Säkerhetsåtgärder och rutiner i en (A) BSL-4 Laboratorie: 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

Överföring av virus sker vanligen genom direkta eller fysisk kontakt, men många viktiga virussjukdomar (t ex mässling, vattkoppor, influensa) orsakas av patogener som överförs genom aerosol eller nysningar. Sådana patogener har potential att orsaka en pandemi med konsekvenser som sträcker sig från utbredd mild sjukdom förknippad med förlust av arbete (t.ex. förkylning) till ovanligare allvarlig sjukdom med hög dödlighet (t.ex. smittkoppor). Hög konsekvens patogener som sprids naturligt genom aerosol eller genom avsiktlig aerosoler (biologiska vapen) är av särskilt intresse för aerobiology en. Människor kan bli snabbt infekterad med någon av dessa patogener av stora nysningar eller mindre partikelkärnor och lätt sprida dessa patogener till andra genom salivutsöndring, hosta och nysningar 2. I USA biodefense samhället, hög konsekvens patogener (t.ex. filoviruses eller annan NIAID Category AC prioriterade Pathogens och CDC Bioterrorism agenter) är i fokus för aerosol forskningsprogram på grund av hög dödlighet av relaterade infektioner 3,4. Betydande vetenskapliga framsteg inom aerobiology området har gjorts under det senaste decenniet på grund av tekniska framsteg inom aerosol utrustning och höga containment facilities 5,6. Forskning vid National Institutes of Health, National Institute of Allergy och infektionssjukdomar (NIH / NIAID), integrerad forskningsanläggningen i Fort Detrick ligger i Frederick, MD, USA (IRF-Frederick) fokuserar på hög konsekvens nya patogener som kräver djur biosäkerhet nivå 4 (ABSL-4) inneslutning. Den övergripande uppgiften för IRF-Fredrik är att utvärdera och underlätta utvecklingen av kandidatvaccin och terapi (medicinska motåtgärder).

Forskning med hög konsekvens patogener vid IRF-Frederick styrs av stränga biosäkerhet och djurvård och krav användningsområden. dessa requirements beskrivs i biosäkerhet i mikrobiologiska och biomedicinska laboratorier (BMBL) handbok 7 och förordningar de federala djurskydds. får dessa nödvändiga krav begränsa vilken typ av forskning som kan utföras och slag totala studiedesign. Som vi tidigare beskrivits i denna tidskrift, kräver all forskning som bedrivs i en ABSL-4 miljö särskild försiktighet, högt specialiserad utbildning och en robust och redundant anläggningsinfrastruktur 8,9.

Inträde i IRF-Frederick ABSL-4 kostym laboratorium kräver påtagning ett positivt tryck Lutande dräkt 8. Positivt tryck inkapslande kostymer krävs inte för att ange ABSL-4 skåp laboratorium. Påtagning en scrub kostym, gummi eller nitril och nära toed skor är lämpliga när manipulera riskgrupp 4 infektiöst material inom en certifierad klass III biosäkerhet skåp (BSC) i en ABSL-4 skåp laboratorium 7.

På IRF-Fredrik är aerosol utrustning konstruerad, monteras och underhållas i två hermetiskt tillslutna, rostfritt stål, lufttät, undertrycks klass III BSC, Figur 1. IRF-Frederick Aerobiology Kärn använder en automatiserad aerosol plattform ( AAMP) för att styra och övervaka aerosol experimenterande inom dessa BSC, figur 2. en tidigare publikation beskrivs de specifika funktionerna hos klass III BSC på IRF-Fredrik och anslutningen till dräkten laboratoriet via en genomgångs port 5. Förfarandet för framställning av klass III BSC före experiment är specifik för IRF. Andra klass III BSC används vid andra institutioner fungerar på samma sätt som klass III BSC används vid IRF, men kan ha olika mekanismer för transport, tillgång, eller dockning.

