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

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

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.

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Protocol

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 (
    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.

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Representative Results

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-alkyl Dimethyl benzyl-ammoniumchlorid, n-Alkyl-dimethyl benzyl-ammoniumchlorid ethyl) Desinfektionslösung. Da der BSC in die Wand eingebaut wird das Kabinett Labor von einem ABSL-4 Anzug Labor Trennung, Materialien, Tiere und virale Erreger können auch in die BSC von der ABSL-4 Anzug Labor Seite mit einem Transportwagen und ein Rapid Transfer bewegt werden Port (RTP). Der Inhalt innerhalb der BSC kann von außen durch Forscher manipuliert werden Tragen verschiedene Arten von synthetischen Gummihandschuhe, speziell Neopren / chlorsulfoniertem Polyethylen. Inhalt, ohne infektiösen Proben werden von der BSC nach der Sterilisation durch eine Doppeltür Autoklaven oder Desinfektion über den dunk Tank entfernt. Durch die Überprüfung / Überprüfung, ob die Klasse III BSC und Bioaerosol Ausrüstung (Abbildung 2) richtig funktioniert, halten wir eine sichere und einwandBetriebsUmgebung. Die richtige Wartung und die Nutzung der Klasse III BSC ist ein integraler Bestandteil des persönlichen Schutzes für den Forscher. Nach Aerosolexposition, Müll und Ausrüstung aus der Aerosol - Provokation in den Pass-Through - Autoklaven zur Klasse III BSC, 3 angebracht platziert sterilisiert werden. Durch die strikte Einhaltung dieser Verfahren und Praktiken, keine Labor erworbene Infektionen wurden aufgezeichnet bei Bioaerosol Forschung an der IRF-Friedrich.

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Abbildung 1. Schematische Darstellung der Klasse III Biosafety Cabinet - Setup auf der IRF-Friedrich. Vorstellung des Kabinetts in statischen Zustand (reproduziert von 5). Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2. Aerosol - Management - Plattform. Angepasst von 5. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3. Interlocking zweitürig Autoklav zur Klasse III BSC festen Händen. Ein Forscher ist die Auswahlein vorprogrammierter Autoklavenzyklus den Inhalt innerhalb der Autoklavenkammer um sicherzustellen noninfectious, wenn die äußere Tür schließlich geöffnet wird. Die Tür am nächsten zu dem Forscher befindet kann erst eine vollständige Sterilisationszyklus abgeschlossen ist geöffnet. Biologische Indikatoren im Inneren des Autoklaven Kammer analysiert werden Mittel Inaktivierung nach dem Sterilisationsverfahren (reproduziert von 5). , Um zu bestimmen Bitte klicken hier , um eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

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 enthalten sind (Abbildung 1).

Da die Klasse III BSC die primäre Barriere ist Forscher bei der Verhinderung von potenziellen Erreger Exposition während Bioaerosol Studien sind erforderlich, um undichte Stellen vor und nach jedem Aerosol Experiment, um die Integrität der Klasse III BSC und integrierte Handschuhe angebracht zu überprüfen. Obwohl alle Anstrengungen unternommen wird Risiko für Labor Forscher zu beseitigen, integriert eine Verletzung einer Klasse III BSC synthetischen Gummihandschuh auftreten können. Das Personal muss zur Verfügung gestellt werdensowohl didaktische und praktische Ausbildung an den BSC Notfallmaßnahmen richtige Klasse III. Zu diesen Verfahren gehören Evakuierung aus dem ABSL-4 Schrank Labor, eine Bresche in Eindämmung der Klasse III BSC und Anlegen der persönlichen Schutzausrüstung bei Bedarf zu sichern. Wir haben andere Handschuhe in der Vergangenheit unterschiedlicher Dicke verwendet, die auf den feinmotorischen Fähigkeiten abhängig sind für das Verfahren erforderlich. Unabhängig von der Dicke, werden alle gewählten Handschuhe sind ebenso als Schutz wenn diese Verfahren durchführt. Robuste Ausbildung, die strikte Einhaltung von Sicherheitsprotokollen und technische Kontrollen helfen, die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten, wenn bei der IRF-Frederick Klasse III BSCs verwenden. Die Prozesse, die oben sind infolge neuer Methoden oder Sicherheit Neubewertungen auf die Verbesserung des Workflow-basierten zu ändern.

Während die aero hier in der Regel präsentiert Verfahren die BMBL Empfehlungen 7 folgen, sind diese Verfahren spezifisch auf die IRF-Friedrich. EACH ABSL-4 / BSL-4-Anlage verfügt über verschiedene Gebäude-Design-Spezifikationen, die die genauen Methoden der Laborbetrieb auswirken. Alternative Verfahren und Techniken für die Verwendung von Klasse III BSC Laboratorien sind abhängig von der Konstruktion und den Betrieb dieser Labors teilweise. Darüber hinaus können unterschiedliche staatliche Vorschriften in verschiedenen Ländern auch eine Wirkung auf Aerosolforschung Verfahren. Dennoch ist ein allgemeines Verständnis von ABSL-4 Aerosolverfahren und die Gebäudesystemüberwachung, die die Sicherheit von Labor Forscher unterstützen die Gesundheit Administratoren helfen, die das Design von ähnlichen Gebäuden erwägen und externe Mitarbeiter in Studien der Hoch Folge Erreger beteiligt.

Wenn Bioaerosol Protokolle mit externen Mitarbeitern entwerfen, sollten genügend Zeit sogar grundlegende Bioaerosol Operationen auszuführen zugeteilt. Die Erwartungen der Zeitrahmen, Ergebnisse zu liefern haben, eingestellt werden kann, indem die Schwierigkeiten zu akzeptieren inhärenten mit der Arbeitin ABSL-4 Klasse III BSC Laboratorien. Eine verallgemeinerte Annahme ist , dass jede Bioaerosol Experiment bei ABSL-2 durchgeführt (z. B. 2 Stunden) wird die doppelte Menge an Zeit erfordern , in ABSL-4 (beispielsweise 4 h) durchzuführen.

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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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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