Меры предосторожности и эксплуатационные процедуры в (A) BSL-4 лаборатории: 3. аэробиологию

Основная цель данного протокола — дать общее представление о процедурах работы с аэрозолями в лабораториях с использованием боксов IV уровня биологической безопасности (BSL-IV) для обеспечения безопасности исследователей. Визуализация этого протокола помогает продемонстрировать сложности и компоненты системы безопасности администраторам здравоохранения, планирующим проектирование подобных зданий, а также внешним партнерам, участвующим в исследованиях высокоопасных патогенов. Главным преимуществом данного метода с использованием боксов биологической безопасности III класса с отрицательным давлением для экспериментов с аэрозолями является то, что персонал лаборатории может безопасно проводить исследования в области аэробиологии без использования костюмов с избыточным давлением.

В качестве ведущего аэробиолога я продемонстрирую данную процедуру вместе с Кайлом Боханноном, инженером по аэрозолям из нашей лаборатории. Проверьте функциональность оборудования порта быстрой передачи (RTP), используемого в аэробиологических процедурах, включая двери транспортной тележки и RTP, соединяющий транспортную тележку через стену с боксом биологической безопасности (BSC) III класса. Зафиксируйте RTP на месте.

Отслеживайте и фиксируйте в картах каждого примата (NHP) любые физические манипуляции, введения препаратов или рутинные процедуры. Если потребуется дополнительная анестезия, убедитесь, что все снятые колпачки, использованные иглы, острые предметы и шприцы утилизированы в контейнере для острых отходов. Не надевайте колпачки на иглы после использования.

Транспортируйте анестезированных НПЖ в прозрачных контейнерах, зафиксированных защелкой на крышке транспортировочного бокса. Поместите транспортные контейнеры на мобильную тележку, чтобы исследователи в полных защитных костюмах могли свободно передвигаться, используя шланги подачи воздуха через двери, устойчивые к перепадам давления. После завершения воздействия аэрозолем поместите НПЖ в транспортную тележку и верните животное в домашнюю клетку.

Одновременно с подготовкой животных, выполняемой персоналом по сравнительной медицине, проверьте функциональность деконтаминированного бокса биологической безопасности. Убедитесь, что отрицательное давление в БББ III класса поддерживается в заданном диапазоне. Осмотрите БББ III класса на предмет возможных утечек или трещин.

Осмотрите синтетические резиновые перчатки и уплотнительные кольца, установленные на деконтаминированном БСК III класса, на наличие слабых мест, проколов, разрывов или признаков старения резины. На данном этапе бокс биологической безопасности III класса не контаминирован. Замените поврежденные синтетические резиновые перчатки и/или уплотнительные кольца БСК III класса.

Осмотрите емкость для погружения и убедитесь, что она заполнена дезинфицирующим средством до отмеченного уровня: либо на три дюйма выше погружной перегородки, либо до разделительной линии внутри емкости. С помощью кондуктометра убедитесь, что концентрация дезинфицирующего средства в емкости составляет не менее 3 500 microsiemens или 3.5 millisiemens. Убедитесь, что автоклав БСК III класса исправен для приема контаминированных отходов и оборудования по завершении эксперимента или для однократного перемещения в БСК III класса через портал автоклава оборудования, необходимого для эксперимента, которое было пропущено ранее.

Автоклавируйте только то оборудование, которое, как известно, выдерживает жесткие условия этого процесса. Проверьте работоспособность остального оборудования для аэробиологических исследований. Например, электронных соединений и розеток.

Поместите руки в синтетические резиновые перчатки, встроенные в ББК III класса. Соберите камеру для облучения только головы НПЖ, кондиционирующую трубку и платформу управления аэрозолем. Подсоедините генератор аэрозоля к кондиционирующей трубке, а аэродинамический анализатор размеров частиц — к камере для облучения только головы НПЖ.

Выньте руки в перчатках из встроенных перчаток из синтетического каучука. Каждый раз после извлечения рук из встроенных перчаток из синтетического каучука утилизируйте одноразовые перчатки как биоопасные отходы. Затем запустите программное обеспечение для протокола создания аэрозоля на ноутбуке.

Введите в меню программного обеспечения соответствующие значения скорости потока для камеры экспозиции только головы НДП, генератора аэрозолей и биосэмплера, а также административную информацию. Получите заранее подготовленный патоген через порт быстрой передачи и заполните им генератор аэрозолей. Теперь бокс биологической безопасности III класса считается контаминированным.

С помощью программного обеспечения включите генератор аэрозоля. Патоген из генератора аэрозоля заполнит камеру экспозиции. После выключения генератора аэрозоля удалите остатки исследуемого материала и выбросьте их в пакет для биоопасных отходов, находящийся внутри бокса биологической безопасности III класса.

Затем заполните биопробоотборник собирающей средой и подсоедините заполненный биопробоотборник к камере для облучения только головы НПЖ. Подключите к биопробоотборнику соответствующую вакуумную линию. Убедитесь, что глубина анестезии НПЖ достаточна, что подтверждается отсутствием реакции на внешние раздражители, состоянием мышечного тонуса, а также стабильной частотой дыхания и сердцебиения.

