Methodenartikel

Sicherheitsvorkehrungen und Betriebsverfahren in einem (A) BSL-4-Labor: 3. Aerobiologie

14.2K Ansichten

⸱

DOI:

10.3791/53602

⸱

3. Oktober 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Integrated Research Facility at Frederick, National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), National Institutes of Health (NIH)

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Da Krankheitserreger mit hoher Konsequenz möglicherweise Probanden durch luftgetragene Partikel infizieren können, wird die Aerobiologie zunehmend in der Pathogeneseforschung und der Entwicklung medizinischer Gegenmaßnahmen eingesetzt. Wir präsentieren eine detaillierte visuelle Demonstration aerobiologischer Verfahren während einer Aerosol-Provokation bei nichtmenschlichen Primaten in einer tierischen Biosicherheitsstufe 4 mit maximalem Containment.

Zusammenfassung

Aerosol- oder Inhalationsstudien von Krankheitserregern mit hoher Konsequenz haben in letzter Zeit aufgrund der wahrgenommenen Bedrohung durch absichtliche Aerosolfreisetzungen oder unerwartete natürliche Aerosolübertragung zugenommen. Spezielle Labore, die für die Durchführung dieser Experimente konzipiert sind, erfordern enorme technische Kontrollen, um eine sichere Arbeitsumgebung und eine ständige Systemwartung zu gewährleisten, um die Funktionalität aufrechtzuerhalten. Biosicherheitswerkbänke der Klasse III, auch Gloveboxen genannt, sind gasdichte Gehäuse mit nicht zu öffnenden Fenstern. Diese Schränke werden durch doppelte HEPA-gefilterte Abluftsysteme (High Efficiency Particulate-Air) unter Unterdruck gehalten und sind das ideale primäre Containment für die Unterbringung von Aerosolisierungsgeräten. Ein gut geplanter Arbeitsablauf zwischen den Mitarbeitern innerhalb eines Hochsicherheitsbehälters, z. B. von einem Labor der Tierschutzstufe 4 (ABSL-4) bis zum ABSL-4-Schranklabor, ist eine entscheidende Komponente für erfolgreiche Experimente. Für eine reibungslose Durchführung der Studie müssen die Mitarbeiter die Abläufe vor Beginn der Studie sorgfältig planen, um ein Kommunikationsnetzwerk aufzubauen, Geräte und Probanden zu bewegen sowie Geräte einzurichten und zu platzieren. Hier geben wir einen Überblick und eine visuelle Darstellung, wie die aerobiologische Forschung an den National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases Integrated Research Facility in Fort Detrick, Maryland, USA, in einer ABSL-4-Umgebung durchgeführt wird.

Einleitung

Übertragung von Viren erfolgt in der Regel durch direkten oder physischen Kontakt, aber viele wichtige virale Erkrankungen (zB Masern, Windpocken, Grippe) werden durch Erreger verursacht wird, die durch ein Aerosol oder Atemtröpfchen übertragen werden. Solche Erreger das Potenzial haben , eine Pandemie mit Folgen , die aus weit verbreiteten milde Krankheit mit dem Verlust der Arbeit verbundenen bis hin zu verursachen (zB Erkältungen) schwere Erkrankung mit hoher Letalität (zB Pocken) zu seltener. Hoch Folge Krankheitserreger , die auf natürliche Weise durch Aerosol oder durch absichtliche Freisetzung Aerosol verbreiten (biologische Waffen) sind von besonderem Interesse für Aerobiologie 1. Die Menschen werden könnte mit einigen dieser Erreger durch große Atemtröpfchen oder kleinen Teilchen Kerne und leicht verbreiten diese Erreger auf andere Personen durch Speichelsekret, Husten und Niesen 2 schnell infiziert. In der US Biodefense Gemeinschaft, Hoch Folge Krankheitserreger (zB Filoviren oder andere NIAID Categorie AC Priorität Pathogene und CDC Bioterrorismus - Agenten) stehen im Mittelpunkt der Aerosolforschungsprogramme aufgrund der hohen Letalität von Infektionen im Zusammenhang mit 3,4. Bedeutende wissenschaftliche Fortschritte im Bereich Aerobiologie haben in den letzten zehn Jahren aufgrund der technologischen Fortschritte in der Aerosol - Ausrüstung und hohe Rückhalteeinrichtungen 5,6 erzielt. Forschung an der National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH / NIAID), Integrated Research Facility in Fort Detrick liegt in Frederick, MD, USA (IRF-Frederick) konzentriert sich auf High-Folge neu auftretender Krankheitserreger, die Tier Biosicherheit erfordern Stufe 4 (ABSL-4) Eindämmung. Die gesamte Mission des IRF-Friedrich ist zu bewerten und die Entwicklung von Impfstoffkandidaten und Therapeutika (medizinische Gegenmaßnahmen) erleichtern.

