(A)의 안전주의 사항 및 운영 절차 BSL-4 실험실 3. 공중 생물학

Immunology and Infection

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Bohannon, J. K., Janosko, K., Holbrook, M. R., Barr, J., Pusl, D., Bollinger, L., Coe, L., Hensley, L. E., Jahrling, P. B., Wada, J., Kuhn, J. H., Lackemeyer, M. G. Safety Precautions and Operating Procedures in an (A)BSL-4 Laboratory: 3. Aerobiology. J. Vis. Exp. (116), e53602, doi:10.3791/53602 (2016).

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Abstract

Introduction

바이러스의 전송은 일반적으로 에어로졸 또는 호흡기 방울에 의해 전송되는 병원체에 의해 발생하는 직접 또는 신체 접촉하지만, 많은 중요한 바이러스 성 질병 (예를 들어, 홍역, 수두, 인플루엔자)에 의해 발생합니다. 이러한 병원균 작업의 손실과 관련된 폭 넓은 경증 질환에 이르기까지 결과와 유행성 독감을 일으킬 가능성이있다 (예를 들면, 감기)의 높은 치사율 (예를 들어, 천연두) 심각한 질환을 희귀합니다. 에어로졸 또는 의도적 인 에어로졸 방출에 의해 자연적으로 확산 높은 결과 병원균은 (생물 무기) 공중 생물학 1에 특별한 관심입니다. 인간은 빠르게 기침, 2 재채기, 큰 호흡 방울 또는 작은 입자 핵 이러한 병원균의 일부에 감염 쉽게 타액 분비물을 통해 다른 사람에게 이러한 병원균 확산 될 수 있습니다. 미국 디펜스 커뮤니티에서 높은 결과 병원체 (예를 들어, 필로 바이러스 또는 다른 NIAID 칼슘tegory AC 우선 순위 병원균과 CDC 생물 테러 에이전트) 관련 감염 3,4의 높은 치사율에 의한 에어로졸의 연구 프로그램의 초점이다. 공중 생물학 분야에서 중요한 과학적 진보로 인해 에어로졸 장비 및 높은 밀폐 시설 (5, 6)의 기술 진보에 지난 십년 내에되었습니다. 건강의 국립 연구소, 알레르기 국립 연구소 감염증 (NIH / NIAID), 프레드릭, MD, USA (IRF-프레드릭)에있는 포트 데 트릭에서 통합 연구 시설의 연구는 동물 바이오 안전성을 필요로 높은 결과 신흥 병원균에 초점을 맞추고 레벨 4 (ABSL-4) 봉쇄. IRF-프레드릭의 전반적인 임무는 평가하고 후보 백신과 치료제 (의료 대책)의 개발을 촉진하는 것입니다.

IRF-프레드릭에서 높은 결과 병원균과 연구는 엄격한 바이오 안전성 및 동물 관리 및 사용 요구 사항이 적용됩니다. 이들의 requirements는 미생물 및 생물 의학 연구소 (BMBL) 수동 (7)와 연방 정부의 동물 복지 규정에 바이오 안전성에 설명되어 있습니다.이 필요한 요구 사항을 수행 할 수있는 연구의 종류를 제한하고 전체 연구 설계에 영향을 미칠 수 있습니다. 우리가 이전에이 저널에 설명 된 바와 같이, ABSL-4 환경에서 수행하는 모든 연구는 특정주의, 고도의 전문 교육, 강력하고 중복 시설 인프라 8,9가 필요합니다.

IRF-프레드릭 ABSL-4 정장 실험실 진출 양복 팔을 캡슐화 긍정적 인 압력을 걸치고 필요합니다. 정장을 캡슐화 긍정적 인 압력은 ABSL-4 캐비닛 연구소를 입력 할 필요가 없습니다. ABSL-4 캐비닛 실험실 (7)의 인증 클래스 III 바이오 안전성 캐비닛 (BSC) 내에서 위험 그룹 4 감염성 물질을 조작 할 때 스크럽 정장, 고무 또는 니트릴 장갑, 그리고 가까운 터진 신발을 걸치고 것은 적절하다.

