احتياطات السلامة وإجراءات التشغيل في (A) BSL-4 مختبر: 3. البيولوجيا الهوائية

الهدف العام من هذا البروتوكول هو تقديم فهم عام لإجراءات الرذاذ في مختبرات خزانات المستوى الرابع من السلامة البيولوجية الحيوانية التي تدعم سلامة الباحثين في المختبر. وتساعد معاينة هذا البروتوكول في توضيح التعقيدات ومكونات السلامة لمديري الصحة الذين يدرسون تصميم مبانٍ مماثلة وللمتعاونين الخارجيين المشاركين في دراسات مسببات الأمراض عالية الخطورة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية التي تستخدم خزانات السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة ذات الضغط السلبي لتجارب الرذاذ هي أن طاقم المختبر يمكنهم إجراء أبحاث علم الأحياء الهوائية بأمان دون الحاجة إلى بدلات الضغط الإيجابي.

بصفتي عالم البيولوجيا الهوائية المسؤول، سأقوم بتوضيح الإجراء بالتعاون مع كايل بوهانون، مهندس الرذاذ من مختبرنا. يتم اختبار كفاءة عمل معدات منفذ النقل السريع، أو RTP، المستخدمة في إجراءات البيولوجيا الهوائية، بما في ذلك أبواب عربة النقل ومنفذ RTP الذي يربط عربة النقل عبر الجدار بخزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة، أو BSC. قم بتثبيت RTP في مكانه.

راقب وسجّل أي مناولات جسدية، أو إعطاءات دوائية، أو إجراءات روتينية في المخططات الخاصة بكل رئيسيات غير بشرية (NHP). في حالة الحاجة إلى تخدير إضافي، تأكد من التخلص من جميع الأغطية التي تمت إزالتها، والإبر المستخدمة، والأدوات الحادة، والمحاقن في حاوية الأدوات الحادة. لا تقم بإعادة تغطية أي إبر بعد الاستخدام.

يتم نقل الرئيسيات غير البشرية (NHPs) المخدرة في حاويات شفافة مؤمنة بمزلاج على غطاء صندوق النقل. تُوضع حاويات النقل على عربة متحركة للسماح للباحثين الذين يرتدون الملابس الواقية الكاملة بالتحرك بحرية باستخدام خراطيم التنفس داخل الأبواب المقاومة لضغط الهواء. عند اكتمال تحدي الرذاذ، يوضع الحيوان (NHP) داخل عربة النقل ويُعاد إلى قفصه الأصلي.

بالتزامن مع تحضير الحيوانات الذي يقوم به موظفو الطب المقارن، اختبر كفاءة عمل خزانة السلامة البيولوجية التي تم تطهيرها. تحقق من الحفاظ على الضغط السلبي في خزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III BSC) ضمن النطاق المحدد. افحص خزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة بحثاً عن أي تسريبات أو شقوق محتملة.

افحص قفازات المطاط الاصطناعي والحلقات الدائرية (o-rings) المثبتة في كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III BSC) التي تم تطهيرها للبحث عن أي نقاط ضعف أو تمزقات أو شقوق أو تحلل جاف. في هذه المرحلة، لا تكون كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة ملوثة. استبدل قفازات المطاط الاصطناعي و/أو الحلقات الدائرية التالفة في كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة.

افحص خزان الغمر وتحقق من ملئه بالمطهر حتى المستوى المحدد، سواء كان ذلك بارتفاع ثلاث بوصات فوق حاجز الغمر أو حتى الخط المحدد داخل خزان الغمر. تحقق من أن تركيز المطهر في خزان الغمر لا يقل عن 3,500 microsiemens، أو 3.5 millisiemens، باستخدام مقياس الموصلية الكهربائية. تأكد من أن جهاز التعقيم (autoclave) الخاص بكابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III BSC) يعمل لاستلام النفايات والمعدات الملوثة عند اكتمال التجربة، أو لتمرير المعدات التي تم إغفالها لمرة واحدة فقط والتي تطلبها التجربة إلى كابينة Class III BSC من خلال بوابة جهاز التعقيم.

قم بتعقيم المعدات التي يُعرف قدرتها على تحمل ظروف عملية التعقيم بالـ Autoclave فقط. واختبر كفاءة عمل معدات البيولوجيا الهوائية الأخرى، مثل التوصيلات والمنافذ الإلكترونية.