Forschung mit hoher Konsequenz Erreger an der IRF-Friedrich wird von strengen Biosicherheit und Tierpflege und Nutzungsanforderungen geregelt. Diese requirements sind in der Biosicherheit in mikrobiologischen und biomedizinischen Laboratorien (BMBL) Handbuch 7 und den Bundestierschutzbestimmungen beschrieben. Diese notwendigen Anforderungen können die Art der Forschung beschränken, die durchgeführt werden können und die allgemeine Studiendesign auswirken. Wie wir bereits in dieser Zeitschrift beschrieben, die alle in einem ABSL-4 - Umgebung durchgeführt Forschung erfordert besondere Vorsicht, hoch spezialisierte Ausbildung und eine robuste und redundante Einrichtung Infrastruktur 8,9.

Der Eintritt in die IRF-Frederick ABSL-4 Anzug Labor erfordert Anziehen eine positive Druck Einkapseln Anzug 8. Positiv-Druckanzüge Einkapseln werden zur Eingabe des ABSL-4 Schrank Labor nicht erforderlich. Ein Peeling Anzug, Gummi oder Nitril Handschuhe Donning und nahen Schuhe , die vorne ist angemessen , wenn Risikogruppe 4 infektiösem Material in einem zertifizierten Klasse III Biosicherheit Cabinet (BSC) in einem ABSL-4 Schrank Labor 7 zu manipulieren.

An der IRF-Frederick, Aerosol Ausrüstung wurde entwickelt, montiert und in zwei hermetisch abgedichtet, Edelstahl, luftdicht, Unterdruck Klasse III BSCs, Abbildung 1. Der IRF-Frederick Aerobiologie Kern wendet ein automatisiertes Aerosol - Management - Plattform beibehalten ( AAMP) zu steuern und über eine durch~~POS=TRUNC 5 Aerosol Experimentieren innerhalb dieser BSCs, Fig . 2 eine frühere Veröffentlichung , die spezifischen Funktionen der Klasse III BSCs an der IRF-Frederick skizziert und die Verbindung zum Anzug Labor überwachen. Das Verfahren der Klasse III BSC vor dem Experiment vorbereitet ist auf die IRF-spezifisch. Andere Klasse III BSCs an anderen Institutionen verwendet funktionieren ähnlich wie die Klasse III BSC im Einsatz an der IRF, sondern kann verschiedene Mechanismen für den Transport, Zugang oder Docking haben.

Um zu verstehen, wie hoch Folge Erreger bleiben ansteckend und verbreiten durch Aerosolübertragung, sichere aein dieser Klasse III BSCs durchgeführt werden nach einem bestimmten Arbeitsablauf Verfahren robiological Experimente müssen. Die Forscher wurden sorgfältig und gründlich geschult diesen Workflow gewährleistet ist, in einer sicheren und konsistenten Art und Weise verfolgt wird. Vor dem nicht-menschlichen Primaten (NHP) Aerosol Herausforderung, mehrere Aerosolcharakterisierung oder Schein-Aerosolläufe werden ausgeführt, um die Stabilität und die Lebensfähigkeit eines Mittels zu testen, wenn sie in Aerosolform. Die Aerosol-Charakterisierung Prozess ahmt die tatsächliche Aerosol Herausforderung, und der Forscher wertet die Variablen mit Aerosolstudien verbunden.

Ein weiterer Teil des Workflows ist die physikalische Manipulationen, Verwaltung oder Anästhetika oder andere Mittel oder Routineverfahren in Diagrammen für jeden NHP aufzuzeichnen. Diese Themenkarten werden gründlich analysiert Verfahrens Konsistenz und Standardisierung zu gewährleisten. Themen werden vor narkotisiert Exposition gegenüber Aerosol. Beispiel Anästhetika umfassen Tiletamin / Zolazepam, Ketamin / Acepromazin und ketamine. Anästhetika basieren auf der Minimierung der Atemunterdrückung und die Förderung der kontrollierten Steady-State-Atmung gewählt. Zusätzliche Anästhesie Lieferungen werden in den Tierversuchsräume beibehalten und auf dem Transferwagen mit dem NHP an den aerobiology ABSL-4 Schrank Labor transportiert.