IRF-프레드릭에서, 에어로졸 장치는 설계 조립하고, 두 개의 밀폐 스테인레스 스틸 밀폐, 부압 클래스 III BSC들,도 1에서 유지된다. IRF-프레드릭 공중 생물학 코어 자동 에어로졸 관리 플랫폼 (고용 AAMP)을 제어하고 이러한 BSC들 내에서 에어로졸 실험, 그림 2를 모니터링 할 수 있습니다. 이전의 출판물이 IRF-프레드릭의 클래스 III BSC들과 통과 포트 (5)을 통하여 소송 실험실에 대한 연결의 특정 기능을 설명했다. 실험 전에 클래스 III BSC 제조 절차는 IRF 다릅니다. 다른 기관에서 사용되는 다른 클래스 III의 BSC는 IRF에서 사용 클래스 III BSC 유사한 기능을하지만, 전송, 액세스, 또는 도킹에 대해 서로 다른 메커니즘을 가질 수있다.

더 높은 결과 병원균이 감염성을 유지하는 방법을 이해하고 에어로졸 전송을 통해 확산, 안전 AErobiological 실험은 특정 워크 플로우 절차에 따라 이러한 클래스 III BSC들에서 수행해야합니다. 연구진은 신중하고 철저하게 안전하고 일관된 방식으로 다음에이 워크 플로우를 보장하기 위해 훈련을하고있다. 인간이 아닌 영장류 (NHP) 에어로졸 도전, 여러 에어로졸의 특성 또는 가짜 에어로졸 실행하기 전에이 에어로졸 형태의 안정성과 생존 에이전트의 경우를 테스트하기 위해 수행된다. 에어로졸 특성화 공정은 실제 에어로졸 챌린지를 모방하고, 연구자는 에어로졸 연구와 관련된 변수를 평가한다.

워크 플로의 또 다른 부분은 각 NHP에 대한 차트에 물리적 조작, 관리 또는 마취제 또는 다른 에이전트, 또는 일상적인 절차를 기록하는 것입니다. 이 주제 차트는 절차의 일관성과 표준화를 보장하기 위해 철저하게 분석한다. 주제는 노출 에어로졸 이전에 마취되어있다. 예 마취제는 tiletamine / zolazepam, 케타민 / 아세 프로 마진, 그리고 ketami 포함네브라스카. 마취제는 호흡 억제 및 제어, 정상 호흡의 추진을 최소화에 따라 선택된다. 추가 마취 공급 장치는 동물 절차 룸에서 유지하고 공중 생물학 ABSL-4 캐비닛 실험실에 NHP로 전송 카트 운반된다.

ABSL-4 정장 실험실 내에서 NHPs 두 가지 방법 (즉, 헤드 아웃 체적 변동 측정기, 호흡 유도 혈량 측정법 [RIP]) 흡기 호흡량을 결정 중 하나를 통해 체적 변동 측정기를 받아야하고 속도를 호흡하는 10-12을 변경합니다. 이 파생 된 매개 변수 또는 에어로졸에 노출시 직전 병원체의 추정 흡입 투여 량의 정확한 계산에 사용됩니다. 헤드 아웃 혈량 측정법은 NHP (13)를 수용 긴 원통형 챔버를 사용합니다. 동물이 실린더 인 경우 생성되는 압력 강하는 교류 / 직접 CURREN 처리, 증폭기에 전달하는 pneumotachograph 의해 캡처t 변환기 및 상기 폐 파라미터를 유도하기 위해 소프트웨어로 통합. RIP는 피사체의 가슴과 복부 (11, 12)의 주위에 신축성 밴드에 내장 된 유도 코일 구리 와이어로 만들어진 센서를 사용합니다. 유도 - 용량 센서에 자계를 생성한다. 호흡 자기장을 변경하고, 생성 된 전압의 변화는 단파장 초고 주파수 전파를 통해 컴퓨터에 수신기 옆 탄성 밴드 송신기로부터 중계된다. 전용 소프트웨어는 호흡 속도와 총 흉부 변위에서 호흡량을 결정합니다.