För att ytterligare förstå hur hög konsekvens patogener förblir smittsam och sprids genom överföring aerosol, säker aerobiological experiment måste utföras i dessa klass III BSC enligt en särskild arbetsflöde förfarande. Forskare har varit noggrant och grundligt utbildade för att säkerställa detta arbetsflöde följs på ett säkert och konsekvent sätt. Före icke-human primat (NHP) aerosol utmaning, flera aerosol karakterisering eller sken aerosol körningar utförs för att testa stabiliteten och livskraften hos en agent när i aerosolform. Aerosol karakteriseringsprocessen efterliknar den faktiska aerosol utmaning, och forskaren utvärderar variablerna i samband med spraystudier.

En annan del av arbetsflödet är att spela fysiska manipulationer, administration eller bedövningsmedel eller andra medel, eller rutinförfaranden på diagram för varje NHP. Dessa ämnes diagram analyseras noggrant för att säkerställa process konsekvens och standardisering. Ämnen bedövas före aerosol exponering. Exempel anestetika inkluderar tiletamin / zolazepam, ketamin / acepromazin, och ketamine. Anestetika väljs baserat på att minimera andnings förtryck och främjande av kontrollerad, steady-state andning. Ytterligare anestesi leveranser hålls i djur förfarande rummen och transporteras på överföringsvagnen med NHP till aerobiology ABSL-4 skåp laboratorium.

Inom ABSL-4 kostym laboratorium, icke-mänskliga primater genomgå pletysmografi via en av två metoder (dvs huvud-out pletysmografi, andnings induktiv pletysmografi [RIP]) för att bestämma inandnings tidalvolym och andningsfrekvens förändras 10-12. Dessa härledda parametrar används för noggrann beräkning av den uppskattade inhalerad dos av patogenen omedelbart före eller under en aerosol exponering. Head-out pletysmografi använder en lång, cylindrisk kammare som inrymmer NHP 13. Tryckfallet som skapas när ett djur är i cylindern fångas av en pneumotakograf, reläas till förstärkaren, behandlas av växelströmmen / direkt current-omvandlare, och integreras i mjukvaran för att härleda ovannämnda lung parametrar. RIP använder sensorer tillverkade av induktiva lindade koppartrådar som är inbäddade i gummiband runt patientens bröstkorg och buk 11,12. En induktiv-kondensator genererar ett magnetfält i sensorn. Andning ändrar det magnetiska fältet, och de resulterande spänningsändringar reläas från en sändare bredvid det elastiska bandet till en mottagare i datorn via kortvågiga ultra högfrekventa radiovågor. Särskild programvara bestämmer andningsfrekvens och tidalvolym från total bröstvolym.

Minutvolym (MV), som erhållits genom pletysmografi används vid beräkningen av det uppskattade inhalerad dos (D). Generera och sampling av en aerosol, är koncentrationen aerosol (AC) beräknas genom att multiplicera biosampler koncentration (BC) med volymen av media (V) och dividera med resultatet av multiplikationen av flödeshastigheten för den biosampler (FL) medelstexponeringstiden (T). Den förenklade formeln representeras av AC = BC x V ÷ FL x T. I sin tur, för den faktiska aerosol utmaning i icke-mänskliga primater, D beräknas genom att multiplicera AC av MV och exponeringstiden (tid = T). Den förenklade formeln representeras av D = AC x MV x T.

