ЧТО ВЫ ИЩЕТЕ?
Для соответствия требованиям AAALAC в виварии необходима тщательно спроектированная система создания избыточного давления, фильтрация HEPA на заключительном этапе и зональные барьеры для предотвращения загрязнения — точная конфигурация зависит от того, содержите ли вы животных, свободных от специфических патогенов (SPF), или инфицированных животных.
Эта статья предназначена для руководителей лабораторий по содержанию лабораторных животных, инженеров-исследователей в области биомедицины и групп по закупкам, занимающихся выбором оборудования для чистых помещений при строительстве новых или модернизированных вивариев. В ней рассматриваются требования AAALAC к качеству воздуха, проектирование зон давления, интеграция стеллажей для вивариев, выбор оборудования в зависимости от типа помещения и стратегии контроля запахов/вытяжки. Независимо от того, строите ли вы виварий с барьером для грызунов или исследовательский центр по инфекционным заболеваниям, изложенные здесь принципы помогут вам в выборе системы фильтрации.
Международная ассоциация по оценке и аккредитации ухода за лабораторными животными (AAALAC International) не устанавливает конкретные классы фильтров или значения ACH в абсолютных величинах. Вместо этого она ссылается на «Руководство по уходу и использованию лабораторных животных» (8-е издание, NRC 2011) в качестве основного стандарта, дополненного рекомендациями журнала ILAR.
Основные требования к качеству воздуха согласно Руководству: - 10–15 воздухообменов в час для большинства помещений для животных (свежий воздух, а не только рециркуляция) - Не менее 10 воздухообменов в час 100% свежего воздуха для помещений, где содержатся животные, выделяющие значительное количество биоаэрозолей - Контроль температуры: 18–26°C в зависимости от вида животных - Относительная влажность: 30–70% - Направленный поток воздуха между зонами для предотвращения перекрестного заражения
В руководстве не установлены обязательные уровни классов ISO, но передовая практика для помещений с барьерной защитой от SPF ориентирована на классы ISO 7–8 (эквивалент прежнего класса 10 000–100 000) с терминальной фильтрацией HEPA H13 или H14 как на подаче, так и на вытяжке в зонах содержания инфицированных животных.
В отличие от фармацевтических чистых помещений, где постоянно поддерживается избыточное давление, в помещениях для содержания животных используется двунаправленный каскад давления, зависящий от профиля биологического риска каждой зоны.
Цель: защитить животных от внешнего заражения.
Коридор (положительное давление, +15 Па)
→ Комната для животных (положительный, +10 Па по сравнению с коридором)
→ Грязный коридор / Мойка клетки (нейтральный / слегка негативный)
Приточный воздух фильтруется HEPA-фильтром (минимум H13). Вытяжной воздух может быть без фильтра или только с предварительной фильтрацией, поскольку цель состоит в том, чтобы предотвратить попадание загрязнений внутрь, а не внутрь системы.
Цель: сдерживание распространения патогенов, защита персонала и окружающей среды.
Чистый коридор (положительное давление, +15 Па)
→ Прихожая / Шлюз (нейтраль, 0 Па)
→ Комната для инфекционных животных (отрицательный пар, от -10 до -15 Па)
→ Выхлоп → Выхлоп через HEPA-фильтр перед выпуском
Как приточная, так и вытяжная фильтрация должны проходить через HEPA-фильтры. Вытяжные HEPA-фильтры должны иметь конструкцию типа «мешок в мешок/мешок из мешка» (BIBO), чтобы обеспечить безопасную замену фильтров без риска контакта обслуживающего персонала с загрязненными фильтрами.
Тип зоны | Давление против смежных | Фильтр подачи | Выхлопной фильтр | Целевой класс ISO |
комната для животных с SPF | Положительное значение (+10 Па) | H13 HEPA | Только предварительный фильтр | ISO 7–8 |
Инфекционная комната ABSL-2 | Отрицательное значение (-10 до -15 Па) | HEPA H13/H14 | Фильтр HEPA H14 (BIBO) | ISO 7 |
Мойка клеток / грязный коридор | Слегка отрицательный | G4 + F7 | Выхлопная система с воздуховодом | — |
Хирургический/процедурный кабинет | Положительный | H14 HEPA | H13 HEPA | ISO 5–6 |
Чистый коридор | Положительная рекомендация | F8 + H13 | — | ISO 8 |
Стеллажи с индивидуально вентилируемыми клетками (IVC) подают очищенный HEPA-фильтром воздух непосредственно в каждую клетку, создавая внутри клетки микросреду класса ISO 4–5 независимо от условий в помещении. Однако системы IVC не исключают необходимости в HEPA-фильтрации на уровне помещения — они работают совместно.
