Sikkerhetstiltak og driftsprosedyrer i en (A) BSL-4 Laboratorium: 3. Aerobiology

Immunology and Infection

Your institution must subscribe to JoVE's Immunology and Infection section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

Overføring av virus vanligvis skjer ved direkte eller fysisk kontakt, men mange viktige virussykdommer (f.eks meslinger, vannkopper, influensa) er forårsaket av patogener som overføres av aerosol eller dråpesmitte. Slike patogener har potensial til å forårsake en pandemi med konsekvenser som strekker seg fra utbredt mild sykdom forbundet med tap av arbeid (for eksempel forkjølelse) til sjeldnere alvorlig sykdom med høy dødelighet (f.eks kopper). Høy konsekvens patogener som sprer seg naturlig ved aerosol eller ved tilsiktet aerosol frigjøring (biologiske våpen) er av spesiell interesse for aerobiology en. Mennesker kan bli raskt infisert med noen av disse patogener av store dråpesmitte eller små partikkelkjerner og lett spre disse patogener til andre gjennom spytt, hoste og nysing to. I USA biodefense samfunnet, høy konsekvens patogener (f.eks filoviruses eller andre NIAID Category AC Prioriterte patogener og CDC bioterrorisme Agents) er i fokus for aerosol forskningsprogrammer på grunn av høy dødelighet av tilhørende infeksjoner 3,4. Betydelige vitenskapelige fremskritt innen aerobiology feltet har blitt gjort i løpet av de siste ti årene på grunn av teknologiske fremskritt i aerosol utstyr og høye oppdemning fasiliteter 5,6. Forskning ved National Institutes of Health, National Institute of Allergy og smittsomme sykdommer (NIH / NIAID), integrert forskning anlegget ved Fort Detrick ligger i Frederick, MD, USA (IRF-Frederick) fokuserer på høy konsekvens nye patogener som krever dyr biosikkerhet nivå 4 (ABSL-4) containment. Den generelle oppdrag av IRF-Fredrik er å evaluere og legge til rette for utvikling av søker vaksiner og terapi (medisinske mottiltak).

Forskning med høy konsekvens patogener på IRF-Frederick er underlagt strenge biosikkerhet og dyr omsorg og bruke krav. disse requirements er skissert i biosikkerhet i mikrobiologisk og Biomedical Laboratories (BMBL) manuell 7 og den føderale dyrevelferd forskrifter. Disse nødvendige krav kan begrense den type forskning som kan utføres og påvirke totale studiedesign. Som vi tidligere har beskrevet i dette tidsskriftet, all forskning utført i en ABSL-fire miljøet krever særlig varsomhet, høyt spesialisert trening, og en robust og redundant anlegget infrastruktur 8,9.

Inntreden i IRF-Fredrik ABSL-fire suit laboratorium krever donning et positivt trykk Heldekkende drakt 8. Positiv-press innkapsle drakter er ikke nødvendig for å angi ABSL-fire kabinett laboratoriet. Donning en skrubb dress, gummi eller nitrilhansker, og close-toed sko er hensiktsmessig når manipulere Risk Group 4 infeksiøst materiale innenfor en sertifisert klasse III biosikkerhet kabinett (BSC) i en ABSL-fire skap laboratorium 7.

På IRF-Frederick, er aerosol utstyr konstruert, montert og vedlikeholdes i to hermetisk forseglede, rustfritt stål, lufttett, negativt trykk klasse III BSC, figur 1. IRF-Fredrik Aerobiology Kjerne benytter en automatisert aerosol Management Platform ( AAMP) for å kontrollere og overvåke aerosol eksperimentering innenfor disse BSC, figur 2. en tidligere publikasjon skissert de spesifikke funksjonene til klasse III BSC på IRF-Fredrik og forbindelsen til drakten laboratoriet via en pass-through port 5. Fremgangsmåten for fremstilling av klasse III BSC før eksperimentering er spesifikk for IRF. Andre klasse III BSC brukes ved andre institusjoner fungere på samme måte som klasse III BSC i bruk på IRF, men kan ha ulike mekanismer for transport, tilgang, eller dokking.