혈량 측정법을 통해 얻어진 체적 분 (MV)를 추정 흡입 투여 량 (D)의 계산에 사용된다. 에어로졸을 생성하고 샘플링에서, 상기 에어로졸의 농도 (AC)는 미디어 (V)의 양으로 biosampler 농도 (BC)를 승산하고 의해 biosampler (FL)의 유량을 곱한 결과로 나누어 계산노출 시간 (T). 단순화 된 공식은 AC = BC의 X의 V로 표시됩니다 ÷ FL X T. 차례로, NHPs의 실제 에어로졸 도전, D가 MV와 노출 시간 (시간 = T)에 의해 AC를 곱하여 계산한다. 단순화 된 공식은 D = AC X MV X T.으로 표시됩니다

이 문서의 목적은 시각적으로 두 관점의 ABSL-4 정장 연구소 측과 ABSL-4 캐비닛 실험실 측에서 NHPs를 사용하여 전체 에어로졸 도전 과정을 보여이다. 이러한 절차가 언급 한 몇 가지 사례에 대한 자연에서 일반적 일 수 있지만, 그들은 IRF-프레드릭 공중 생물학 코어에 고유 한이 기관에서 사용되는 실제 사례를 나타냅니다. 이 문서 안전하게 에어로졸 도전이 아닌 실제 에어로졸 도전 자체를 수행하는 데 필요한 바이오 안전성 절차에 초점을 맞추고있다. 이 과정에서, 우리는 NHP를 마취와 관련된 위험으로 인해 바이오 안전성 관행을 보여 더미 주제를 사용하고 있습니다. PERFO의 그러나 과정절차에 관계없이 사용 높은 결과 병원균의 동일하기 때문에 에어로졸 도전을 rming하는 일반적인 방법으로 기록됩니다. 우리는 최대 봉쇄 조건에서 높은 결과 병원균의 에어로졸 연구를 수행의 엄함에 대한 과학자들의 지식과 이해를 증진하는 것을 목표로하고 있습니다.

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Protocol

이 프로토콜은 다음과 동물 보호 지침을 준수합니다. 동물 평가 및 실험 동물 관리 국제 인증 협회의 인증을 받았으며 시설에 수용되었다. 모든 실험 절차는 알레르기 및 전염병 국립 연구소, 임상 연구 부문, 동물 관리 및 사용위원회의 승인 및 동물 복지법 규정, 공공 보건 서비스 정책을 준수이었고, 관리 및 사용에 대한 가이드되었다 실험 동물 추천.

1. 공중 생물학 : 동물 바이오 안전성 레벨 4 (ABSL-4) 정장 연구소

  1. 실험 준비
    1. (8에서 자세히 설명)을 ABSL-4 정장 실험실 항목의 절차를 완료합니다.
    2. 모든 장비의 기능을 테스트합니다 (예를 들어, 체적 변동 측정기 장비, 노트북, 생물학적 쓰레기통, 생물학적 날카로운 물건 용기, 주제 감시 장치제조 업체의 프로토콜에 따라 ABSL-4 정장 실험실 내에서 발생하는 공중 생물학 절차에 관여들).
    3. 전송 카트 전에 클래스 III BSC)에 벽을 통해 전송 카트를 연결하는 빠른 전송 포트 (RTP)의 기능을 테스트에 생물학적으로 깨끗해야합니다.
    4. 취급 및 인증 BSC들 내에서 병원체를 희석. 적절한 소독제를 포함하는 클래스 II BSC 내에서 해당 제제의 병원체를 준비합니다. 전송 바구니에 젖은 얼음에 생물 학적 기호로 표시 기밀 보조 용기에 병원체를 운반. 클래스 ABSL-4 캐비닛 실험실에서 III BSC, 그림 1에 RTP를 통해 병원균을 전달합니다.