Переместите обезболиченного НПМ через RTP в БББ III класса. Поместите НПМ в положение лежа на спине на наклонную поверхность для облучения. Убедитесь в стабильности показателей жизнедеятельности НПМ путем визуального осмотра и с помощью портативного монитора состояния субъекта.

Перед началом эксперимента откалибруйте систему респираторной индуктивной плетизмографии (RIP) согласно протоколу производителя. Закрепите ленты для респираторной индуктивной плетизмографии вокруг живота и грудной клетки НПЖ. Убедитесь, что ленты плотно прилегают, а электронные разъемы надежно зафиксированы.

Далее поместите калибровочную маску Numatech на морду НПМ. Затем убедитесь в герметичности прилегания маски к морде НПМ. Откалибруйте полосы RIP с помощью калибровочной маски Numatech, используя компьютерное программное обеспечение.

По завершении снимите калибровочную маску. Запишите параметры дыхания и экспортируйте данные о дыхании для каждого животного с помощью совместимой программы. Осторожно проведите голову НПМ через резиновую дентальную дамбу, прикрепленную к порталу для головы камеры для экспозиции только головы НПМ.

Убедитесь, что резиновый дентальный коффер обеспечивает герметичность вокруг шеи НПЖ во время воздействия аэрозоля. Введите в программное обеспечение целевой накопленный объем аэрозоля и необходимые идентификаторы оборудования для каждого цикла воздействия, затем запустите процедуру подачи аэрозоля. Как только НПЖ вдохнет целевой накопленный объем, система отключится.

Отстегните фиксирующие ремни RIP и разложите их на столе рядом с НПЖ. Протрите НПЖ марлей, смоченной в 1–2% растворе хлоргексидина, соблюдая осторожность при протирании области вокруг глаз НПЖ. Промокните голову НПЖ, чтобы удалить излишки раствора.

Переместите НПД обратно через RTP к исследователям, находящимся внутри лаборатории аэробиологии ABSL-4 в костюмах. Опорожните генератор аэрозоля и остатки материала для заражения в пакет для биоопасных отходов, содержащий мусор, одноразовое оборудование и заполненные на 3/4 контейнеры для острых предметов. Перенесите среды сбора из аэрозольного биосэмплера в соответствующие маркированные пробирки для сбора.

Поместите пробирки для сбора образцов в ведро с измельченным льдом для проведения соответствующего биоанализа с целью определения расчетной ингаляционной дозы. Передайте пробирки для сбора образцов и ведро через RTP. Бокс биологической безопасности III класса представляет собой герметичный шкаф из нержавеющей стали с отрицательным давлением, расположенный в лаборатории уровня биобезопасности IV (BSL-4) для работы с животными.

Персонал, работающий в лаборатории с боксами уровня биологической безопасности для животных IV (ABSL-4), вводит материалы в бокс биологической безопасности через установленный под боксом резервуар из нержавеющей стали (погружной бак), содержащий 5% раствор дезинфицирующего средства на основе двойных четвертичных аммониевых соединений. Поскольку бокс биологической безопасности встроен в стену, отделяющую лабораторию с боксами от лаборатории ABSL-4, где используются защитные костюмы, материалы, животные и вирусные патогены также могут перемещаться в бокс со стороны лаборатории с костюмами с помощью транспортной тележки и порта передачи (RTP). Как только двери транспортной тележки открываются в сторону лаборатории ABSL-4 с костюмами, бокс биологической безопасности III класса считается контаминированным.

Манипуляции с предметами внутри БББ осуществляются персоналом снаружи с использованием различных типов перчаток из синтетического каучука. Эти предметы, за исключением инфекционных образцов, извлекаются из БББ после стерилизации в двухдверном автоклаве или дезинфекции в иммерсионной ванне. Поддержание безопасной и надлежащим образом функционирующей среды, что является неотъемлемой частью безопасности персонала, обеспечивается путем проверки исправности бокса биологической безопасности III класса и оборудования для работы с биоаэрозолями.

Благодаря строгому соблюдению данных процедур и правил, в ходе исследований биоаэрозолей в Интегрированном исследовательском центре в Фредерике не было зафиксировано ни одного случая лабораторного заражения. После освоения данной методики ее можно выполнять достаточно быстро, что позволяет проводить многократное воздействие на приматов в течение одного дня. При выполнении этой процедуры не забывайте поддерживать адекватную глубину анестезии.

Без седации в стационарном состоянии сбор данных плетизмографии становится гораздо более сложным. После выполнения данной процедуры можно проводить другие аэробиологические эксперименты с использованием более мелких видов, таких как кролики и мыши. Этот метод позволяет исследователям в области аэробиологии контролировать переменные, влияющие на дозиметрию, такие как температура, относительная влажность и эффективность биосэмплера, для обеспечения точной ингаляционной дозы.

После просмотра данного видео вы должны получить четкое представление о мерах биологической безопасности, применяемых при проведении аэробиологических экспериментов. Такие меры предосторожности, как многократная смена перчаток, должны снизить риск возникновения потенциальных лабораторных инфекций.