For ytterligere å forstå hvordan høy konsekvens patogener forbli smittsom og spres gjennom aerosol overføring, safe aerobiological eksperimentering må gjennomføres i disse klasse III BSC i henhold til en bestemt arbeidsflyt prosedyre. Forskere har blitt nøye og grundig opplæring for å sikre denne arbeidsflyten er fulgt i en trygg og konsekvent måte. Før nonhuman primas (NHP) aerosol utfordring, flere aerosol karakterisering eller humbug aerosol kjøringer utført for å teste stabilitet og levedyktigheten til en agent når i aerosol form. Aerosol karakterisering prosessen etterligner den faktiske aerosol utfordring, og forskeren vurderer variabler knyttet til aerosol studier.

En annen del av arbeidsflyten er å registrere fysiske manipulasjoner, administrasjon eller bedøvende midler eller andre midler, eller rutinemessige prosedyrer på listene for hver NHP. Disse emne diagrammer analyseres grundig for å sikre prosessuelle konsistens og standardisering. Fag er bedøvet før aerosol eksponering. Eksempel bedøvelsesmidler inkluderer tiletamin / zolazepam, ketamin / acepromazine, og ketamine. Bedøvelsesmidler er valgt basert på å minimere luft undertrykkelse og fremme kontrollert, steady-state puste. Andre anestesi forsyninger blir opprettholdt i dyre prosedyre rom og transporteres på overføringskurven med NHP til aerobiology ABSL-fire kabinett laboratoriet.

Innenfor ABSL-fire suit laboratorium, NHPs gjennomgå plethysmography via en av to metoder (dvs. hodet ut plethysmography, luft induktiv plethysmography [RIP]) for å fastslå inspiratorisk tidalvolum og pustefrekvens endrer 10-12. Disse avledede parametrene blir brukt for nøyaktig beregning av estimert inhalert dose av organismen umiddelbart før eller i løpet av en aerosoleksponering. Hodet ut plethysmography bruker en lang, sylindrisk kammer som huser NHP 13. Trykkfallet opprettes når et dyr er i sylinderen er tatt til fange av en pneumotakograf, videreformidlet til forsterkeren, behandles av vekselstrøm / direkte strøt-omformer, og integreres i programvaren for å utlede de ovennevnte pulmonale parametre. RIP bruker sensorer laget av induktive kveilet kobbertråder som er innebygd i elastiske bånd rundt motivet bryst og buk 11,12. En induktiv-kondensator genererer et magnetisk felt i sensoren. Breathing forandrer det magnetiske felt, og de resulterende spenningsendringer blir videreformidlet fra en sender ved siden av det elastiske bånd til en mottaker i datamaskinen via kortbølget ultra høyfrekvente radiobølger. Dedikert programvare bestemmer pustefrekvens og tidevolum fra total thorax forskyvning.

Den minuttvolum (MV) oppnådd ved pletysmografi blir brukt i beregningen av det estimerte inhalert dose (D). Ved generering og prøvetaking en aerosol, er aerosolkonsentrasjonen (AC) beregnes ved å multiplisere biosampler konsentrasjon (BC) av volumet av mediet (V) og dividere resultatet av å multiplisere strømningshastigheten av biosampler (FL) aveksponeringstiden (T). Den forenklede formelen er representert som AC = BC x V ÷ FL x T. I sin tur, for selve aerosol-utfordringen i NHPs, D beregnes ved å multiplisere AC av MV og eksponeringsvarighet (tid = t). Det forenklede formelen er representert som D = AC x MV x T.

Hensikten med denne artikkelen er å visuelt demonstrere hele aerosol utfordringen prosedyren med NHPs fra to synsvinkler, den ABSL-fire suit laboratorium siden og ABSL-fire skap laboratorium side. Selv om disse prosedyrene kan være av generell karakter for flere praksis nevnt, de er spesifikke for IRF-Fredrik Aerobiology Core og representerer de faktiske praksis brukes ved denne institusjonen. Denne artikkelen fokuserer på biologisk prosedyrer som trengs for å sikkert utføre en aerosol utfordring, ikke selve aerosol utfordring i seg selv. I disse prosedyrene, bruker vi en dummy lagt vise biologisk praksis, på grunn av risikoen forbundet med bedøvelse en NHP. Imidlertid er prosessen med gjengivelserming en aerosol utfordring er skrevet på en generell måte fordi prosedyren er den samme uavhengig av høy konsekvens patogen brukt. Vi tar sikte på å øke kunnskap og forståelse for forskere om påkjenningene ved å drive aerosol studier av høy konsekvens patogener i henhold til maksimal containment forhold.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne protokollen følges disse dyr omsorg retningslinjer. Dyrene ble plassert i et anlegg akkreditert av Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International. Alle eksperimentelle prosedyrer ble godkjent av National Institute of Allergy og smittsomme sykdommer, Seksjon for klinisk forskning, Animal Care og bruk komité og var i samsvar med dyrevernloven bestemmelser, Public Health Service-erklæring, og Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr anbefalinger.