Syftet med denna artikel är att visuellt visa hela aerosol utmaning proceduren med icke-mänskliga primater från två synvinklar, den ABSL-4 kostym laboratorium sidan och ABSL-4 skåp laboratorie sida. Även om dessa förfaranden kan vara av allmän karaktär för flera metoder som nämns, de är specifika för IRF-Fredrik Aerobiology Core och motsvarar de faktiska metoder som används vid denna institution. Denna artikel fokuserar på biosäkerhet förfaranden som behövs för att på ett säkert sätt utföra en aerosol utmaning, inte själva aerosol utmaning själv. I dessa förfaranden, använder vi en dummy ämne för att visa biosäkerhet metoder, på grund av den risk som är förknippad med anesthetizing en NHP. Emellertid processen för performing en aerosol utmaning är skriven på ett generellt sätt eftersom förfarandet är densamma oavsett hög konsekvens patogen används. Vi strävar efter att öka kunskapen om och förståelsen för forskare om påfrestningarna att bedriva aerosol studier av hög konsekvens patogener under maximala inneslutningsförhållanden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Detta protokoll följer följande riktlinjer djurskötsel. Djuren inhystes i en anläggning godkänd av Föreningen för bedömning och ackreditering av Laboratory Animal Care International. Alla experimentella procedurer har godkänts av National Institute of Allergy och infektionssjukdomar, Avdelningen för klinisk forskning, Animal Care och användning kommittén och var i enlighet med djurskyddslagen bestämmelser, Public Health Service politik, och vägledningen för vård och användning av försöksdjur rekommendationer.

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

  1. laboratorie Framställning
    1. Slutföra inreseförfarandena ABSL-4 kostym laboratorium (beskrivs i detalj i 8).
    2. Testa funktionaliteten av all utrustning (t.ex. pletysmografi utrustning, laptop, biologiskt soptunnor, biologiskt vassa behållare ämne övervakningsanordnings) som är involverade i aerobiology förfaranden som förekommer inom ABSL-4 kostym laboratorium enligt tillverkarens protokoll.
    3. Säkerställa överföringen varukorg är biologiskt ren innan testa funktionaliteten hos snabb överföring port (RTP), som förbinder transport vagn genom väggen till klass III BSC).
    4. Handtag och späd patogen endast inom certifierade BSC. Förbered patogenen i lämplig formulering i en klass II BSC som innehåller lämpliga desinfektionsmedel. Transportera patogenen i en lufttät sekundär behållare märkt med en biohazardsymbol på våt is i transportvagnen. Passera patogenen genom RTP i klass III BSC i ABSL-4 skåp laboratorium, figur 1.

2. pletysmografi: Animal biosäkerhetsnivå 4 (ABSL-4) Suit Laboratory

  1. Pletysmografi inställning och kalibrering
    1. Bestämma vilken metod för pletysmografi förvärv(Huvud-out pletysmografi eller andnings induktans pletysmografi [RIP]) kommer att användas och ansluta utrustning komponenterna.
    2. Kalibrera pletysmograf före experimentet med användning av tillverkarens protokoll.
  2. pletysmografi Acquisition
    1. Vid hantering av icke-mänskliga primater, don en extern par latex eller nitril över toppen av dräkten handskar för att förhindra korskontaminering och främja säkra rutiner. Vid hantering av icke-mänskliga primater klar bort dessa extra handskar och kasta i biologiskt papperskorgen i rummet.
    2. Om du använder head-out pletysmografi, bifoga en ny gummi / dental dammen på framsidan av cylindern. Skär ett litet hål i dammen för chefen för NHP att passa genom toppen av cylindern. När sittande, skapar dammen en tätning runt NHP hals.
    3. Om du använder RIP, kontrollera att RIP banden är korrekt monterad runt bröstkorgen och buken av NHP och de elektroniska anslutningarna snäpps tightly.
    4. Skicka alla data som samlats in från pletysmografi förfarande forskarna i ABSL-4 skåp laboratorium. Exportera tidalvolymen och minut volymdata för varje djur genom ett kompatibelt program för användning under aerosol processen.