2. 혈량 측정법 : 동물 바이오 안전성 레벨 4 (ABSL-4) 정장 연구소

  1. 체적 변동 측정기 설치 및 교정
    1. 체적 변동 측정기 취득하는 방법 결정(헤드 아웃 혈량 측정법 또는 호흡기 인덕턴스 혈량 측정법 [RIP는]) 사용과 함께 비용 구성 요소를 연결됩니다.
    2. 제조자의 프로토콜을 사용하여 실험을하기 전에 plethysmograph 보정.
  2. 체적 변동 측정기 취득
    1. NHPs을 처리 할 때 교차 오염을 방지하고 안전한 방법을 홍보하기 위해 정장 장갑의 맨 위에 라텍스 또는 니트릴 장갑의 외부 쌍을 돈. NHPs 처리 완료되면,이 여분의 장갑을 제거하고 실내의 생물학적 휴지통에 버린다.
    2. 헤드 아웃 체적 변동 측정기를 사용하는 경우, 실린더의 전면에 새 고무 / 치과 댐을 연결합니다. 실린더의 상부를 통해 맞게 NHP의 헤드 댐에 작은 구멍을 잘라. 장착하면 댐은 NHP의 목에 도장을 만듭니다.
    3. RIP를 사용하는 경우, RIP 밴드 제대로 NHP의 가슴과 복부 주위에 장착되고, 전자 연결 tigh 스냅 있는지 확인TLY.
    4. ABSL-4 캐비닛 실험실에서 연구원으로 체적 변동 측정기 과정에서 얻은 모든 데이터를 전송합니다. 에어로졸 과정에서 사용하기 위해 호환 프로그램을 통해 각 동물의 호흡량 및 분 볼륨 데이터를 내 보냅니다.

3. 비인간 영장류 운송 및 취급 : 동물 바이오 안전성 레벨 4 정장 연구소

  1. NHP 처리
    1. 모니터링 및 각 NHP에 대한 차트에 물리적 조작, 정부, 또는 일상적인 절차를 기록한다.
    2. 에어로졸 챌린지가 완료되면, 반송 용기 내부 NHP 놓고 동물 유지 방에있는 홈 케이지 NHP를 반환한다.
    3. 살아있는 동물을 취급 할 때, 존재하는이 직원을 필요로하는 필수 규칙을 따릅니다.
  2. NHP 전송
    1. 마취의 종류를 결정, 마취의 기간 (수송, 체적 변동 측정기의 acquisit을 커버이온 및 에어로졸 도전) 및 관리 이전 마취의 해당 복용량. 완전 비교 의학 직원에 의해 선택 과정에 따라 NHP를 마취. 추가 마취가 필요한 경우, 모든 바늘, 날카로운 물건, 주사기, 그리고 모자는 동물 절차 실의에있는 날카로운 물건 용기에 폐기 확인합니다. 사용 후 어떤 바늘을 정리해하지 마십시오.
    2. 운송은 운송 상자의 뚜껑에 걸쇠로 고정되어 분명 용기에 NHPs를 마취.
    3. 이동 카트 위에로드 수송 용기는 완전히 적합 연구자가 자유롭게 방지 APR () 문, 그림 1 호흡 공기 라인을 사용하여 공기 압력을 통해 이동할 수 있습니다.
    4. NHP 대한 추가 호흡 공기 수송 컨테이너에 공급되지 않을 때, 전송 시간을 최소화한다.