1. Aerobiology: Animal biosikkerhetsnivå 4 (ABSL-4) Suit Laboratory

  1. Laboratory Forberedelse
    1. Fullfør ABSL-fire suit laboratorie oppføring prosedyrer (beskrevet i detalj i åtte).
    2. Teste funksjonaliteten av alt utstyr (f.eks plethysmography utstyr, laptop, biologisk skadelige søppelbøtter, biologisk skadelige Sharps beholdere, med forbehold overvåking enhete) involvert i aerobiology prosedyrer forekommer innenfor ABSL-fire suit laboratorium i henhold til produsentens protokoll.
    3. Sikre overføring Vognen er biologisk ren før teste funksjonaliteten til rask overføring port (RTP), som forbinder transport handlevogn gjennom veggen til klasse III BSC).
    4. Håndtak og fortynne patogen bare innenfor sertifiserte BSC. Forbered patogenet i riktig formulering i en klasse II BSC som inneholder egnede desinfeksjonsmidler. Transporter patogen i en lufttett sekundær beholder merket med en biohazard symbol på våt is i transportvognen. Før patogen gjennom RTP inn i klasse III BSC i ABSL-fire skap laboratorium, figur 1.

2. Plethysmography: Animal biosikkerhetsnivå 4 (ABSL-4) Suit Laboratory

  1. Plethysmography Oppsett og kalibrering
    1. Bestem hvilken metode for plethysmography oppkjøp(Head-out plethysmography eller åndedretts induktans plethysmography [RIP]) vil bli brukt og koble utstyrskomponenter sammen.
    2. Kalibrere plethysmograph før eksperimentet ved hjelp av produsentens protokoll.
  2. plethysmography Acquisition
    1. Ved håndtering NHPs, don en ekstern par latex eller nitrilhansker over toppen av drakten hansker for å hindre krysskontaminering og fremme sikker praksis. Når du er ferdig håndtering NHPs, fjerne disse ekstra hansker og kast i biologisk søppelbøtta i rommet.
    2. Hvis du bruker hodet ut plethysmography, feste en ny gummi / dental dam til forsiden av sylinderen. Klipp et lite hull i demningen for leder av NHP å passe gjennom toppen av sylinderen. Når du sitter, skaper demningen et segl rundt NHP hals.
    3. Hvis du bruker RIP, sjekk at RIP band er riktig montert rundt bryst og buk av NHP og elektroniske tilkoblinger er knipset Tightly.
    4. Send alle data innhentet fra plethysmography prosedyren til forskerne i ABSL-fire kabinett laboratoriet. Eksportere tidevann og minuttvolum data for hvert dyr gjennom et kompatibelt program for bruk i løpet av aerosol prosessen.

3. ikke-menneskelige Primate Transport og håndtering: Animal biosikkerhetsnivå 4 Suit Laboratory

  1. NHP Håndtering
    1. Overvåke og registrere eventuelle fysiske manipulasjoner, administrasjoner, eller rutinemessige prosedyrer på listene for hver NHP.
    2. Når en aerosol utfordring er ferdig, plasserer NHP inne i transportbeholder og returnere NHP til hjemmet buret plassert i dyreventerommet.
    3. Når du håndterer et levende dyr, følger obligatorisk regel som krever 2 ansatte til å være til stede.
  2. NHP Transport
    1. Bestem type anestesi, varigheten av anestesi (dekker transport, plethysmography acquisition, og aerosoler utfordring) og en tilsvarende dose av bedøvelse før administrering. Fullt bedøve NHP basert på fremgangsmåten som er valgt av Comparative Medicine personale. Hvis ytterligere anestesi er nødvendig, sikre at alle nåler, skarpe gjenstander, sprøyter og caps kastes i en beholder for skarpe gjenstander som ligger i noen av dyr prosedyre rom. Ikke oppsummere noen nåler etter bruk.
    2. Transport bedøvet NHPs i klare beholdere som er sikret med en lås på lokket av transportkassen.
    3. Load transportcontainere mot en mobil vogn å tillate fullt egnet forskere å bevege seg fritt ved hjelp av pusteluftledninger og gjennom lufttrykket resistente (APR) dører, figur 1.
    4. Som uten ekstra pusteluft for NHP tilføres transportbeholderen, minimalisere transporttiden.