Innerhalb des ABSL-4 Anzug Labor, durchlaufen NHPs Plethysmografie über eine der beiden Methoden (dh Kopf-out - Plethysmographie, respiratorische induktive Plethysmographie [RIP]) Inspirationsatemvolumen zu bestimmen und bewerten 10-12 ändert sich die Atmung. Diese abgeleiteten Parameter werden für eine genaue Berechnung der geschätzten inhalierten Dosis des Pathogens unmittelbar vor oder während einer Aerosolexposition verwendet. Head-out - Plethysmographie verwendet eine lange, zylindrische Kammer, die die NHP 13 untergebracht ist . Der Druckabfall erzeugt wird, wenn ein Tier in dem Zylinder wird durch einen Pneumotachograph eingefangen, an den Verstärker weitergeleitet, durch den Wechselstrom / Gleich curren verarbeitett-Wandler und integriert in die Software, die oben Lungenparameter abzuleiten. RIP verwendet Sensoren von induktiven Coiled Kupferdrähten, die sich um das Thema der Brust in elastischen Bändern eingebettet sind und Bauch 11,12. Ein induktiver-Kondensator erzeugt ein Magnetfeld in dem Sensor. Atmung ändert das Magnetfeld, und die resultierenden Spannungsänderungen werden von einem Sender neben dem Gummiband zu einem Empfänger in dem Computer über kurzwelligen Ultrahochfrequenz-Funkwellen übertragen. Spezielle Software ermittelt aus insgesamt thorakalen Verschiebungsrate und Atemvolumen zu atmen.

Die Minutenvolumen (MV), erhalten durch Plethysmographie wird bei der Berechnung der geschätzten inhalierten Dosis (D) verwendet. Beim Erzeugen und Abtasten eines Aerosols kann die Aerosolkonzentration (AC) wird durch Multiplikation der biosampler Konzentration (BC) durch das Volumen der Medien (V) und dividiert durch Ergebnis der Multiplikation der Flussrate des biosampler (FL) durch die berechnetenBelichtungszeit (T). Die vereinfachte Formel wird als AC = BC x V dargestellt ÷ FL x T. Im Gegenzug für die eigentliche Aerosol Herausforderung in nichtmenschlichen Primaten, wird D berechnet von AC durch MV und die Expositionsdauer (Zeit = T) multipliziert wird. Die vereinfachte Formel wird dargestellt als D = AC x MV x T.

Der Zweck dieses Artikels ist es, visuell die gesamte Aerosol-Verfahren zeigen, mit nichtmenschlichen Primaten unter zwei Gesichtspunkten, die ABSL-4 Anzug Laborseite und der ABSL-4 Schrank Labor Seite. Obwohl diese Verfahren für verschiedene Praktiken allgemeiner Natur sein kann, erwähnt, sind sie auf die IRF-Frederick Aerobiologie Kern spezifisch und stellen die tatsächlichen Praktiken bei dieser Einrichtung verwendet. Dieser Artikel konzentriert sich auf die biologische Sicherheit Verfahren benötigt, um sicher ein Aerosol Herausforderung durchführen, nicht die eigentliche Aerosol Herausforderung selbst. Bei diesen Verfahren werden wir die Verwendung eines Dummy-Thema Biosicherheit Praktiken zu zeigen, da das Risiko im Zusammenhang mit einem NHP anesthetizing. Jedoch ist der Prozess der perfoeine Aerosol Herausforderung rming wird in allgemeiner Weise geschrieben, weil das Verfahren das gleiche, unabhängig von hoch Folge Pathogen verwendet wird. Wir wollen über die Unbilden Wissen und Verständnis der Wissenschaftler der Durchführung von Aerosolstudien mit hoher Konsequenz Erreger unter maximaler Einschließungsbedingungen zu verbessern.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

Dieses Protokoll hält sich an die folgenden Tierpflege-Richtlinien. Die Tiere wurden in einer Einrichtung untergebracht von der Association akkreditiert für Evaluierung und Akkreditierung von Labor Animal Care International. Alle experimentellen Verfahren wurden vom Nationalen Institut für Allergie und Infektionskrankheiten, Abteilung für klinische Forschung, Tierpflege und Use Committee und waren in Übereinstimmung mit den Tierschutzgesetz Vorschriften, Public Health Service Politik und der Leitfaden für die Pflege und Verwendung genehmigt Laboratory Animals Empfehlungen.