4. 공중 생물학 : ABSL-4 내각 연구소

  1. 클래스 III BSC 설치
    1. 동시에 비교 의학 직원에 의해 수행 동물의 준비와, 클래스 III BSC를 준비합니다. (; 권장 WG 250 아빠 또는 -1.0 물 게이지 (WG) 최소 125 아빠 또는 -0.5) 시각 III BSC가 지정된 범위 내에서 유지되는 클래스에 부정적인 압력을 확인합니다. 잠재적 누수 나 균열 (그림 1 참조) 클래스 III BSC를 검사합니다.
    2. 물리적, 시각적으로는 클래스에게 III BSC 합성 고무 장갑과 약점에 대한 클래스 III BSC에 부착 된 O 링을 검사, 눈물, 입술, 또는 건조 부패. 손상된 클래스에게 III 합성 고무 장갑 및 / 또는 직전에 사용하는 O 링을 교체합니다. 이 시점에서, 클래스 III BSC는 오염되지 않습니다.
    3. 클래스 III BSC 오염 상태에서 누설이 발생하는 경우, 침해 경고 및 설비 관리 및 바이오 요원의 위치를 ​​식별한다. 클래스 III BSC 통합 장갑이 찢어 지거나 위반되는 경우, 적절한 교육을받은 기술 간에 따라 손상된 장갑을 즉시 교체최종 클래스 III BSC 표준 운영 절차.
    4. (N- 알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드, N- 알킬 디메틸 에틸 벤질 암모늄 클로라이드) 살균제 제 이중 급 암모늄의 적절한 농도의 과도한 눈물 또는 위반 스프레이, 노광 중에 작은 눈물 또는 위반을 포함하는 통합 된 장갑을 변경하려면 . 공기 흐름의 증가를 만드는이 시간 동안 과도한 운동을하지 마십시오.
    5. 조심스럽게, 여전히 클래스 III BSC에 부착 손상된 통합 장갑을 떠나 외부 O 링 (중 2)을 제거합니다. 통합 장갑 씰은 그대로 유지 확보하면서 약간 포트에서 멀리 손상된 통합 장갑 커프를 이동합니다. 시일이 손상되면, 알람이 제대로되지 않은 과정을 나타내는 소리가 날 것이다. 두 번째 O 링이 클래스 III BSC에서 제거 된 후 통합 장갑 커프는 포트에 연결된 상태로 유지해야합니다.
    6. 이전 장갑 난의를 통해 새로운 클래스 III BSC 합성 고무 장갑을 배치n은 같은 방향입니다. 다른 클래스 III BSC 장갑 포트 마찬가지로 포트를 통해 완전히 새로운 장갑을 놓습니다.
    7. 새로운 통합 장갑을 통해 클래스 III BSC에 가장 가까운 O 링을 교체합니다. 인접한 통합 장갑 포트를 사용하여 조심스럽게 클래스 III BSC 내부의 손상 클래스 III BSC 합성 고무 장갑을 빼냅니다. 새로운 클래스 III 합성 고무 장갑 봉쇄를 유지하는 장벽 역할을합니다. 다른 손상 클래스 III 합성 고무 장갑이 제거 (안쪽으로 당겨)되면, 다른 외부 O 링을 교체하고 작업을 계속합니다.
    8. 특정 클래스 III BSC 로그 책에 장갑 눈물 / 위반에 관한 모든 세부 사항을 기록합니다. 손상된 집적 장갑을 제거 또는 억제의 위반이 발생하면, 손상 집적 장갑 / 포트 여전히 3 0.47 m / 초 내측 공기 흐름을 유지한다. 이 내부 공기 흐름을 따라서 클래스 II 및 클래스 III BSC들 사이의 일관성을 유지, 클래스 II BSC에 사용되는 것과 동일한 공기 흐름이다.
    9. 덩크 탱크를 검사하고덩크 탱크가 덩크 탱크, 그림 1 안에 표시된 수준 소독제 충전되어 있는지 확인합니다. 덩크 탱크 소독제의 농도를 확인하는 것은 전도도 측정기를 사용하여 3,500 μS 최소이다. 이 전도성은 살균제의 5 % 농도에 해당합니다.
    10. . 클래스 III BSC 오토 클레이브는 그림 1, 그래서 오염 된 폐기물 및 장비를 멸균 할 수있는 기능 및 작동 확인 멸균 과정의 엄격함을 유지하는 것으로 알려져에만 장비를 압력솥.
    11. 다른 (예, AAMP 성분 랩톱) 공중 생물학 장비 실험에 관련된 공기 및 진공 라인을도 2의 기능을 테스트한다.
    12. 장치의 현재 오염 상태를 나타내는 클래스 III BSC에 표지판을 놓습니다.
  2. NHP 머리 만 노출 상공 회의소의 조립 및 시스템 설정
    1. 16 리터 NHP 머리 만 노출 차를 조립. 스테인리스 전달 배기 라인,도 2를 삽입하여 mber 누름에 챔버를 구성 /를 AAMP에 적합한 공기, 진공 및 압력 라인을 연결하여, 동적 구성을 당긴다. 클래스 III BSC (그림 1)의 상부에 위치하는 밀폐 포트를 통해 클래스 III BSC 내에서 전원 및 노트북 컴퓨터에 AAMP를 연결합니다.