4. Aerobiology: ABSL-4 Cabinet Laboratory

  1. Klasse III BSC Setup
    1. Samtidig med dyr forberedelse utført av komparativ medisin personale, forberede klasse III BSC. Visuell kontroll av at undertrykk i klasse III BSC holdes innenfor spesifiserte området (125 Pa eller -0,5 i vannsøyle (WG) minimum 250 Pa eller -1,0 i wg anbefales). Inspiser klasse III BSC for eventuelle lekkasjer eller sprekker (se figur 1).
    2. Fysisk og visuelt inspisere klasse III BSC syntetisk gummihansker og O-ringer som er festet til klasse III BSC for svake flekker, rifter, riper, eller hussopp. Bytt III syntetiske gummihansker og / eller O-ringer umiddelbart før bruk den skadede Class. Ved dette punktet, er klasse III BSC ikke forurenset.
    3. Hvis en lekkasje oppstår mens klasse III BSC er forurenset, identifisere plasseringen av bruddet og varsling Facility Management og biologisk personell. Hvis en klasse III BSC integrert hanske er revet eller brutt, erstatte den skadede hansken umiddelbart ved å følge skikkelig trent teknikk og internal klasse III BSC standard prosedyre.
    4. For å endre en integrert hanske inneholdende en liten rift eller brudd under en eksponering, første spray rive av eller brudd overdrevet med den passende konsentrasjon av en dobbel kvaternært ammonium (n-alkyl-dimetyl-benzyl ammoniumklorid, n-alkyl-dimetyl-etyl-benzyl-ammoniumklorid) desinfiserende . Ikke gjør store bevegelser i løpet av denne tiden som skaper en økning i luftstrømmen.
    5. Nøye, fjerne de ytre O-ringer (2 av dem) forlater skadet integrert hansken fortsatt knyttet til klasse III BSC. Litt flytte den skadede integrert hanske mansjett unna porten og samtidig sikre den integrerte hansken forseglingen forblir intakt. Hvis forseglingen er kompromittert, går en alarm som indikerer prosedyren ble ikke gjort riktig. Den integrerte hanske Mansjetten skal forbli festet til porten etter den andre O-ring er fjernet fra klasse III BSC.
    6. Plasser en ny klasse III BSC syntetisk gummihanske i løpet av den gamle hansken jegn samme retning. Plasser denne nye hansken helt over porten på samme måte som de andre klasse III BSC hanske porter.
    7. Skift ut O-ringen nærmest klasse III BSC over nye integrerte hanske. Ved hjelp av en tilstøtende integrert hanske port, trekk forsiktig den skadede klasse III BSC syntetisk gummihanske inne i klasse III BSC. Den nye klasse III syntetisk gummihanske vil fungere som barriere for å opprettholde containment. Når den andre skadet klasse III syntetisk gummi hanske er fjernet (trukket innover), erstatte den andre ytre O-ring og fortsette å arbeide.
    8. Registrere alle detaljer om hansken tåre / brudd i den spesifikke klasse III BSC loggbok. Hvis den skadede integrerte hansken er fjernet eller et brudd i inneslutnings oppstår, opprettholder kompromittert integrerte hansker / port fortsatt en indre luftstrømning på 0,47 m3 / sek. Dette innover luftstrømmen er den samme luftstrøm brukes med en klasse II BSC, og dermed opprettholde konsistens mellom klasse II og klasse III BSC.
    9. Inspiser dunk tank ogverifisere at dunk tanken er fylt med desinfeksjonsmiddel til merket nivået inne i dunk tank, figur 1. Kontroller konsentrasjonen av desinfeksjonsmiddel i dunk tanken er et minimum på 3500 uS med en ledningsevne meter. Denne ledningsevne er ekvivalent med 5% konsentrasjon av det desinfeksjonsmiddel.
    10. Sikre klasse III BSC autoklav er funksjonell og operativ så alt forurenset avfall og utstyr kan autoklaveres, figur 1. Autoklaver bare utstyr som er kjent for å opprettholde påkjenningene av steriliseringsprosessen.
    11. Teste funksjonaliteten til andre aerobiology utstyr (f.eks AAMP komponenter, laptop) og luft og vakuum linjer involvert i forsøket, figur 2.
    12. Plasser tegn på klasse III BSC indikerer gjeldende forurensning status for enheten.
  2. Montering og System Setup av NHP Hode bare Eksponering Chamber
    1. Monter en 16-l NHP head-bare eksponering chamber ved å sette den i rustfritt stål levering og eksos linjer, figur 2. Konfigurer kammeret i en push / pull, dynamisk konfigurasjon ved å koble de riktige luft, vakuum, og trykk linjer til AAMP. Koble AAMP til en strømkilde i klasse III BSC og en bærbar datamaskin via en hermetisk lukket port plassert på toppen av klasse III BSC (figur 1).
    2. Inspiser montert NHP head-bare eksponeringskammer for eventuelle lekkasjer eller sprekker, og sørge for at kammeret er riktig montert.
    3. Fest en aerosol generator og aerodynamisk partikkelstørrelse lesing instrumentet til NHP head-bare eksponering kammeret.
    4. Åpne luft og vakuumkilden til AAMP.
    5. Start aerosol protokollprogramvare på den bærbare datamaskinen. Angi riktig NHP head-bare eksponeringskammer, aerosol generator og biosampler strømningshastighet, og administrativ informasjon i programvare menyer.
    6. Beregn aerosol utfordringtid fra dataene ervervet under plethysmography prosedyren, trinn 2.2.4. Hvis du bruker hodet ut plethysmography, beregne dosen før aerosol eksponering. Hvis du bruker RIP, beregne dosen samtidig under aerosol eksponering.