1. Aerobiologie: Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) Anzug Labor

  1. Laborherstellung
    1. Füllen Sie die ABSL-4 Anzug Labor Zulassungsverfahren (dargelegt im Detail in 8).
    2. Testen Sie die Funktionalität aller Geräte (zB Plethysmografie Ausrüstung, Laptop, biogefährdendes Mülleimern, biogefährdendes Kanülenabwurfbox, vorbehaltlich Überwachungseinrichtungs) in aerobiology Verfahren beteiligt innerhalb der ABSL-4 Anzug Labor auftretenden gemäß dem Protokoll des Herstellers.
    3. Sicherstellen, dass der Transferwagen biologisch sauber vor ist, um die Prüfung der Funktionalität des Rapid Transfer Port (RTP), die den Transportwagen durch die Wand der Klasse III BSC) verbindet.
    4. Griff und verdünnen Erreger nur in zertifizierten BSCs. Bereiten Sie die Erreger in der entsprechenden Formulierung innerhalb einer Klasse-II-BSC, die geeignete Desinfektionsmittel enthält. Transportieren Sie den Erreger in einem luftdichten Sekundärbehälter mit einem Biogefährdungsymbol markiert auf nassem Eis in dem Transportwagen. Übergeben Sie die Erreger durch die RTP in die Klasse III BSC in der ABSL-4 Schrank Labor, Abbildung 1.

2. Plethysmographie: Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) Anzug Labor

  1. Plethysmographie Einrichtung und Kalibrierung
    1. Bestimmen Sie, welche Methode der Plethysmographie Erwerb(Kopf-out-Plethysmographie oder respiratorischen Induktivität Plethysmografie [RIP]) verwendet werden und Anlagenkomponenten miteinander zu verbinden.
    2. Kalibrieren des Plethysmographen vor dem Experiment unter Verwendung von Protokoll des Herstellers.
  2. Plethysmographie Acquisition
    1. Wenn NHPs Handhabung, don Handschuhe ein externes Paar Latex oder Nitril Handschuhe über Top-Modell der Anzug eine Kreuzkontamination zu vermeiden und eine sichere Praktiken fördern. Beim Umgang mit nichtmenschlichen Primaten fertig ist, ziehen diese zusätzlichen Handschuhe und in der biogefährdendes Mülleimer im Raum zu verwerfen.
    2. Wenn Kopf-out-Plethysmographie verwenden, fügen Sie eine neue Gummi / Rubberdams an der Vorderseite des Zylinders. Schneiden Sie ein kleines Loch in den Damm für den Kopf des NHP durch den oberen Teil des Zylinders zu passen. Im Sitzen schafft der Damm eine Dichtung um den Hals des NHP.
    3. Wenn RIP verwenden, prüfen Sie, dass die RIP-Bands richtig um die Brust und Bauch des NHP ausgestattet sind und die elektronischen Verbindungen werden geschnappt tightly.
    4. Senden Sie alle von der Plethysmographie Verfahren gewonnenen Daten an die Forscher in der ABSL-4 Schrank Labor. Exportieren des Atemvolumens und der Minutenvolumendaten für jedes Tier durch ein kompatibles Programm zur Verwendung während der Aerosolverfahren.

3. Nonhuman Primas Transport und Handhabung: Tier Biosafety Level 4 Anzug Labor

  1. NHP Handhabung
    1. Überwachung und Aufzeichnung keine physikalische Manipulationen, Verwaltungen oder Routineverfahren in Diagrammen für jeden NHP.
    2. Wenn ein Aerosol Herausforderung abgeschlossen ist, stellen Sie den NHP in den Transportbehälter und zurück NHP, um den Käfig zu Hause im Tierhalteraum.
    3. Wenn ein lebendes Tier Handhabung, folgen Sie der obligatorischen Regel, dass zwei Mitarbeiter erfordert anwesend sein.
  2. NHP Transport
    1. Bestimmen Sie die Art der Anästhesie, die Dauer der Anästhesie (deckt Transport, Plethysmographie acquisitIon und der Aerosol-Provokation) und entsprechende Dosis der Anästhesie vor der Verabreichung. Fully anästhesieren das NHP basierend auf den Prozess, durch den Comparative Medicine Personal ausgewählt. Wenn eine zusätzliche Betäubung erforderlich ist, sicherzustellen, dass alle Nadeln, spitze oder scharfe Gegenstände, Spritzen und Kappen in einem dafür vorgesehenen Behälter in einem der Tierversuchsräume angeordnet werden verworfen. Verwenden Sie keine Nadeln nach dem Gebrauch rekapitulieren.
    2. Transport narkotisiert NHPs in klaren Behältern, die durch einen Riegel auf dem Deckel der Transportkiste befestigt sind.
    3. Lasttransportbehälter auf einem mobilen Wagen zu ermöglichen , voll geeignet Forscher frei mit Atemluftleitungen und durch den Luftdruck beständig (APR) Türen, Abbildung 1 zu bewegen.
    4. Da keine zusätzliche Atemluft für den NHP zu dem Transportbehälter zugeführt wird, die Transportzeit zu minimieren.