    2. 누출이나 균열에 대한 조립 NHP 머리 만 노출 챔버를 검사하고, 챔버가 제대로 조립되어 있는지 확인합니다.
    3. NHP 머리 만 노출 챔버 에어로졸 발생기와 공기 역학적 입자 크기 판독 장비를 연결합니다.
    4. AAMP에 공기와 진공 소스를 엽니 다.
    5. 노트북 컴퓨터의 에어로졸 프로토콜 소프트웨어를 실행합니다. 소프트웨어 메뉴에 해당 NHP 머리 만 노출 챔버, 에어로졸 발생기 및 biosampler 유량 및 관리 정보를 입력합니다.
    6. 에어로졸 도전을 계산혈량 측정법 과정에서 취득 된 데이터로부터 시간 2.2.4 단계. 머리 아웃 체적 변동 측정기를 사용하는 경우, 에어로졸 노출 전에 투여 량을 계산한다. RIP를 사용하는 경우, 에어로졸에 노출시 동시에 투여 량을 계산한다.
    7. 병원체와 에어로졸 발생기를 입력합니다.
    8. 에어로졸 소프트웨어를 통해, "의"에어로졸 발생기를 켜고 10 분 동안 도전 재료로 NHP 머리 만 노출 챔버의 내부를 스프레이.
    9. , 에어로졸 발생기의 전원을 끄고 도전 물질을 비우하고, 클래스 III BSC의 내부에 위치하는 생물학적 쓰레기 봉투에 도전 물질을 폐기합니다.
  3. NHP 머리 만 노출
    1. 의 NHP 머리 만 노출 챔버에 biosampler를 부착 수집 미디어와 biosampler를 작성하고 biosampler에 적절한 진공 라인을 연결합니다.
    2. NHP의 마취의 깊이를 확인합니다. 마취 깊이 (적절한 것으로 간주되는 경우
    3. NHP 노출 진입로로 앙와위에서 NHP를 놓습니다.
    4. 조심스럽게 NHP 머리 만 노출 챔버의 머리 포털에 부착 된 고무 / 치과 댐을 통해 NHP의 머리를 전달합니다. 고무 / 치과 댐은 시일이 에어로졸에 노출시 NHP의 목에 생성됩니다 보장합니다.
    5. NHP의 활력 징후는 시각적으로 휴대용 주제 모니터를 안정적인지 확인합니다.
    6. 단계 4.2.6에서 계산 된 에어로졸 도전의 시간을 입력합니다. 당 및 필요한 장비 식별자각 에어로졸에 tinent는 에어로졸 소프트웨어로 실행하고 에어로졸 도전을 시작합니다.
    7. 원하는 입도 분포가 달성되도록 에어로졸 입도 분석기 각 에어로졸 실행 중에 입자 크기 데이터를 확인한다. 노출에 걸쳐 연속적으로 또는 간헐적으로이 검증을 수행합니다.
    8. 에어로졸 도전이 완료되면, 머리 만 노출 챔버에서 NHP를 제거하고 실험실 직원에게 잠재적 인 오염을 줄이기 위해 적절한 소독제와 NHP의 얼굴 / 머리를 닦아냅니다.
    9. 에어로졸 챔버 퍼지 공기는 상기 챔버를 통해 공기 및 진공을 전달하여 5 분간 남은 지체 입자를 세척한다. 이 절차는 "청소"이후 NHP 에어로졸 노출에 대한 에어로졸 노출 챔버에서 잔류 입자를 제거합니다.
    10. ABSL-4 공중 생물학 정장 실험실 내부에있는 연구자들에게 다시 RTP를 통해 NHP를 전달합니다.
    11. 모든 날카로운 물건 유 폐기BSC에 남아 지정된 날카로운 물건 용기에 클래스 III BSC 내에서 나오지도. 날카로운 물건 용기가 가득 ¾ 때, 생물 학적 쓰레기 봉투에 넣습니다.
    12. 에어로졸 발생기와 쓰레기, 일회용 장비를 포함하는 생물학적 쓰레기 봉투에 도전 물질을 나머지 중 하나를 비우기 및 / 또는 ¾-전체 날카로운 물건 용기를 적용합니다.
    13. 적절하게 표시 수집 튜브에 에어로졸 biosampler에서 수집 미디어를 비우고 젖은 얼음에 배치합니다.
    14. 예약 된 모든 피험자가 도전 때까지 반복 4.3.13에 4.3.1 단계를 반복합니다.
    15. 에어로졸 투여 량의 정량 다시 적정에 대한 연구로 RTP를 통해 모든 에어로졸 biosampler 샘플을 전달합니다.
    16. 클래스 III BSC에 부착 된 통과 오토 클레이브에 에어로졸 도전에서 쓰레기 및 장비를 배치하고 적용 가능한 멸균주기 (그림 3)을 선택합니다.
    17. NHP 헤드 전용 C를 분해hamber 머리 전용 챔버 및 생물학적 지표로 확인 파라 포름 알데히드 가스 사이클 클래스 III BSC 오염을 제거합니다.