    7. Fyll aerosol generator med patogenet.
    8. Gjennom aerosol programvare, snu aerosol generator "på" og spray innsiden av NHP head-bare eksponering kammer med utfordringen materialet i 10 min.
    9. Slå av aerosol generator, tømme utfordringen materiale, og kast utfordringen materialet i en biologisk søppelsekk ligger inne i klasse III BSC.
  3. NHP Hode bare Exposure
    1. Fest en biosampler til NHP head-bare eksponering kammer, fyll biosampler med innsamling media, og sett på riktig vakuum linje til biosampler.
    2. Sjekk anestesidybden av NHP. Hvis dybden av anestesi som er tilstrekkelig (
    3. Plasser NHP i liggende stilling på NHP eksponering rampen.
    4. Forsiktig passere NHP hode gjennom gummi / dental dam festet til hodet portalen av NHP head-bare eksponering kammeret. Gummi / dental dam sikrer et segl er skapt rundt NHP halsen under aerosol eksponering.
    5. Kontroller at NHP vitale tegn er stabile visuelt og med en bærbar emne monitor.
    6. Skriv inn aerosol utfordring tid beregnes fra trinn 4.2.6. og nødvendig utstyr identifikatorer perinkontinente til hver aerosol kjøre inn i aerosol-programvaren og begynne aerosolen utfordring.
    7. Verifisere partikkelstørrelsesdata i løpet av hver aerosol løpe med aerosol partikkelstørrelse analysator for å sikre den ønskede partikkelstørrelsesfordeling er oppnådd. Utfør denne bekreftelsen kontinuerlig eller periodisk gjennom eksponeringen.
    8. Når aerosol utfordringen er fullført, fjerner du NHP fra hodet som bare eksponering kammer og tørk NHP ansikt / hode av med egnet desinfeksjonsmiddel for å redusere potensiell forurensning til laboratoriepersonell.
    9. Rens aerosol kammer eller luft vaske de gjenværende og lagging partikler i 5 minutter ved å føre luft og vakuum gjennom kammeret. Denne fremgangsmåten vil "rense ut" og fjerne rester av partikler fra aerosol eksponering kammer for påfølgende NHP aerosol eksponeringer.
    10. Pass NHP tilbake gjennom RTP forskerne plassert på innsiden av ABSL-4 aerobiology dress laboratorium.
    11. Kast alle skarpe gjenstander used innenfor klasse III BSC i en utpekt beholder for skarpe gjenstander som forblir i BSC. Når kanylebøtte er ¾ full, legg inn i biohazard søppelsekk.
    12. Tøm aerosol generator og eventuelle gjenværende utfordring materiale i biologisk søppelsekk som inneholder søppel, engangsutstyr, og / eller ¾ full kanylebøtte hvis det er aktuelt.
    13. Tøm oppsamlingsmateriale fra aerosol biosampler inn i riktig merkede innsamlings rør og legg på våt is.
    14. Gjenta trinn 4.3.1 til 4.3.13 til alle planlagte testpersonene har blitt utfordret.
    15. Pass alle aerosol biosampler prøvene gjennom RTP forskerne for kvantifisering og bak titreringer av aerosol dose.
    16. Plasser søppel og utstyr fra aerosol utfordringen inn i pass-through autoklav knyttet til klasse III BSC og velg et aktuelt steriliseringssyklus (figur 3).
    17. Demontere NHP head-bare cHamber og dekontaminer head-bare kammeret og klasse III BSC med en paraformaldehyde gass syklus validert med biologiske indikatorer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Klasse III biosikkerhet kabinett (BSC) er et hermetisk forseglet rustfritt stål kabinettet som en ABSL-4-miljøet under negativt press i en ABSL-fire kabinett laboratorium (figur 1). Materialer kan innføres i nevnte BSC av personalet som arbeider i ABSL-4 kabinett laboratoriet gjennom en under-kabinett-monterte tank av rustfritt stål (vanligvis referert til som en "dunk tank" i ABSL-4 eller BSL-4 trinn) inneholdende en 5 % dual kvaternært ammonium (n-alkyl-dimetyl-benzyl ammoniumklorid, n-alkyl-dimetyl-etyl-benzyl-ammoniumklorid) desinfiserende løsning. Fordi BSC er bygget inn i veggen som skiller kabinettet laboratoriet fra en ABSL-fire suit laboratorium, materialer, dyr og virale patogener kan også bli flyttet inn i BSC fra ABSL-fire suit laboratorium side ved hjelp av en transportvogn og en rask overføring Port (RTP). Innholdet i nevnte BSC kan bli manipulert fra utsiden av forskere seg ulike typer syntetiske gummihansker, spesielt neopren / chlorosulphonated polyetylen. Innhold, unntatt infeksjonsprøver, er fjernet fra BSC etter sterilisering gjennom en dobbel-dør autoklav eller desinfeksjon via dunk tanken. Ved å kontrollere / verifisere at klasse III BSC og bioaerosol utstyr (figur 2) fungerer som den skal, opprettholder vi et trygt og riktig driftsmiljø. Riktig vedlikehold og bruk av klasse III BSC er en integrert del av personlig verneutstyr for forskeren. Etter aerosol eksponering, søppel og utstyr fra aerosol utfordring å bli sterilisert blir plassert inn i pass-through autoklav knyttet til klasse III BSC, Figur 3. Gjennom streng overholdelse av disse prosedyrene og praksis, har ingen laboratorieinfeksjoner er registrert under bioaerosol forskning på IRF-Frederick.