4. Aerobiologie: ABSL-4 Cabinet Laboratory

  1. Klasse III BSC - Setup
    1. Gleichzeitig mit Tiervorbereitung durchgeführt von Vergleichende Medizin Personal, bereiten Sie die Klasse III BSC. überprüfen Sie visuell, ob Unterdruck in der Klasse III BSC wird im angegebenen Bereich gehalten (125 Pa oder -0,5 in Wassersäule (wg) Minimum; 250 Pa oder -1,0 in wg empfohlen). Überprüfen Sie die Klasse III BSC für eventuelle Lecks oder Risse (siehe Abbildung 1).
    2. Körperlich und Sichtprüfung der Klasse III BSC synthetische Gummihandschuhe und O-Ringe in die Klasse III BSC angebracht für Schwachstellen, Risse, Risse oder trockene Fäulnis. Tauschen Sie die beschädigte Klasse III synthetische Gummihandschuhe und / oder O-Ringe unmittelbar vor der Verwendung. An diesem Punkt ist die Klasse III BSC nicht kontaminiert.
    3. Wenn ein Leck auftritt, während die Klasse III BSC kontaminiert ist, identifizieren die Position der Verletzung und Alarm Facility-Management und die biologische Sicherheit Personal. Wenn ein Gerät der Klasse III BSC integriert Handschuh gerissen oder gebrochen, ersetzen Sie die beschädigte Handschuh sofort durch die gut ausgebildeten Technik folgende und internal Klasse III BSC Standardverfahren.
    4. Um einen integrierten Handschuh ändern, um einen kleinen Riss oder Bruch während einer Belichtung enthält, zuerst den Tränen Sprüh- oder Verletzung übermäßig mit der entsprechenden Konzentration eines dual quaternären Ammonium (n-alkyl Dimethyl benzyl-ammoniumchlorid, n-Alkyl-dimethyl ethyl benzyl-ammoniumchlorid) Desinfektionsmittel . Machen Sie keine übermäßige Bewegungen während dieser Zeit, dass eine Erhöhung der Luftstrom erzeugen.
    5. Vorsichtig entfernen Sie die äußeren O-Ringe (2 davon) an die Klasse des beschädigten integrierten Handschuh verlassen angebracht noch III BSC. bewegen Sie leicht die beschädigte integrierte Handschuhmanschette vom Hafen entfernt, während die integrierte Handschuh Dichtung intakt bleibt gewährleistet. Wenn die Dichtung beeinträchtigt wird, ertönt ein Alarm die Prozedur anzeigt, wurde nicht richtig gemacht. Die integrierte Handschuh Manschette sollte mit dem Port verbunden bleiben, nachdem der zweite O-Ring aus der Klasse III BSC entfernt wird.
    6. Legen Sie eine neue Klasse III BSC synthetischen Gummihandschuh über der alten Handschuh in gleiche Ausrichtung. Dieses neue Handschuh vollständig über den Hafen in ähnlicher Weise auf die anderen Klasse III BSC Gloveports.
    7. Ersetzen Sie den O-Ring am nächsten an der Klasse III BSC über den neuen integrierten Handschuh. Mit Hilfe eines benachbarten integrierten Handschuh-Anschluss, ziehen Sie vorsichtig die beschädigte Klasse III BSC synthetischen Gummihandschuh in der Klasse III BSC. Die neue Klasse III synthetische Gummihandschuh wird als Barriere wirken Haltung aufrecht zu erhalten. Sobald der andere beschädigte Klasse III synthetischen Gummihandschuh entfernt wird (nach innen gezogen), ersetzen Sie die andere äußere O-Ring und weiter zu arbeiten.
    8. Notieren Sie alle Details über die Handschuhreiß / Bruch in der spezifischen Klasse III BSC Logbuch. Wenn die beschädigte integrierte Handschuh entfernt wird oder ein Bruch in Haltung auftritt, hält die kompromittiert integrierte Handschuh / Hafen noch einen nach innen gerichteten Luftstrom von 0,47 m 3 / sec. Diese innere Luftstrom ist der gleiche Luftstrom mit einer Klasse-II-BSC verwendet, wodurch die Konsistenz beibehalten zwischen Klasse II und Klasse III BSCs.
    9. Überprüfen Sie dunk Tank undüberprüfen, ob der dunk Tank mit einem Desinfektionsmittel auf die markierte Ebene innerhalb des dunk Tank, Abbildung 1. Überprüfen Sie die Konzentration des Desinfektionsmittels in den dunk Tank gefüllt wird , ist ein Minimum von 3500 uS ein Leitfähigkeitsmessgerät verwenden. Diese Leitfähigkeit ist auf 5% Konzentration des Desinfektionsmittels äquivalent.
    10. Sicherstellen , dass die Klasse III BSC Autoklav ist Funktions- und Betriebs so alle kontaminierten Abfällen und Geräte sterilisiert werden kann, Bild 1. Autoklav nur Geräte bekannt , die Strapazen des Sterilisationsprozesses aufrecht zu erhalten.
    11. Testen Sie die Funktionalität anderer aerobiology Ausrüstung (zB AAMP Komponenten, Laptop) und Luft und Vakuum in dem Experiment beteiligten Linien, Abbildung 2.