3. icke-human primat transport och hantering: Animal biosäkerhetsnivå 4 Suit Laboratory

  1. NHP Hantering
    1. Övervaka och registrera alla fysiska manipulationer, förvaltningar, eller rutinförfaranden på diagram för varje NHP.
    2. När en aerosol utmaning är klar, placera NHP inuti transportbehållaren och återgå NHP till buren ligger i djurhållrummet.
    3. Vid hantering av ett levande djur, följa den obligatoriska regel som kräver 2 anställda att vara närvarande.
  2. NHP Transport
    1. Bestäm vilken typ av anestesi, varaktighet av anestesi (omfattar transport, pletysmografi acquisitjon, och aerosol utmaning) och motsvarande dos av anestesi före administrering. Fullt söva NHP baserat på processen väljs av jämförande Medicine personal. Om ytterligare anestesi krävs, se till att alla nålar, vassa föremål, sprutor och mössor kastas i en avfallsbehållare som ligger i någon av djur förfarande rum. Inte sammanfatta några nålar efter användning.
    2. Transport bedövas icke-mänskliga primater i klara behållare som är säkrade genom ett spärren på locket på transportlådan.
    3. Containrar laster på en mobil vagn för att möjliggöra fullt lämpade forskare att röra sig fritt genom att använda andningsluftledningar och genom lufttrycket resistenta (APR) dörrar, figur 1.
    4. Eftersom ingen ytterligare andningsluft för NHP matas till transportbehållaren, minimera transporttiden.