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Representative Results

클래스 III 바이오 안전성 캐비닛 (BSC)는 ABSL-4 캐비닛 실험실 내 음압 아래 ABSL-4 환경을 포함하는 밀폐 된 스테인레스 스틸 캐비닛 (그림 1)입니다. 재료는 언더 캐비닛에 장착 된 스테인레스 강 탱크를 통해 ABSL -4- 캐비닛 실험실에서 근무하는 직원으로 BSC로 도입 될 수있는 5 함유 (통상적 ABSL-4 또는 BSL -4- 설정에서 "덩크 탱크"라한다) 듀얼 % 급 암모늄 (N- 알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드, N- 알킬 디메틸 에틸 벤질 암모늄 클로라이드) 소독액. BSC에가 ABSL-4 정장 실험실에서 캐비닛 실험실을 분리하는 벽에 내장되어 있기 때문에, 재료, 동물, 바이러스 성 병원체는 전송 카트와 빠른 전송을 사용하여 ABSL-4 정장 연구소 측에서 BSC로 이동할 수 있습니다 포트 (RTP). 기지국 제어기 내의 내용물 입고 연구자에 의해 외부에서 조작 할 수 합성 고무 장갑 각종 구체적 네오프렌 / chlorosulphonated 폴리에틸렌. 내용은, 감염성 샘플을 제외하고 덩크 탱크를 통해 이중 도어 오토 클레이브 또는 소독을 통해 살균 후 BSC에서 제거됩니다. / 검사 클래스 III BSC 및 bioaerosol 장비 (그림 2)가 제대로 작동하는지 확인하여, 우리는 안전하고 적절하게 운영 환경을 유지한다. 클래스 III BSC의 적절한 유지 보수 및 사용은 연구자 개인 보호에 필수적입니다. 멸균 할 수있는 에어로졸 도전에서 에어로졸 노출, 쓰레기 및 장비에 따라하는 것은 클래스 III BSC에 부착 된 통과 오토 클레이브, 그림 3에 배치됩니다. 엄격한 준수를 통해 이러한 절차 및 관행에 어떤 실험실 획득 감염은 동안 기록되지 않았다 IRF-프레드릭에서 bioaerosol 연구.

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그림 1. (5 재생) 정지 상태에서 캐비닛의 IRF-프레드릭. 프리젠 테이션에서 클래스 III 바이오 안전성 캐비닛 설치의 도식 프레 젠 테이션. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
그림 2. 에어로졸 관리 플랫폼. 5에서 적응은. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3. 연동 더블 도어 오토 클레이브는 클래스 III BSC에 첨부. 연구원이 선택하는 것입니다외부 도어 결국 열릴 때 고압 챔버 내의 내용물을 확인하기 위해 사전 프로그램 된 오토 클레이브주기는 비 감염성이다. 전체 살균주기가 완료 될 때까지 연구원에 가장 가까운 위치 문을 열 수 없습니다. 오토 클레이브 챔버 내부의 생물학적 지표 (5 재생) 멸균 처리 후 에이전트 비활성화를 결정하기 위해 분석됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

우리는 매우 위험 (리스크 그룹 4) 병원체 작업에 대한 IRF-프레드릭에서 사용되는 공중 생물학 절차를 설명합니다. bioaerosol 절차를 시각화 한 목적은 실험실 내 감염을 방지하기 위해 이러한 병원체의 실험 동안 클래스 III BSC를 사용할 때 스태프의 안전을 강조하는 것이다. 클래스 III BSC들 병원체 실험실 (그림 1)에 포함되도록 이중 HEPA 필터로 배출 안쪽 방향의 공기 흐름을 유지한다.