    12. Setzen Sie Zeichen auf der Klasse III BSC die den aktuellen Verschmutzungszustand des Gerätes.
  2. Montage und Einrichtung des Systems von NHP Head-nur Belichtungskammer
    1. Bauen Sie ein 16-l NHP Kopf-only Exposition chaMBER durch die Edelstahl - Lieferung Einsetzen und Abgasleitungen, Bild 2. Konfigurieren Sie die Kammer in einem Push / Pull, dynamische Konfiguration durch die entsprechenden Luft, Vakuum verbinden und Druckleitungen zum AAMP. Schließen Sie den AAMP an eine Stromquelle in der Klasse III BSC und einem Laptop - Computer über einen hermetisch dichten Anschluss auf der Oberseite der Klasse III BSC (Abbildung 1).
    2. Untersuchen Sie den montierten NHP Kopf nur Belichtungskammer auf Lecks oder Risse, und sicherzustellen, dass die Kammer ordnungsgemäß zusammengebaut ist.
    3. Schließen Sie einen Aerosolgenerator und der aerodynamischen Partikelgröße Lesegerät an den NHP Kopf nur Belichtungskammer.
    4. Öffnen Sie die Luft und Vakuumquelle an den AAMP.
    5. Starten Sie das Aerosol-Protokoll-Software auf dem Laptop-Computer. Geben Sie die entsprechende NHP Kopf nur Belichtungskammer, Aerosolgenerator und biosampler Flussrate und administrative Informationen in die Software-Menüs.
    6. Berechnen Sie die Aerosol-HerausforderungZeit aus den Daten während der Plethysmographie-Prozedur, Schritt 2.2.4. Wenn der Kopf-out-Plethysmographie verwenden, berechnen Sie die Dosis vor der Aerosolexposition. Wenn RIP, die Berechnung der Dosis gleichzeitig während der Aerosolexposition.
    7. Füllen Sie den Aerosolgenerator mit dem Erreger.
    8. Durch die Aerosol Software, schalten Sie den Aerosolgenerator "auf" und das Innere des Kopf nur NHP Spray Belichtungskammer mit der Herausforderung Material für 10 min.
    9. Drehen Sie den Aerosolgenerator aus, leeren Sie die Herausforderung an Material, und entsorgen Sie die Herausforderung Material in einen biogefährdendes Müllsack innerhalb der Klasse III BSC befindet.
  3. NHP Head-Exposure nur
    1. Bringen Sie einen biosampler an den NHP Kopf nur Belichtungskammer, füllen Sie die biosampler mit Mappen Medien, und befestigen Sie die entsprechende Vakuumleitung an den biosampler.
    2. Prüfen Sie die Tiefe der Anästhesie des NHP. Wenn die Tiefe der Narkose wird als ausreichend angesehen ( zB nicht mehr reagiert auf äußere Reize, Muskeltonus, stabile Atmung, und Herzfrequenz), die narkotisierten NHP durch den schnellen Transfer Port (RTP) in die Klasse III BSC passieren. Wenn die Tiefe der Narkose nicht ausreicht, zu verwalten zusätzliche Anästhesie über IV, Direkteinspritzung, oder durch ein Anästhetikum Pumpe vor dem NHP durch die RTP (Vergleichende Medizin Personal im Anzug Labor) zu übergeben. Führen Sie zusätzliche Betäubungsmittel liefert durch den RTP.
    3. Legen Sie die NHP in Rückenlage auf die NHP Belichtungsrampe.
    4. passieren sanft den Kopf des NHP durch die Gummi / Rubberdams an dem Kopf Portal des NHP Kopf nur Belichtungskammer. Der Gummi / Rubberdams sorgt für eine Dichtung um die während der Aerosolexposition Hals des NHP erstellt wird.
    5. Stellen Sie sicher, dass die NHP Vital visuell und mit einem tragbaren Gegenstand Monitor stabil sind.
    6. Geben Sie die Zeit Aerosol Herausforderung berechnet aus Schritt 4.2.6. und notwendige Ausrüstung Kennungen pronent zu jedem Aerosol in die Aerosol Software ausführen und die Aerosol Herausforderung beginnen.
    7. Stellen Sie sicher, Partikelgröße Daten während jedes Aerosollauf mit der Aerosolpartikelgrößenmessgerät die gewünschte Partikelgrößenverteilung erreicht wird, um sicherzustellen. Führen Sie diese Überprüfung kontinuierlich oder mit Unterbrechungen während des gesamten Belichtung.
    8. Sobald die Aerosol Herausforderung abgeschlossen ist, entfernen Sie die NHP aus dem Kopf-nur Belichtungskammer und das Gesicht / Kopf mit dem geeigneten Desinfektions des NHP wischen mögliche Kontamination zu Laborpersonal zu reduzieren.
    9. Spülen Sie die Aerosolkammer oder in der Luft waschen die verbleibenden und hinken Partikel für 5 Minuten durch Luft und Vakuum durch die Kammer verläuft. Dieses Verfahren wird "reinigen" und Restpartikel aus der Aerosol-Belichtungskammer für nachfolgende NHP Aerosol Belichtungen zu entfernen.
    10. Übergeben Sie die NHP zurück durch den RTP der Forscher innerhalb des ABSL-4 aerobiology Anzug Labor befindet sich auf.
    11. Entsorgen Sie alle sharps used innerhalb der Klasse III BSC in einem dafür vorgesehenen Container bestimmt ist, die in der BSC bleibt. Wenn der Behälter für spitze Gegenstände ¾ voll ist, legen Sie in den Biohazard Müllsack.
    12. Leeren Sie den Aerosolgenerator und einem der verbleibenden Herausforderung Material in den biogefährdendes Müllbeutel mit Müll, Einweg-Geräte und / oder ¾-Voll Behälter für spitze Gegenstände, falls zutreffend.
    13. Leeren Sammlung Medien aus dem Aerosol biosampler in die entsprechend gekennzeichneten Sammelröhrchen und auf nassem Eis.
    14. Wiederholen Sie die Schritte 4.3.1 bis 4.3.13, bis alle geplanten Testpersonen in Frage gestellt wurden.
    15. Geben Sie alle Aerosol biosampler Proben durch den RTP der Forscher für die Quantifizierung und Rücktitrationen von Aerosoldosis.
    16. Platzieren Sie den Müll und Ausrüstung aus der Aerosol - Provokation in den Pass-Through - Autoklaven an der Klasse III BSC und wählen Sie einen gültigen Sterilisationszyklus (Abbildung 3).
    17. Zerlegen Sie den NHP Kopf-only chamber und dekontaminieren die Kopf nur Kammer und der Klasse III BSC mit einem Zyklus Paraformaldehydgas mit biologischen Indikatoren validiert.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Die Klasse III Biosicherheitsschrank (BSC) ist eine hermetisch dichte Edelstahl - Gehäuse eine ABSL-4 - Umgebung unter Unterdruck innerhalb eines ABSL-4 Schrank Labor (Abbildung 1) enthält. Die Materialien können in die BSC durch das Personal im Labor ABSL-4 Schrank Arbeits eingeführt werden durch einen Unterschrank montierte Edelstahltank (üblicherweise bezeichnet als "dunk Tank" in ABSL-4 oder BSL-4-Einstellungen), die eine 5 % dual quaternären Ammonium (n-al...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Wir skizzieren die aerobiology Verfahren auf der IRF-Friedrich verwendet für mit hochgefährlichen (Risikogruppe 4) Erregern arbeiten. Ein Zweck der Bioaerosol Verfahren der Visualisierung ist es, die Sicherheit der Mitarbeiter zu betonen, wenn eine Klasse III BSC während des Experimentierens mit solchen Erregern mit Labor erworbene Infektionen zu vermeiden. Klasse III BSCs halten einen nach innen gerichteten Richtungsluftstrom, der in Doppel HEPA - Filter erschöpft , um sicherzustellen , dass Krankheitserreger im Labor ...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Der Inhalt dieser Veröffentlichung spiegelt nicht unbedingt die Ansichten oder Richtlinien des US-Gesundheitsministeriums (DHHS) oder der Institutionen und Unternehmen wider, die mit den Autoren verbunden sind. Diese Arbeit wurde zum Teil durch den Hauptvertrag des Battelle Memorial Institute mit dem US-amerikanischen National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) unter der Vertragsnummer finanziert. HHSN272200700016I. J.K.B., K.J., M.R.H., D.P., L.B. und J.W. führten diese Arbeit als Angestellte des Battelle Memorial Institute aus. Subunternehmer des Battelle Memorial Institute, die diese Arbeiten ausgeführt haben, sind: J.H.K., ein Angestellter von Tunnell Government Services, Inc.; und M.G.L., ein Mitarbeiter des Lovelace Respiratory Research Institute.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Micro-Chem PlusNational Chemical Laboratories255
Ethanol Fischer 
ParaformaldehydSigma-Aldrich441244
Klasse III BSCKeimfreiDGB-10
Integrierte BSC HandschuhePiercan10UY2032-9
Aerosol Management Platform (AeroMP)Biaera TechnologiesNA
Head-out PlethysmographieBuxco/Data Sciences InternationalNA
Repriatorische induktive PlethysmographieData Sciences InternationalNA
Zentrierter tangentialer Aerosolgenerator (CenTAG)CH TechnologiesNA
Collison VerneblerBGI Inc. CN25
AutoklavGetingeGEB 2404 AMB-2
Sperian ÜberdruckanzugHoneywell Safety ProductsBSL 4-2
Außenhandschuhe (Latex, Ansell Canners and Handlers)Fisher19-019-601
Außenhandschuhe (Nitril/Gummi, MAPA)Fisher2MYU1
ScrubsCintas60975/60976
SockenCintas944
KlebebandPack-N-Tape51131069695
HandtücherCintas2720
O-RingeO-Ring LagerAS568-343
ÜberschuheAmazonB0034KZE22
Zip LubeAmazonB000GKBEJA
BP2818500