ضع اليدين المكسوتين بالقفازات داخل القفازات المطاطية الاصطناعية المتصلة بخزانة السلامة البيولوجية (BSC) من الفئة الثالثة. قم بتجميع غرفة تعريض الرأس فقط للرئيسيات غير البشرية (NHP)، وأنبوب التكييف، ومنصة إدارة الرذاذ. قم بتوصيل مولد الرذاذ بأنبوب التكييف، وجهاز قياس الجسيمات الديناميكية الهوائية بغرفة تعريض الرأس فقط للرئيسيات غير البشرية (NHP).

اسحب اليدين المغلفتين من القفازات المطاطية الاصطناعية الملحقة. تخلص من القفازات الشخصية كنفايات بيولوجية خطرة في كل مرة يتم فيها إزالة اليدين المغلفتين من القفازات المطاطية الاصطناعية الملحقة. بعد ذلك، قم بتشغيل برنامج بروتوكول الرذاذ على جهاز الكمبيوتر المحمول.

أدخل معدل تدفق غرفة تعريض رأس القردة غير البشرية (NHP) المناسبة، ومولد الرذاذ، وجهاز أخذ عينات حيوية، بالإضافة إلى المعلومات الإدارية في قوائم البرنامج. استلم الممرض المُجهز مسبقاً عبر منفذ النقل السريع واملأ مولد الرذاذ بالممرض. تصبح كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III) الآن ملوثة.

قم بتشغيل مولد الرذاذ عبر برنامج الرذاذ. سيملاً الممرض الناتج عن مولد الرذاذ غرفة التعرض. بعد إيقاف تشغيل مولد الرذاذ، قم بتفريغ مادة التحدي والتخلص منها في كيس نفايات المواد الحيوية الخطرة الموجود داخل كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III).

بعد ذلك، قم بملء أداة أخذ العينات الحيوية (biosampler) بوسط الجمع، ثم قم بتوصيل أداة أخذ العينات المملوءة بغرفة تعريض الرأس فقط الخاصة بالرئيسيات غير البشرية (NHP). قم بتوصيل خط التفريغ المناسب بأداة أخذ العينات الحيوية. تحقق من أن عمق التخدير لدى الرئيسيات غير البشرية كافٍ، وهو ما يتضح من عدم الاستجابة للمؤثرات الخارجية، ودرجة التوتر العضلي، واستقرار معدلات التنفس ونبض القلب.

قم بتمرير القرد غير البشري (NHP) المخدر عبر منفذ نقل المواد (RTP) إلى كابينة السلامة البيولوجية (BSC) من الفئة الثالثة. ضع القرد غير البشري في وضع الاستلقاء الظهري على منحدر التعريض. تحقق من استقرار العلامات الحيوية للقرد غير البشري بصرياً وباستخدام جهاز مراقبة محمول للموضوع.

قم بمعايرة قياس تغير الحجم الحثي التنفسي، أو RIP، قبل التجربة باستخدام بروتوكول الشركة المصنعة. ضع أحزمة قياس تغير الحجم الحثي التنفسي حول بطن وصدر الرئيسيات غير البشرية (NHP). تأكد من ملاءمة هذه الأحزمة بشكل صحيح ومن إحكام توصيل الوصلات الإلكترونية.

بعد ذلك، ضع قناع معايرة Numatech فوق خطم الحيوان الرئيسى غير البشري (NHP). ثم تحقق من إحكام السد حول خطم الحيوان. قم بمعايرة نطاقات RIP باستخدام قناع معايرة Numatech عبر برنامج الكمبيوتر.

عند الانتهاء، قم بإزالة قناع المعايرة. سجل معايير التنفس وقم بتصدير بيانات التنفس الخاصة بكل حيوان من خلال برنامج متوافق. مرر رأس primate غير البشري (NHP) برفق عبر السد المطاطي للأسنان المتصل بفتحة الرأس في غرفة تعريض الرأس فقط للـ NHP.

تأكد من أن السد المطاطي للأسنان يشكل إحكاماً حول رقبة الحيوان الرئيس غير البشري (NHP) أثناء التعرض للهباء الجوي. أدخل الحجم التراكمي المستهدف للهباء الجوي ومعرفات المعدات اللازمة المتعلقة بكل عملية تعريض في البرنامج، ثم ابدأ إجراء التعريض للهباء الجوي. وبمجرد أن يستنشق الحيوان الرئيس غير البشري الحجم التراكمي المستهدف، يتوقف النظام عن العمل.