클래스 III BSC는 bioaerosol 공부하는 동안 잠재적 인 병원균에 노출을 방지하는 기본 장벽이기 때문에, 연구자들은 클래스 III BSC의 무결성을 확인하는 데 필요한 이전은 각 에어로졸 실험 후 누출 통합 장갑을 부착된다. 모든 노력을 실험실 연구자들에게 위험을 제거하기 위해 촬영하고 있지만, 클래스 III BSC의 위반은 합성 고무 장갑이 발생할 수 있습니다 통합. 직원이 함께 제공해야합니다모두 교훈과 적절한 클래스 III BSC 비상 대응 절차에 대한 교육 실습. 이러한 절차는 ABSL-4 캐비닛 실험실에서 탈출, 클래스 III BSC에 봉쇄의 위반을 확보하고, 개인 보호 장비를 걸치고 필요를 포함한다. 우리는 절차에 필요한 미세 운동 능력에 의존 과거에 다양한 두께의 다른 장갑을 사용하고 있습니다. 이 절차를 수행 할 때 관계없이 두께, 선택한 모든 장갑 보호 똑같이이다. 강력한 교육, 안전 프로토콜에 대한 엄격한 준수 및 엔지니어링 컨트롤은 IRF-프레드릭에서 클래스 III BSC들을 사용하는 경우 직원의 안전을 보장하는 데 도움이됩니다. 위의 과정으로 인해 워크 플로우 개선을 기반으로하는 새로운 방법이나 안전성 재평가로 변경 될 수 있습니다.

여기에 제시된 aerobiological 절차는 일반적으로 BMBL 권장 (7)를 수행하는 동안,이 절차는 IRF-프레드릭에 따라 다릅니다. 이자형ACH의 ABSL-4 / BSL-4 시설은 실험실 작업의 정확한 방법에 영향을 미칠 다른 건물 설계 사양을 가지고있다. 클래스 III BSC 실험실을 사용하는 대체 절차 및 기술이 실험실의 설계 및 운영에 부분적으로 의존한다. 또한, 각 국의 다양한 정부 규제는 에어로졸 연구 과정에 영향을 미칠 수있다. 그럼에도 불구하고, ABSL-4 에어로졸 절차에 대한 일반적인 이해와 비슷한 건물, 높은 결과 병원균의 연구에 관련된 외부 협력자의 디자인을 고민하는 보건 관리자, 도움이 될 것입니다 실험실 연구자의 안전을 지원하는 시스템을 모니터링 건물.

외부 협력자와 bioaerosol 프로토콜을 설계 할 때, 충분한 시간에도 bioaerosol 기본적인 연산을 수행에 할당되어야한다. 결과를 전달하기위한 시간 프레임의 기대는 작품에 내재 된 어려움을 수락하여 조정할 수있다ABSL-4 등급 III BSC 연구소입니다. 일반화 된 가정은 ABSL-2에서 수행하는 bioaerosol 실험 (예., 2 시간)이 ABSL-4 (예를 들어, 4 시간)에서 수행 시간의 두 배를 필요로한다는 것입니다.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Micro-Chem Plus National Chemical Laboratories 255
Ethanol  Fisher  BP2818500
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 441244
Class III BSC Germfree DGB-10
Integrated BSC gloves Piercan 10UY2032-9
Aerosol Management Platform (AeroMP) Biaera Technologies NA
Head-out plethysmography Buxco/Data Sciences International NA
Respriatory inductive plethysmography Data Sciences International NA
Centered flow tangential aerosol generator (CenTAG) CH Technologies NA
Collison nebulizer BGI Inc.  CN25
Autoclave Getinge GEB 2404 AMB-2
Sperian positive-pressure suit Honeywell Safety Products BSL 4-2
Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers) Fisher 19-019-601
Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA) Fisher 2MYU1
Scrubs Cintas 60975/60976
Socks Cintas 944
Duct tape Pack-N-Tape 51131069695
Towels Cintas 2720
O-rings O-ring warehouse AS568-343
Overshoes Amazon B0034KZE22
Zip lube Amazon B000GKBEJA

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References

  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).
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  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).
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  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).
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