2fig1.jpg "/>
Figur 1. Skjematisk fremstilling av klasse III biosikkerhet kabinett oppsett på IRF-Fredrik. Presentasjon av skapet i statisk tilstand (gjengitt fra 5). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2. Aerosol Management Platform. Tilpasset fra fem. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 3
Figur 3. interlocking dobbel-dør Klaver Festet til klasse III BSC. En forsker er å velgeen forhåndsprogrammert autoklav syklus for å sikre at innholdet i autoklavkammeret er infeksiøs når ytterdøren er slutt åpnes. Døren ligger nærmest forskeren ikke kan åpnes før en fullstendig steriliseringssyklus er fullført. Biologiske indikatorer inne autoklaven kammeret vil bli analysert for å fastslå agenten inaktive etter steriliseringsprosess (gjengitt fra 5). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi skissere aerobiology prosedyrer som brukes på IRF-Fredrik for å arbeide med svært farlig (Risk Group 4) patogener. Et av formålene med å visualisere bioaerosol prosedyrene er å understreke sikkerheten til personalet når du bruker en klasse III BSC under eksperimentering med slike patogener å unngå laboratorieinfeksjoner. Klasse III BSC opprettholde en indre retnings luftstrøm som eksos i dobbelts HEPA filter for å sikre at patogener er inne i laboratoriet (figur 1).