4. Aerobiology: ABSL-4 Cabinet Laboratory

  1. Klass III BSC Setup
    1. I takt med djur beredning utförs av jämförande medicin personal, förbereda klass III BSC. Visuellt kontrollera att undertryck i klass III BSC hålls inom angivna intervallet (125 Pa eller -0,5 i vattenpelare (WG) minimum, 250 Pa eller -1,0 i wg rekommenderas). Inspektera klass III BSC för eventuella läckor eller sprickor (se figur 1).
    2. Fysiskt och visuellt inspektera klass III BSC syntetiska gummihandskar och O-ringar kopplade till klass III BSC för svaga punkter, tårar, revor, eller torr röta. Ersätta den skadade klass III syntetiska gummihandskar och / eller O-ringar innan de används. Vid denna punkt, är den klass III BSC inte är förorenade.
    3. Om en läcka uppstår medan klass III BSC är förorenad, identifiera var överträdelsen och alert facility management och biosäkerhet personal. Om en klass III BSC integrerad handske slits eller brutit, ersätta den skadade handsken omedelbart genom att följa lämplig utbildning teknik och internal BSC standardförfarande klass III.
    4. För att ändra en integrerad handske som innehåller en liten tår eller brott under en exponering, först spraya tår eller brott orimligt med lämplig koncentration av en dubbel kvartar ammonium (n-alkyl Dimetylbenzylammoniumklorid, n-alkyl dimetyletyl bensylammoniumklorid) desinfektionsmedel . Gör inte alltför rörelser under denna tid som skapar en ökning av luftflödet.
    5. Försiktigt, ta bort de yttre O-ringarna (2 av dem) lämnar den skadade integrerade handsken fortfarande sitter i klass III BSC. Något flytta skadade integrerad handske manschett från hamnen samtidigt som den integrerade handsken tätningen förblir intakt. Om tätningen äventyras, ljuder ett larm som indikerar förfarandet inte görs på rätt sätt. Den integrerade handske manschetten ska sitta kvar till porten efter den andra O-ringen avlägsnas från klass III BSC.
    6. Placera en ny klass III BSC syntetiskt gummi handske över den gamla handsken in samma orientering. Placera den nya handske helt över hamnen i likhet med de andra klass III BSC handske portar.
    7. Byt ut O-ringen närmast klass III BSC över det nya integrerade handsken. Använda en intilliggande integrerad handske port, försiktigt dra den skadade Klass III BSC syntetiskt gummi handske i klass III BSC. Den nya klass III syntetiskt gummi handske kommer att fungera som barriär för att bibehålla inneslutningen. När den andra skadade klass III syntetiskt gummi handske avlägsnas (dras inåt), byt ut andra yttre O-ringen och fortsätta arbeta.
    8. Registrera alla uppgifter rörande handske tår / brott i den specifika klass III BSC loggbok. Om den skadade integrerade handsken avlägsnas eller ett brott i inneslutningen inträffar, äventyras integrerade handsken / hamnen fortfarande upprätthåller en aktiv luftflöde på 0,47 m 3 / sek. Denna inåt luftflöde är samma luftflöde som används med en klass II BSC, vilket upprätthålla konsekvens mellan klass II och klass III BSC.
    9. Inspektera dunk tank ochkontrollera att dunk tank är fylld med desinfektionsmedel till den markerade nivån inne i dunk tank, figur 1. Verifiera koncentrationen av desinfektionsmedel i dunk tank är minst 3500 iS med hjälp av en konduktivitetsmätare. Denna ledningsförmåga motsvarar 5% koncentration av desinfektionsmedel.
    10. Se till att klass III BSC autoklav är funktionell och operativ så allt kontaminerat avfall och utrustning kan autoklaveras, figur 1. Autoklavera endast utrustning känd för att upprätthålla stelhet i steriliseringsprocessen.
    11. Testa funktionaliteten av andra aerobiology utrustning (t.ex. AAMP komponenter, laptop) och luft- och vakuumledningar som deltar i försöket, figur 2.
    12. Placera tecken på klass III BSC anger aktuell förorening status för enheten.
  2. Montering och Systeminställningar av NHP Head endast exponeringskammare
    1. Samman en 16-l NHP enbart huvudet exponering chamber genom att sätta in leveransen rostfritt stål och avgasledningar, Figur 2. Konfigurera den kammare i ett push / pull, dynamisk konfiguration genom att ansluta de lämpliga luft, vakuum och tryckledningarna till AAMP. Anslut AAMP till en kraftkälla inom klass III BSC och en bärbar dator genom en hermetiskt tillsluten hamn ligger på toppen av klass III BSC (Figur 1).
    2. Inspektera det monterade NHP enbart huvudet exponeringskammare för eventuella läckor eller sprickor, och se till att kammaren är korrekt monterad.
    3. Fäst en aerosolgenerator och aerodynamisk partikelstorleks läsning instrument till NHP enbart huvudet exponeringskammare.
    4. Öppna luft och vakuumkällan till AAMP.
    5. Starta aerosol protokollprogramvara på den bärbara datorn. Ange lämplig NHP enbart huvudet exponeringskammare, aerosolgenerator och biosampler flöde och administrativ information i programmenyer.
    6. Beräkna utmaning aerosoltid från de uppgifter som erhållits under pletysmografi förfarande, steg 2.2.4. Om du använder huvudet ut pletysmografi, beräknar dosen före exponering aerosolen. Om du använder RIP, beräkna dosen samtidigt under exponering aerosol.
    7. Fyll aerosolgeneratorn med patogenen.
    8. Genom aerosol programmet startar aerosolgeneratorn "på" och spraya insidan av NHP enbart huvudet exponeringskammare med utmaningen material under 10 min.
    9. Stänga av aerosolgeneratorn, tömma utmaningen material, och kasta utmaningen material in i en biologiskt soppåse belägen inne i klass III BSC.
  3. NHP enbart huvudet Exponering
    1. Bifoga en biosampler till NHP enbart huvudet exponeringskammare, fyll biosampler med insamling media, och bifoga en lämplig vakuumledningen till biosampler.
    2. Kontrollera djupet av anestesi av NHP. Om djupet av anestesi anses tillräcklig (
    3. Placera NHP i ryggläge på NHP exponerings rampen.
    4. passera försiktigt NHP huvud genom gummi / dental dammen som finns på huvudet portal NHP enbart huvudet exponeringskammare. Gummi / tandläkare dammen ger en tätning skapas kring NHP hals under exponeringen aerosolen.
    5. Kontrollera att NHP vitala är stabila visuellt och med en bärbar ämne monitor.
    6. Ange aerosol utmaningen tiden beräknas från steg 4.2.6. och nödvändig utrustning identifierare pernenten till varje aerosol rinna in i aerosol programvara och börja utmaningen aerosol.
    7. Kontrollera partikelstorleksdata under varje aerosol körning med aerosol partikelstorleksanalysator för att säkerställa den önskade partikelstorleksfördelningen uppnås. Utför denna kontroll kontinuerligt eller intermittent under exponeringen.
    8. När utmaningen aerosol är klar, ta bort den NHP från enbart huvudet exponeringskammare och torka av NHP ansikte / huvud med lämpligt desinfektionsmedel för att minska eventuella föroreningar till laboratoriepersonal.
    9. Rensa aerosolkammaren eller luft tvätta de återstående och släpar partiklar för 5 minuter genom att leda luft och vakuum genom kammaren. Detta förfarande kommer att "rensa ut" och ta bort kvarvarande partiklar från aerosolexponering kammaren för efterföljande NHP aerosol exponering.
    10. Passera NHP tillbaka genom RTP forskarna placerade på insidan av ABSL-4 aerobiology kostym laboratorium.
    11. Kasta alla vassa föremål used inom klass III BSC i en utsedd behållare för vassa föremål som finns kvar i BSC. När avfallsbehållaren är ¾ placerar i biologiskt soppåse.
    12. Töm aerosolgeneratorn och någon återstående utmaning material i biologiskt soppåse som innehåller skräp, användbar utrustning och / eller ¾ full behållare för vassa föremål i förekommande fall.
    13. Töm uppsamlings media från aerosol biosampler i lämpligt märkta uppsamlingsrören och placera på våt is.
    14. Upprepa steg 4.3.1 till 4.3.13 tills alla planerade försökspersoner har ifrågasatts.
    15. Pass alla aerosol biosampler prover genom RTP forskarna för kvantifiering och tillbaka titreringar av aerosol dos.
    16. Placera papperskorgen och utrustning från aerosol utmaning i genomslaget autoklav ansluten till klass III BSC och välj en tillämplig steriliseringscykel (Figur 3).
    17. Demontera NHP enbart huvudet cHamber och sanera enbart huvudet kammaren och klass III BSC med en paraformaldehyd gas cykel valideras med biologiska indikatorer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Klass III biosäkerhet skåp (BSC) är en hermetiskt tillsluten rostfritt stål skåp som innehåller en ABSL-4 miljö under negativt tryck inom en ABSL-4 skåp laboratorium (Figur 1). Material kan införas i nämnda BSC genom personal som arbetar i ABSL-4 skåp laboratorium genom en under-skåp monterade rostfri tank (som vanligtvis kallas en "dunk tank" i ABSL-4 eller BSL-4 inställningar) innehållande en 5 % dubbla kvartar ammonium (n-alkyl Dimetylbenzylammoniumklorid, n-alkyl dimetyletyl bensylammoniumklorid) desinfektionslösning. Eftersom BSC är inbyggd i väggen som skiljer skåpet laboratorium från en ABSL-4 kostym laboratorium, material, djur och virala patogener kan också flyttas till BSC från ABSL-4 kostym laboratoriesidan med en transportvagn och en snabb överföring Port (RTP). Innehållet inom BSC kan manipuleras från utsidan av forskare bär olika typer av syntetiska gummihandskar, särskilt neopren / klorsulfonerad polyeten. Innehåll, exklusive infektiösa prover avlägsnas från BSC efter sterilisering genom en dubbeldörr autoklav eller desinfektion via dunk tank. Genom att kontrollera / verifiera att klass III BSC och bioaerosol utrustning (Figur 2) fungerar, har vi en säker och korrekt driftsmiljö. Korrekt underhåll och användning av klass III BSC är en integrerad del av personligt skydd för forskaren. Efter aerosol exponering, skräp och utrustning från aerosol utmaning som skall steriliseras placeras i genomgångs autoklav ansluten till klass III BSC, Figur 3. Genom att strikt följa dessa förfaranden och praxis, har inga laboratorieförvärvade infektioner har registrerats under bioaerosol forskning vid IRF-Fredrik.

