3 Ekim 2016
Yüksek sonuçlu patojenler, havadaki partiküller yoluyla denekleri potansiyel olarak enfekte edebildiğinden, aerobiyoloji, patogenez araştırmalarında ve tıbbi karşı önlem geliştirmede giderek daha fazla uygulanmaktadır. Bir hayvan biyogüvenlik seviyesi 4 maksimum muhafaza ortamında insan olmayan primatlarda bir aerosol mücadelesi sırasında aerobiyoloji prosedürlerinin ayrıntılı bir görsel gösterimini sunuyoruz.
Bu protokolün genel amacı, laboratuvar araştırmacılarının güvenliğini destekleyen hayvan biyogüvenlik Düzey IV kabin laboratuvarı aerosol prosedürleri hakkında genel bir anlayış sağlamaktır. Bu protokolün görselleştirilmesi, benzer binaların tasarımını düşünen sağlık yöneticilerine ve yüksek riskli patojenlerle ilgili çalışmalarda yer alan dış ortaklara karmaşıklıkları ve güvenlik bileşenlerini göstermeye yardımcı olur. Aerosol deneyleri için negatif basınçlı Sınıf III biyogüvenlik kabinlerinin kullanıldığı bu tekniğin temel avantajı, laboratuvar personelinin pozitif basınçlı kıyafetler kullanmadan aerobiyoloji araştırmalarını güvenli bir şekilde yürütebilmesidir.
Baş aerobiyolog olarak, laboratuvarımızın aerosol mühendisi Kyle Bohannon ile birlikte prosedürü uygulamalı olarak göstereceğim. Taşıma arabası kapıları ve taşıma arabasını duvar üzerinden Sınıf III biyogüvenlik kabinine (BSC) bağlayan RTP dahil olmak üzere, aerobiyoloji prosedürlerinde kullanılan hızlı transfer portu (RTP) ekipmanının işlevselliğini test edin. RTP'yi yerine kilitleyin.
Her bir insan dışı primat (NHP) için tüm fiziksel manipülasyonları, uygulamaları veya rutin prosedürleri grafikler üzerinde izleyin ve kaydedin. Ek anestezi gerekirse, çıkarılan tüm kapakların, kullanılan iğnelerin, kesici/delici aletlerin ve şırıngaların tıbbi atık kesici-delici konteynerine atıldığından emin olun. Kullanımdan sonra iğne kapaklarını asla geri kapatmayın.
Anestezilenmiş NHP'leri, taşıma kutusunun kapağındaki bir mandalla sabitlenmiş şeffaf kaplarda taşıyın. Tam donanımlı araştırmacıların, hava basıncına dayanıklı kapılara giden solunum hatlarını kullanarak serbestçe hareket edebilmeleri için taşıma kaplarını mobil bir arabaya yükleyin. Bir aerosol maruziyeti tamamlandığında, NHP'yi taşıma arabasına yerleştirin ve NHP'yi ana kafesine geri götürün.
Karşılaştırmalı tıp personeli tarafından gerçekleştirilen hayvan hazırlıklarıyla eş zamanlı olarak, dekontamine edilmiş biyogüvenlik kabininin işlevselliğini test edin. Sınıf III BSC'deki negatif basıncın belirtilen aralıkta korunduğunu doğrulayın. Sınıf III BSC'yi potansiyel sızıntı veya çatlaklara karşı inceleyin.
Dekontamine edilmiş Sınıf III BSC'ye takılı sentetik kauçuk eldivenleri ve o-ringleri zayıf noktalar, yırtıklar, sökükler veya kuruma kaynaklı çürümeler açısından kontrol edin. Bu aşamada, Sınıf III biyogüvenlik kabini kontamine değildir. Hasarlı Sınıf III BSC sentetik kauçuk eldivenlerini ve/veya o-ringleri değiştirin.
Daldırma tankını kontrol edin ve dezenfektanın işaretli seviyeye kadar, yani ya daldırma bölmesinin 3 inç üzerine ya da daldırma tankının içindeki işaretli çizgiye kadar dolu olduğunu doğrulayın. Bir iletkenlik ölçer kullanarak daldırma tankındaki dezenfektan konsantrasyonunun minimum 3.500 microsiemens veya 3,5 millisiemens olduğunu doğrulayın. Sınıf III BSC otoklavının, deney tamamlandığında kontamine atık ve ekipmanları kabul etmek için veya deney için gereken ve gözden kaçan ekipmanları otoklav portalı üzerinden tek seferlik olarak Sınıf III BSC'ye aktarmak için işlevsel olduğundan emin olun.
Sadece işlemin zorluklarına dayanabildiği bilinen ekipmanları otoklavlayın. Diğer aerobiyoloji ekipmanlarının işlevselliğini test edin. Örneğin, elektronik bağlantıları ve prizleri.