Referenzen

  1. Alibek, K., Handelman, S. The chilling true story of the largest covert biological weapons program in the world-told from inside by the man who ran it. , Random House. New York, NY. (1999).
  2. Roy, C. J., Pitt, L. M. Infectious disease aerobiology: aerosol challenge methods. Biodefense: research methodology and animal models. Swearingen, J. R. , Taylor & Francis. Boca Raton, FL. 61-76 (2006).
  3. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. NIAID Category A, B, and C Priority Pathogens. , National Institutes of Health. Bethesda, MD, USA. Available from: http://www.niaid.nih.gov/topics/biodefenserelated/biodefense/pages/cata.aspx (2014).
  4. National Center for Environmental Health. Bioterrorism agents/diseases by category. , Centers for Disease Control and Prevention. Atlanta, GA, USA. Available from: http://emergency.cdc.gov/agent/agentlist-category.asp (2014).
  5. Lackemeyer, M. G., et al. ABSL-4 aerobiology biosafety and technology at the NIH/NIAID integrated research facility at Fort Detrick. Viruses. 6 (1), 137-150 (2014).
  6. Bohannon, J. K., et al. Generation and characterization of large-particle aerosols using a center flow tangential aerosol generator with a non-human-primate, head-only aerosol chamber. Inhal Toxicol. , (2015).
  7. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. Chosewood, L. C., Wilson, D. E., eds, , 5th edn, U.S. Dept. of Health and Human Services. Washington, D.C.. Available from: http://www.cdc.gov/biosafety/publications/bmbl5/ (2009).
  8. Janosko, K., et al. Safety Precautions and Operating Procedures in an (A)BSL4 Laboratory: 1. Biosafety level 4 suit laboratory suite entry and exit procedures. J Vis Exp. , (2015).
  9. Mazur, S., et al. Safety Precautions and Operating Procedures in an (A)BSL4 Laboratory: 2. General Practices. J Vis Exp. , (2015).
  10. Mortola, J. P., Frappell, P. B. On the barometric method for measurements of ventilation, and its use in small animals. Can J Physiol Pharmacol. 76 (10-11), 937-944 (1998).
  11. Zhang, Z., et al. Development of a respiratory inductive plethysmography module supporting multiple sensors for wearable systems. Sensors (Basel). 12 (10), 13167-13184 (2012).
  12. Ingram-Ross, J. L., et al. Cardiorespiratory safety evaluation in non-human primates. J Pharmacol Toxicol Meth. 66 (2), 114-124 (2012).
  13. Besch, T. K., Ruble, D. L., Gibbs, P. H., Pitt, M. L. Steady-state minute volume determination by body-only plethysmography in juvenile rhesus monkeys. Lab Anim Sci. 46 (5), 539-544 (1996).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

ABSL 4 LaborSicherheitswerkbank der Klasse IIIaerobiologische ForschungExposition von nicht menschlichen PrimatenFunktionalit t des Rapid Transfer PortDekontamination im Tauchbeckenrespiratorische induktive PlethysmographieBetrieb des AerosolgeneratorsBiosampler SammelmedienAufrechterhaltung des Unterdrucks

Verwandte Artikel