2fig1.jpg "/>
Figur 1. Schematisk presentation av klass III biosäkerhet skåp Inställningar på IRF-Fredrik. Framläggande av skåpet i statiskt tillstånd (återges från fem). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. Aerosol Management Platform. Anpassad från 5. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. förregling dubbel-dörr Autoklav Bifogat till klass III BSC. En forskare är att väljaen förprogrammerad autoklav cykel för att säkerställa att innehållet i autoklavkammaren är icke smittsamma när ytterdörren så småningom öppnas. Dörren är belägen närmast forskaren kan inte öppnas förrän en fullständig steriliseringscykel har fullbordats. Biologiska indikatorer inne i autoklavkammaren kommer att analyseras för att avgöra agent inaktive efter steriliseringsprocessen (återges från fem). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi redogöra aerobiology förfaranden som används vid IRF-Fredrik för att arbeta med mycket farliga (riskgrupp 4) patogener. Ett syfte med att visualisera bioaerosol förfaranden är att betona säkerheten för personalen vid användning av en klass III BSC under experiment med sådana patogener att undvika laboratorieförvärvade infektioner. Klass III BSC upprätthålla en aktiv riktat luftflöde som avgassystem till dubbel HEPA-filter för att säkerställa att patogener som finns i laboratoriet (Figur 1).