Som klasse III BSC er primærbarrieren i å hindre potensiell patogen eksponering under bioaerosol studier, er forskerne pålagt å sjekke integriteten til klasse III BSC og festet integrert hansker for lekkasjer før og etter hver aerosol eksperiment. Selv om alle anstrengelser blir tatt for å eliminere risiko for laboratorieforskere, et brudd på en klasse III BSC integrert syntetisk gummihanske kan forekomme. Personalet må være utstyrt medbåde didaktisk og praktisk opplæring på de riktige klasse III BSC beredskapsprosedyrer. Slike prosedyrer inkluderer evakuering fra ABSL-fire skap laboratorium, sikre et brudd i containment til klasse III BSC, og donning av personlig verneutstyr når det er nødvendig. Vi har brukt andre hansker av varierende tykkelse i det siste at er avhengig av motoriske ferdigheter som kreves for prosedyren. Uavhengig av tykkelsen, alle hansker som er valgt er like beskyttende ved utførelse av disse fremgangsmåter. Robust trening, streng overholdelse av sikkerhetsprotokoller og konstruksjonstiltak bidra til å sikre ansattes sikkerhet ved bruk av klasse III BSC på IRF-Frederick. Prosessene ovenfor kan endres som følge av nye metoder eller sikkerhets reevaluations basert på å forbedre arbeidsflyten.

Mens aerobiological prosedyrer som presenteres her generelt følge BMBL anbefalinger 7, disse prosedyrene er spesifikke for IRF-Frederick. Each ABSL-4 / BSL-4-anlegget har ulike bygnings design spesifikasjoner som påvirker de nøyaktige metoder for drift av laboratorier. Alternative prosedyrer og teknikker for å bruke klasse III BSC laboratorier avhenger blant annet av design og drift av disse laboratoriene. I tillegg kan ulike statlige reguleringer i ulike land også har en effekt på aerosol forskningsprosedyrer. Likevel, en generell forståelse av ABSL-4 aerosol prosedyrer og bygningen overvåking systemer som støtter sikkerheten ved laboratorieforskere vil hjelpe helseforvaltning, som vurderer utformingen av lignende bygninger og utenfor samarbeidspartnere involvert i studier av høy konsekvens patogener.

Ved utforming bioaerosol protokoller med utenfor samarbeidspartnere, bør tilstrekkelig tid bli tildelt til å utføre selv grunnleggende bioaerosol operasjoner. Forventninger om tidsrammer for å levere resultater er å bli justert ved å akseptere de vanskelighetene som ligger med arbeidi ABSL-4 klasse III BSC laboratorier. En generell antakelse er at enhver bioaerosol eksperiment utført ved ABSL-2 (f.eks., 2 timer) vil kreve dobbelt så mye tid til å utføre i ABSL-4 (for eksempel 4 timer).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

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

  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).
  4. National Center for Environmental Health. Bioterrorism agents/diseases by category. Centers for Disease Control and Prevention. Atlanta, GA, USA. Available from: http://emergency.cdc.gov/agent/agentlist-category.asp (2014).
  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).
  7. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. Chosewood, L. C., Wilson, D. E., eds, 5th edn, U.S. Dept. of Health and Human Services. Washington, D.C.. Available from: http://www.cdc.gov/biosafety/publications/bmbl5/ (2009).
  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).
  9. Mazur, S., et al. Safety Precautions and Operating Procedures in an (A)BSL4 Laboratory: 2. General Practices. J Vis Exp. (2015).
  10. Mortola, J. P., Frappell, P. B. On the barometric method for measurements of ventilation, and its use in small animals. Can J Physiol Pharmacol. 76, (10-11), 937-944 (1998).
  11. Zhang, Z., et al. Development of a respiratory inductive plethysmography module supporting multiple sensors for wearable systems. Sensors (Basel). 12, (10), 13167-13184 (2012).
  12. Ingram-Ross, J. L., et al. Cardiorespiratory safety evaluation in non-human primates. J Pharmacol Toxicol Meth. 66, (2), 114-124 (2012).
  13. Besch, T. K., Ruble, D. L., Gibbs, P. H., Pitt, M. L. Steady-state minute volume determination by body-only plethysmography in juvenile rhesus monkeys. Lab Anim Sci. 46, (5), 539-544 (1996).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics