אמצעי בטיחות ונהלי הפעלה בבית (א) BSL-4 מעבדה: 3. Aerobiology

המטרה הכללית של פרוטוקול זה היא לספק הבנה כללית של נהלי אירוסול במעבדה עם קבינט בטיחות ביולוגית ברמה IV (Biosafety Level IV), התומכים בבטיחותם של חוקרי המעבדה. הדגמה חזותית של פרוטוקול זה עוזרת להמחיש את המורכבויות ואת מרכיבי הבטיחות עבור מנהלי בריאות השוקלים את תכנוןם של מבנים דומים, ועבור שותפים חיצוניים המעורבים במחקרים על פתוגנים בעלי השפעה חמורה. היתרון המרכזי של טכניקה זו, המשתמשת בקבינטים לבטיחות ביולוגית מסוג Class III בלחץ שלילי עבור ניסויי אירוסול, הוא שצוות המעבדה יכול לבצע מחקר באבטוח ביולוגית של האוויר (aerobiology) בבטחה ללא צורך בחליפות בלחץ חיובי.

כאירוביולוג ראשי, אני אדגים את הפרוצדורה יחד עם קייל בוהנון, מהנדס האירוסולים מהמעבדה שלנו. בדקו את התקינות של ציוד נמל ההעברה המהיר, או RTP, המעורב בפרוצדורות אירוביולוגיות, כולל דלתות עגלת ההובלה וה-RTP המחבר את עגלת ההובלה דרך הקיר לקבינת בטיחות ביולוגית Class III, או BSC. נעלו את ה-RTP במקומו.

יש לנטר ולתעד בגיליונות המעקב כל מניפולציה פיזית, מתן תרופות או פרוצדורות שגרתיות עבור כל פרימט שאינו אדם, או NHP. אם נדרשת הרדמה נוספת, ודאו שכל המכסים שהוסרו, המחטים המשומשות, החפצים החדים והמזרקים נשלחים למיכל פסולת חדה. אין להחזיר את המכסה על המחטים לאחר השימוש.

העבירו פרימטים אי-אנושיים (NHPs) מורדמים בתוך מכלים שקופים המאובטחים באמצעות תפס על מכסה ארגז ההובלה. העמיסו את מכלי ההובלה על עגלה ניידת כדי לאפשר לחוקרים הלבושים בחליפות מלאות לנוע בחופשיות באמצעות צינורות נשימה אל תוך הדלתות העמידות ללחץ אוויר. עם השלמת חשיפה לארוסול, הניחו את ה-NHP בתוך עגלת ההובלה והחזירו את ה-NHP לכלוב מגורי הקבע.

במקביל להכנת בעלי החיים המבוצעת על ידי צוות הרפואה ההשוואתית, בדקו את תקינותה של קבינת הבטיחות הביולוגית שעברה דה-קונטמינציה. ודאו כי הלחץ השלילי ב-BSC מדגם Class III נשמר בטווח המוגדר. בדקו את ה-BSC מדגם Class III לאיתור דליפות או סדקים פוטנציאליים.

בדקו את כפפות הגומי הסינתטי ואת אטמי ה-o-rings המחוברים ל-BSC Class III שעבר דה-קונטמינציה כדי לאתר נקודות תורפה, קרעים, חריצים או ריקבון יבש. בשלב זה, קבינת הבטיחות הביולוגית Class III אינה מזוהמת. החליפו את כפפות הגומי הסינתטי ו/או את אטמי ה-o-rings הפגומים ב-BSC Class III.

בדוק את מיכל הטבילה (dunk tank) וודא שהוא מלא בחומר חיטוי עד למפלס המסומן, בין אם מדובר ב-three inches מעל מחיצת הטבילה או עד לקו המסומן בתוך מיכל הטבילה. ודא כי ריכוז חומר החיטוי במיכל הטבילה הוא לפחות 3,500 microsiemens, או 3.5 millisiemens, באמצעות מד מוליכות. ודא שהאוטוקלאב של ה-Class III BSC תקין לצורך קבלת פסולת וציוד מזוהמים עם השלמת הניסוי, או להעברה חד-פעמית ל-Class III BSC של ציוד שנשכח ודרוש לניסוי דרך פתח האוטוקלאב.

בצעו עיקור באוטוקלב רק עבור ציוד הידוע כעמיד בתנאים קשוחים של התהליך. בדקו את התקינות של ציוד אירוביולוגיה אחר. לדוגמה, את החיבורים והשקעים החשמליים.

הכניסו ידיים עטופות בכפפות אל תוך כפפות הגומי הסינתטי המחוברות לקבסי נתיב זרימה (BSC) מסוג Class III. הרכיבו את תא החשיפה לראש בלבד של NHP, את צינור ההתנייה ואת פלטפורמת ניהול הארוסול. חברו מחולל ארוסול לצינור ההתנייה ואת מד גודל החלקיקים האירודינמי לתא החשיפה לראש בלבד של NHP.

הוציאו את הידיים במעטפות מהכפפות הגומי הסינתטיות המחוברות. השליכו את הכפפות האישיות כפסולת ביו-סיכונית בכל פעם שמוציאים את הידיים במעטפות מהכפפות הגומי הסינתטיות המחוברות. לאחר מכן, הפעילו את התוכנה של פרוטוקול האירוסול במחשב הנייד.

הזינו לתפריטי התוכנה את קצב הזרימה המתאים עבור תא החשיפה לראש בלבד של NHP, מחולל האירוסול והדוגם הביולוגי, וכן פרטים מנהליים. קבלו את הפתוגן שהוכן מראש דרך יציאת ההעברה המהירה ומלאו את מחולל האירוסול בפתוגן. כעת קבינת בטיחות ביולוגית Class III מזוהמת.

באמצעות תוכנת הארסול, הפעילו את מחולל הארסול. הפתוגן ממחולל הארסול ימלא את תא החשיפה. לאחר כיבוי מחולל הארסול, רוקנו את חומר החשיפה והשליכו אותו לשקית פסולת ביולוגית הממוקמת בתוך קבינת בטיחות ביולוגית Class III.

בשלב הבא, מלאו את מדגם הביולוגי (biosampler) במצע איסוף וחברו את המדגם המלא לתא החשיפה של הראש בלבד של ה-NHP. חברו את קו הוואקום המתאים למדגם הביולוגי. ודאו כי עומק ההרדמה של ה-NHP הולם, כפי שניתן לראות מחוסר תגובה לגירויים חיצוניים, טונוס שרירי וקצבי נשימה ודופק יציבים.

העבירו את ה-NHP המורדם דרך ה-RTP אל תוך ה-Class III BSC. מקמו את ה-NHP בתנוחה גבהית (supine) על גבי מסילת החשיפה. ודאו שסימני החיים של ה-NHP יציבים באמצעות בדיקה חזותית ובאמצעות מנטר נייד לנבדק.

בצע כיול עבור פלתיסמוגרפיה אינדוקטיבית נשימתית, או RIP, לפני הניסוי בהתאם לפרוטוקול היצרן. הנח את רצועות הפלתיסמוגרפיה האינדוקטיבית הנשימתית סביב הבטן והחזה של ה-NHP. ודא שרצועות אלו מותאמות כראוי ושהחיבורים האלקטרוניים מחוברים בחוזקה.

בשלב הבא, מקמו את מסכת הכיול של Numatech על אפו של ה-NHP. לאחר מכן, ודאו שנוצר אטם סביב אפו של ה-NHP. כיילו את פסי ה-RIP באמצעות מסכת כיול של Numatech בעזרת תוכנת מחשב.

עם הסיום, הסירו את מסכת הכיול. רשמו את הפרמטרים הנשימתיים וייצאו את נתוני הנשימה עבור כל חיה באמצעות תוכנה תואמת. העבירו בעדינות את ראשו של ה-NHP דרך סכר השיניים מגומי המחובר לפתח הראש של תא החשיפה לראש בלבד עבור NHP.

וודאו שסכר הגומי לדנטלי יוצר איטום מסביב לצווארו של ה-NHP במהלך החשיפה לארוזול. הזינו לתוכנה את הנפח המצטבר של הארוזול המיועד ואת מזהי הציוד הדרושים לכל הרצת חשיפה, והפעילו את הליך הארוזול. ברגע שה-NHP שואף את הנפח המצטבר המיועד, המערכת נכבית.