Som klass III BSC är den primära barriären för att förhindra potentiell patogen exponering under bioaerosol studier forskare krävs för att kontrollera integriteten i klass III BSC och fäst integrerade handskar för läckor före och efter varje aerosol experiment. Trots att alla ansträngningar vidtas för att undanröja risken för laboratorieforskare, integrerat ett brott mot en klass III BSC syntetiskt gummi handske kan förekomma. Personalen måste förses medbåde didaktiska och praktisk utbildning på rätt klass III förfaranden BSC räddningsinsatser. Sådana förfaranden innefattar evakuering från ABSL-4 skåp laboratorium, säkra ett brott i inneslutningen till klass III BSC, och påtagning av personlig skyddsutrustning vid behov. Vi har använt andra handskar av varierande tjocklek i det förflutna som är beroende av finmotorik som krävs för förfarandet. Oavsett tjockleken, alla handskar som valts är lika skyddande när de utför dessa förfaranden. Robust utbildning, strikt följsamhet till säkerhetsprotokoll och tekniska kontroller bidra till att säkerställa de anställdas säkerhet vid användning av klass III BSC vid IRF-Fredrik. Processerna ovan kan komma att ändras på grund av nya metoder eller säkerhets reevaluations baserade på att förbättra arbetsflödet.

Medan aero förfaranden som presenteras här följer generellt BMBL rekommendationerna 7, dessa förfaranden är specifika för IRF-Fredrik. Each ABSL-4 / BSL-4 Anläggningen har olika byggkonstruktionsspecifikationer som påverkar metoderna för laboratorieverksamheten. Alternativa förfaranden och tekniker för att använda klass III BSC laboratorier beror delvis på konstruktionen och driften av dessa laboratorier. Dessutom kan olika statliga regleringar i olika länder också ha en effekt på förfaranden aerosol forskning. Ändå en allmän förståelse för ABSL-4 aerosol förfaranden och byggnaden övervakningssystem som stöder säkerheten för laboratorieforskare kommer att hjälpa hälsa administratörer, som överväger utformningen av liknande byggnader och utanför samarbetspartners som deltar i studier av hög konsekvens patogener.

Vid utformningen bioaerosol protokoll med externa samarbetspartners, bör tillräckligt med tid tilldelas för att utföra ens grundläggande bioaerosol verksamhet. Förväntningar om tidsramar för att leverera resultat måste justeras genom att acceptera de inneboende svårigheterna med arbetei ABSL-4 klass III BSC laboratorier. En generaliserad antagande är att varje bioaerosol experiment utfört vid ABSL-2 (eg., 2 tim) kommer att kräva dubbelt så mycket tid att utföra i ABSL-4 (t ex, 4 h).

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