Eldivenli elleri Sınıf III Biyogüvenlik Kabini'ne (BSC) bağlı sentetik kauçuk eldivenlerin içine yerleştirin. NHP sadece baş maruziyet odasını, kondisyonlama tüpünü ve aerosol yönetim platformunu monte edin. Kondisyonlama tüpüne bir aerosol jeneratörü, NHP sadece baş maruziyet odasına ise aerodinamik partikül boyutlandırıcıyı bağlayın.
Eldivenli elleri, bağlı sentetik kauçuk eldivenlerden geri çekin. Eldivenli eller bağlı sentetik kauçuk eldivenlerden her çıkarıldığında, kişisel eldivenleri biotehlikeli atık olarak atın. Ardından, dizüstü bilgisayarda aerosol protokol yazılımını başlatın.
Uygun NHP sadece baş maruziyet odası, aerosol jeneratörü ve biyobelirteç örnekleyici akış hızının yanı sıra idari bilgileri yazılım menülerine girin. Önceden hazırlanmış patojeni hızlı transfer portu aracılığıyla teslim alın ve aerosol jeneratörünü patojenle doldurun. Sınıf III biyogüvenlik kabini artık kontamine olmuştur.
Aerosol yazılımı aracılığıyla aerosol jeneratörünü açın. Aerosol jeneratöründen gelen patojen, maruziyet odasını dolduracaktır. Aerosol jeneratörünü kapattıktan sonra, challenge materyalini boşaltın ve Sınıf III biyogüvenlik kabininin içinde bulunan biotehlikeli atık torbasına atın.
Ardından, biyolojik numune alıcıyı toplama medyası ile doldurun ve doldurulmuş biyolojik numune alıcıyı NHP sadece baş maruziyet odasına takın. Biyolojik numune alıcıya uygun vakum hattını bağlayın. NHP'nin anestezi derinliğinin; dış uyarılara yanıtsızlık, kas tonusu ile stabil solunum ve kalp hızlarının gösterdiği üzere yeterli olduğunu kontrol edin.
Anestezi altındaki NHP'yi RTP üzerinden Sınıf III BSC'ye aktarın. NHP'yi sırtüstü pozisyonda pozlama rampasına yerleştirin. NHP'nin yaşamsal bulgularının stabil olduğunu görsel olarak ve taşınabilir bir denek monitörü ile doğrulayın.
Deneyden önce, üreticinin protokolünü kullanarak solunumsal indüktif pletismografi (RIP) için kalibrasyon yapın. Solunumsal indüktif pletismografi bantlarını NHP'nin karnına ve göğsüne yerleştirin. Bu bantların düzgün şekilde oturduğunu ve elektronik bağlantıların sıkıca bağlandığını kontrol edin.
Ardından, Numatech kalibrasyon maskesini NHP'nin burnunun üzerine yerleştirin. Daha sonra, NHP'nin burnu etrafında sızdırmazlığın sağlandığını kontrol edin. RIP bantlarını, bilgisayar yazılımı kullanarak bir Numatech kalibrasyon maskesi ile kalibre edin.
İşlem tamamlandığında kalibrasyon maskesini çıkarın. Her bir hayvan için solunum parametrelerini kaydedin ve uyumlu bir program aracılığıyla solunum verilerini dışa aktarın. NHP'nin başını, NHP sadece baş maruziyet odasının baş portalına takılı olan kauçuk dental barajdan nazikçe geçirin.
Aerosol maruziyeti sırasında kauçuk dental damın NHP'nin boynu etrafında sızdırmazlık sağladığından emin olun. Hedef aerosol birikim hacmini ve her bir maruziyet çalışmasıyla ilgili gerekli ekipman tanımlayıcılarını yazılıma girin ve aerosol prosedürünü başlatın. NHP hedef birikim hacmini soluduğunda sistem kapanır.
RIP bantlarını çözün ve NHP'nin yanındaki yatağa serin. NHP'yi, %1 ile %2'lik klorheksidin solüsyonuna batırılmış gazlı bezle silin; NHP'nin göz çevresini silerken dikkatli olun. Fazla solüsyonu temizlemek için NHP'nin başını hafifçe kurulayın.
NHP'yi RTP aracılığıyla ABSL-4 aerobiyoloji giysi laboratuvarının içindeki araştırmacılara geri aktarın. Aerosol jeneratörünü ve kalan tüm challenge materyalini; çöpleri, tek kullanımlık ekipmanları ve 3/4'ü dolu delici-kesici alet konteynerlerini içeren biyotehlikeli atık torbasına boşaltın. Aerosol biyolojik örnekleyicideki toplama ortamını, uygun şekilde etiketlenmiş toplama tüplerine boşaltın.
Tahmini soluma dozunu belirlemek amacıyla, uygun biyolojik analiz için toplama tüplerini bir kova içindeki ıslak buzun üzerine yerleştirin. Ardından, numune toplama tüplerini ve kovayı RTP'den geçirin. Sınıf III biyogüvenlik kabini, hayvan biyogüvenlik Seviye IV kabin laboratuvarı içerisinde bulunan, negatif basınç altındaki hermetik olarak mühürlenmiş paslanmaz çelik bir kabindir.
Materyaller, hayvan biyogüvenlik Düzey IV kabin laboratuvarında çalışan personel tarafından, kabin altına monte edilmiş ve yüzde beşlik çift kuaterner amonyum dezenfektan çözeltisi içeren paslanmaz çelik bir tank veya daldırma tankı aracılığıyla biyogüvenlik kabinine aktarılır. Biyogüvenlik kabini, kabin laboratuvarını ABSL-4 kıyafet laboratuvarından ayıran duvara gömülü olduğu için materyaller, hayvanlar ve viral patojenler, bir taşıma arabası ve bir RTP kullanılarak kıyafet laboratuvarı tarafından da biyogüvenlik kabinine taşınabilir. Transfer arabasının kapıları ABSL-4 kıyafet laboratuvarına açıldığında, Sınıf III biyogüvenlik kabini kontamine olmuş kabul edilir.
BSC içindeki öğeler, çeşitli tipte sentetik kauçuk eldiven giyen personel tarafından dışarıdan yönlendirilebilir. Bulaşıcı numuneler hariç bu öğeler, çift kapılı bir otoklav aracılığıyla sterilizasyondan veya daldırma tankı yoluyla dezenfeksiyondan geçirildikten sonra BSC'den çıkarılır. Sınıf III biyogüvenlik kabininin ve biyo-aerosol ekipmanının düzgün çalıştığının doğrulanmasıyla, personelin güvenliği için temel teşkil eden, güvenli ve düzgün işleyen bir ortam sürdürülür.
Bu prosedür ve uygulamalara sıkı sıkıya bağlı kalınması sayesinde, Frederick'teki Entegre Araştırma Tesisi'nde yürütülen biyo-aerosol araştırmaları sırasında hiçbir laboratuvar kaynaklı enfeksiyon kaydedilmemiştir. Bu teknik üzerinde uzmanlaşıldığında, tek bir günde birden fazla insan dışı primat maruziyetine izin verecek şekilde zamanında uygulanabilir. Bu prosedürü gerçekleştirirken, yeterli anestezi derinliğini korumayı unutmayın.
Kararlı durum sedasyonu olmadan, pletismografi veri toplama işlemi çok daha zorlu hale gelir. Bu prosedürün ardından, tavşan ve fare gibi daha küçük türleri içeren diğer aerobiyoloji deneyleri gerçekleştirilebilir. Bu teknik, aerobiyoloji araştırmacılarının, kesin bir inhalasyon dozu sağlamak amacıyla sıcaklık, bağıl nem ve biyolojik örnekleyici verimliliği gibi dozimetriyi etkileyen değişkenleri kontrol etmelerine olanak tanır.
Bu videoyu izledikten sonra, aerobiyolojik deneyler sırasında uygulanan biyogüvenlik önlemleri hakkında iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Kişisel eldivenlerin sık sık değiştirilmesi gibi önlemler, laboratuvar kaynaklı olası enfeksiyonları azaltmalıdır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu makale, insan dışı primatlarda aerosol maruziyetleri sırasında kullanılan aerobiyoloji prosedürlerinin ayrıntılı bir görsel gösterimini sunmaktadır. Odak noktası, biyogüvenlik seviyesi 4 ortamında yüksek riskli patojenler üzerine araştırma yürütülmesinde yer alan güvenlik protokolleri ve karmaşıklıklardır.
ABSL-4 ortamlarında aerobiyoloji araştırmaları yürütmek, yüksek riskli patojenlerin mekanistik çalışmalarını gerçekleştirebilmek için sıkı güvenlik protokolleri gerektirir. Bu çalışma, patojenik mekanizmaları aydınlatan ve terapötik hipotezlere temel oluşturan kontrollü inhalasyon maruziyet modelleri sağlayarak hedef doğrulamasını destekler. Tanımlanan prosedürler, aerosol iletimini ve dozimetrisini standartlaştırarak preklinik modellerdeki öngörü güvenini artırır.
Bu yöntem, kontrollü patojen maruziyeti ve solunum izlemesine olanak sağlayarak, hipotez testinden öncü bileşik tanımlamaya kadar olan keşif sürecine entegre olmaktadır.