

伴随着基因编辑技术的快速发展,实验动物需求增长很大。考虑到实验动物运输距离的因素,这就需要加快在全国建设实验动物设施,尤其是建设综合性、高水平的实验动物设施。

01屏障环境设施概况

实验动物设施是实验动物居住的环境,它是用于实验动物生产、实验的建筑和设备的总和,也是最基础的硬件环境,可以说没有动物设施就没有实验动物。实验动物设施环境按空气净化控制程度可以分为普通环境、屏障环境和隔离环境三大类,具体见表1。限于文章篇幅,本文着重介绍屏障环境的设计与建造的要点。

屏障环境:符合动物居住的要求,严格人员、物品和空气的进出,适用于饲育清洁节和或无特定病原体(SPF)级实验动物。而屏障环境又分正压和负压两大类。正压的屏障环境主要是动物生产、动物实验和检疫;负压的屏障环境侧重于动物实验室和检疫。

从下图1可以看出,首先建立封闭的屏障环境。人员进入屏障环境要经过更衣、淋浴等流程;垫料和饲料要经过高压灭菌处理进入屏障环境;动物饮用水也需要经过超滤或无菌处理送入屏障环境;屏障环境的空调送风要经过温度、湿度以及高效过滤处理;排风需要经过专用废气处理设备处理后排放;动物也需要经过隔离检疫进入屏障环境。

屏障环境设施是严格控制人员、物品和空气的进出,这就需要布置合理的功能房间和流线,也就是我们所说的工艺平面,来确保功能区域和工艺设备的布置合理;人流、物流、动物流、污物流组织科学、合理、无交叉感染。实验动物设施的功能区域较多,通常以生产为主的实验动物设施主要包含生产区、辅助生产区已经辅助区;以实验为主的动物设施主要包含实验区、辅助实验区以及辅助区。具体各区包含的功能房间如图2。

02屏障环境设施工艺设计


2.1设计依据

·《实验动物 环境及设施》GB 14925-2010

·《实验动物设施建筑技术规范》GB50447-2008

·《实验室生物 安全通用要求》GB19489-2008

·《实验动物机构认可准则》CNAS-CL60

·《实验动物饲养和使用机构质量和能力认可准则》CNAS-CL06 等等

2.2工艺设计原则

按实验动物及实验室技术规范的要求,满足动物饲养和实验的需要,合理进行工艺区划,做到工艺流程顺畅。突出以人为本,以工艺为中心的设计理念,现总结以下几点原则:

分区合理:防止疾病传播和避免动物相互干扰;

流线单向:人流、动物流、洁物、污染物单向流动;

操作方便:便于实验人员和工作人员操作;

系统独立:实验动物生产区和实验室区分开设置,独立系统等;

2.3典型案例介绍

屏障环境设施通常采用的主要形式有:单走廊、双走廊及三走廊模式等。

单走廊模式即清洁走廊和污物走廊合用,该模式优点:流程、布局简单,动物生产区或实验区房间面积利用率高;其缺点:污染控制难,不可避免地存在一定流线交叉;

双走廊和三走廊本质上属于同一模式(三走廊因为建筑布局因素在双走廊的基础多增加了一道污物走廊),清洁走廊和污物走廊均单独设置。该模式优点:洁污分区明确,便于控制污染,流线单向;其缺点:走廊占用屏障区面积大,动物生产区或实验区房间面积,流程相对复杂一些;

采用何种模式,根据使用方具体工艺需求选取。本文以某项目三走廊工艺平面及流线设计为例介绍屏障环境的平面布局及流线设计,具体见下图3:

2.3.1 功能区域布局

该项目此区域规划为大(小)鼠扩繁区,主要包括大(小)鼠扩繁室、动物传入、辅助操作间、更衣、消毒前室、洁存室、洁净走廊、清洁走廊、动物传出、空调机房等。大鼠扩繁275笼,小鼠扩繁3696笼。

2.3.2 流线设计

人员流线:洁梯→换鞋→一更→二更→风淋→各实验区域以及(饲养室、操作室)→缓冲→普通环境。

动物流线:洁梯→动物传入→检疫观察室→实验洁净走道→各实验室以及(饲养室、操作室)。

物料流线:外准备间→高压灭菌(高压灭菌器)→消毒后区→洁库→各实验室以及(饲养室、操作室)

污物流线:各实验室以及(饲养室、操作室)→清洁走道→缓冲→污梯;


文章来源未来实验室学苑

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