נתקו את רצועות ה-RIP והניחו אותן על המיטה לצד ה-NHP. נגבו את ה-NHP בעזרת גזה ספוגה בתמיסת כלורהקסידין בריכוז של 1% עד 2%, תוך נקיטת זהירות בעת הניגוב מסביב לעיני ה-NHP. טפחו על ראשו של ה-NHP כדי להסיר עודפי תמיסה.

העבירו את ה-NHP חזרה דרך ה-RTP לחוקרים בתוך מעבדת חליפת האירוביולוגיה של ABSL-4. רוקנו את מחולל האירוסול ואת כל חומר האתגר שנותר לתוך שקית הפסולת הביולוגית המסוכנת המכילה פסולת, ציוד חד-פעמי ומכלי חפצים חדים מלאים עד ל-3/4. רוקנו את מדיה האיסוף ממדגם האירוסולים הביולוגי לתוך מבחנות איסוף המסומנות כראוי.

הניחו את מבחנות האיסוף על קרח רטוב בתוך דלי עבור הביו-אסיי (bio-assay) המתאים לקביעת מינון שאיפה מוערך. העבירו את מבחנות איסוף הדגימות ואת הדלי דרך ה-RTP. קבינת בטיחות ביולוגית Class III היא קבינת פלדה אל-חלודה אטומה הרמטית תחת לחץ שלילי, הנמצאת בתוך מעבדה לרמה 4 של בטיחות ביולוגית לבעלי חיים.

חומרים מוכנסים לקבינה לבטיחות ביולוגית על ידי צוות העובד במעבדה עם קבינה לרמה IV של בטיחות ביולוגית לבעלי חיים, באמצעות מיכל פלדת אל-חלד המותקן תחת הקבינה, או "מיכל טבילה", המכיל תמיסת חיטוי של 5% רבעונית כפולה של ಅಮון. מכיוון שה-BSC מובנית בתוך הקיר המפריד בין מעבדת הקבינה לבין מעבדת חליפות ABSL-4, ניתן להעביר חומרים, בעלי חיים ופתוגנים ויראליים ל-BSC גם מצד מעבדת החליפות, באמצעות עגלת הובלה ו-RTP. מרגע שדלתות עגלת ההעברה נפתחות אל מעבדת חליפות ה-ABSL-4, קבינת הבטיחות הביולוגית מסוג Class III נחשבת למזוהמת.

ניתן להניע פריטים בתוך ה-BSC מבחוץ על ידי צוותים הלובשים סוגים שונים של כפפות גומי סינתטיות. פריטים אלו, למעט דגימות זיהומיות, מוצאים מה-BSC לאחר סטריליזציה באמצעות אוטוקלאב בעל דלת כפולה או חיטוי באמצעות מיכל טבילה. על ידי אימות שהקבינה לבטיחות ביולוגית מסוג Class III והציוד לא어로סולים ביולוגיים פועלים כהלכה, נשמרת סביבה בטוחה ותקינה, החיונית לבטיחות הצוות.

באמצעות הקפדה קפדנית על הנהלים והפרקטיקות הללו, לא תועדו זיהומים נרכשים במעבדה במהלך מחקרי ביוארוסול במתקן המחקר המשולב (Integrated Research Facility) בפרדריק. לאחר השליטה בטכניקה זו, ניתן לבצעה בזמן יעיל המאפשר חשיפות מרובות של פרימטים שאינם בני אדם ביום אחד. בעת ביצוע הליך זה, זכרו לשמור על עומק הרדמה הולם.

ללא הרדמה במצב יציב, רכישת נתוני הפלתיסמוגרפיה הופכת למאתגרת הרבה יותר. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע ניסויי אירוביולוגיה אחרים הכוללים מינים קטנים יותר, כגון ארנבונים ועכברים. טכניקה זו סוללת את הדרך לחוקרי אירוביולוגיה לשלוט במשתנים המשפיעים על הדוזימטריה, כגון טמפרטורה, לחות יחסית ויעילות הדגימה הביולוגית, על מנת להעניק מינון מדויק של חומר שנשאף.

לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה של אמצעי הבטיחות הביולוגית המשמשים במהלך ניסויים אירוביולוגיים. אמצעי זהירות, כגון החלפה מרובה של כפפות הגנה אישיות, אמורים להפחית זיהומים פוטנציאליים הנרכשים במעבדה.