قم بفك أحزمة RIP ووضعها على السرير بجانب الـ NHP. امسح الـ NHP باستخدام شاش مبلل بمحلول كلورهيكسيدين بتركيز 1% إلى 2%، مع توخي الحذر عند المسح حول عيني الـ NHP. قم بتجفيف رأس الـ NHP لإزالة المحلول الزائد.

قم بتمرير الرئيسيات غير البشرية (NHP) مرة أخرى عبر بوابة نقل المواد (RTP) إلى الباحثين داخل مختبر بدلة البيولوجيا الجوية في المستوى الرابع من السلامة البيولوجية الحيوانية (ABSL-4). أفرغ مولد الرذاذ وأي مواد تحدٍ متبقية في كيس النفايات البيولوجية الخطرة الذي يحتوي على النفايات والمعدات ذات الاستخدام الواحد وحاويات الأدوات الحادة الممتلئة بنسبة 3/4. أفرغ وسائط الجمع من جهاز أخذ عينات الرذاذ البيولوجي في أنابيب الجمع المسمىّة بشكل مناسب.

ضع أنابيب الجمع على ثلج رطب في دلو مخصص للمقايسة الحيوية المناسبة لتحديد الجرعة المستنشقة التقديرية. ومرر أنابيب جمع العينات والدلو عبر منفذ نقل المواد (RTP). وتعد خزانة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة (Class III) خزانة من الفولاذ المقاوم للصدأ محكمة الإغلاق وتحت ضغط سلبي، وتقع ضمن مختبر المستوى الرابع من السلامة البيولوجية للحيوانات.

يتم إدخال المواد إلى كابينة السلامة البيولوجية بواسطة الموظفين العاملين في مختبر كابينة السلامة البيولوجية للحيوانات من المستوى الرابع عبر خزان من الفولاذ المقاوم للصدأ مثبت أسفل الكابينة، أو ما يعرف بخزان الغمر، والذي يحتوي على محلول مطهر من أمونيوم رباعي مزدوج بتركيز 5%. ونظراً لأن كابينة السلامة البيولوجية مدمجة في الجدار الذي يفصل مختبر الكابينة عن مختبر بدلات ABSL-4، يمكن أيضاً نقل المواد والحيوانات والممرضات الفيروسية إلى كابينة السلامة البيولوجية من جهة مختبر البدلات، باستخدام عربة نقل ومنفذ نقل المواد (RTP). وبمجرد فتح أبواب عربة النقل باتجاه مختبر بدلات ABSL-4، تُعتبر كابينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة ملوثة.

يمكن للموظفين الذين يرتدون أنواعاً مختلفة من القفازات المطاطية الاصطناعية التعامل مع المواد الموجودة داخل كبينة السلامة البيولوجية (BSC) من الخارج. ويتم إخراج هذه المواد، باستثناء العينات المعدية، من كبينة السلامة البيولوجية بعد تعقيمها بواسطة جهاز تعقيم (autoclave) ذي باب مزدوج أو تطهيرها عبر خزان الغمر. ومن خلال التحقق من أن كبينة السلامة البيولوجية من الفئة الثالثة ومعدات الرذاذ الحيوي تعمل بشكل صحيح، يتم الحفاظ على بيئة آمنة وتعمل بكفاءة، وهو أمر أساسي لسلامة الموظفين.

من خلال الالتزام الصارم بهذه الإجراءات والممارسات، لم يتم تسجيل أي حالات عدوى مكتسبة داخل المختبر خلال أبحاث الهباء الجوي الحيوي في مرفق الأبحاث المتكامل في فريدريك. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها في الوقت المناسب للسماح بتعريض عدة Primates غير بشرية في يوم واحد. وأثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء، تذكر الحفاظ على عمق مناسب للتخدير.

بدون تخدير في حالة مستقرة، يصبح الحصول على بيانات قياس حجم الهواء (plethysmography) أكثر صعوبة بكثير. وباتباع هذا الإجراء، يمكن إجراء تجارب أخرى في علم الأحياء الهوائية تشمل أنواعاً أصغر مثل الأرانب والفئران. تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في علم الأحياء الهوائية للتحكم في المتغيرات التي تؤثر على قياس الجرعات، مثل درجة الحرارة، والرطوبة النسبية، وكفاءة أخذ العينات الحيوية، وذلك لإيصال جرعة دقيقة مستنشقة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لتدابير السلامة البيولوجية المستخدمة أثناء التجارب الميكروبيولوجية الجوية. ومن شأن الاحتياطات، مثل تغيير القفازات الشخصية عدة مرات، أن تقلل من احتمالية الإصابة بالعدوى المكتسبة من المختبر.