Почему необходимы оба варианта: - Вытяжной воздух из установки для внутривенной стимуляции (IVC) выходит в помещение до того, как будет захвачен вытяжной системой помещения — если воздух в помещении загрязнен, фильтры подачи воздуха в IVC могут быть перегружены во время смены клеток. - Станции смены клеток (открытые скамейки для смены клеток) требуют наличия ламинарного тента с HEPA-фильтром над рабочей поверхностью для защиты животных во время перемещения. - Персонал, работающий рядом со стеллажами IVC, подвергается воздействию воздуха из помещения, а не из клеток — качество воздуха из помещения, обеспечиваемое HEPA-фильтром, защищает их.
Рекомендуемое оборудование для учреждений, использующих внутривенную катетеризацию:
Оборудование | Функция | Рекомендуемые характеристики |
Блоки подачи HEPA-фильтров | Фильтрация приточной воды на уровне помещения | H13, потолочный блок FFU или фильтрующий бокс |
Пункт смены клеток | Обеспечьте защиту животных во время пересадки в клетку. | Вертикальный ламинарный поток, HEPA-фильтр H14, ISO 5 |
Бокс биологической безопасности (класс II A2) | Процедуры с животными, обработка образцов | Класс II A2, 70% рециркуляции / 30% отработанных газов |
Динамический пропускной ящик | Перебросьте припасы в барьер. | Фильтр HEPA, электронная блокировка |
Вытяжные установки с HEPA-фильтрами (BIBO) | Вытяжка в инфекционном помещении | H14, контейнер для сбора/выгрузки продуктов методом «мешок в мешок». |
В помещениях для животных, особенно в помещениях для грызунов, образуется значительное количество аммиака (из мочи) и биоаэрозолей. Стандартная HEPA-фильтрация улавливает биоаэрозоль, но не справляется с газообразным аммиаком.
Для устранения запахов в вытяжных системах: - Установите модули из активированного угля после HEPA-фильтра в вытяжных воздуховодах. - Угольный фильтрующий материал, пропитанный перманганатом калия (KMnO₄), особенно эффективен против аммиака и аминов. - Заменяйте угольный фильтрующий материал по результатам мониторинга прорыва (обычно каждые 6–12 месяцев в зависимости от количества животных).
Для предотвращения распространения инфекционных аэрозолей: - Перед установкой угольного модуля необходимо установить вытяжной HEPA-фильтр (минимум H14) — HEPA улавливает биологический агент, уголь справляется с остаточными запахами. - Корпус BIBO позволяет заменять фильтры без нарушения герметичности.
Для предприятий, оценивающих оборудование для чистых помещений китайского производства, компания KLC International поставляет ряд продуктов, непосредственно применимых при строительстве вивариумов:
•Блок с HEPA-фильтром (потолочный, с гелевым уплотнением, H13/H14): используется в качестве оконечных устройств подачи воздуха в помещениях для животных и чистых коридорах.
•Вертикальный ламинарный бокс для чистки (H14, ISO 5): подходит для переодевания животных в открытых клетках, подготовки животных к хирургическим операциям.
•Бокс биологической безопасности класса II A2: для обработки образцов и проведения несложных процедур с использованием агентов ABSL-2.
•Динамический передаточный бокс (с HEPA-фильтром и электронной блокировкой): для перераспределения запасов на шлагбауме.
•Модули фильтров с активированным углем: для контроля запаха выхлопных газов после HEPA-фильтра.
Все блоки доступны в исполнении из нержавеющей стали (SS304/SS316L), подходящем для протоколов дезинфекции вивариумов (фумигация VHP, обеззараживание формальдегидом).
В большинстве питомников, где содержатся грызуны, соответствующие стандартам SPF, в помещениях для животных используется класс ISO 7 (10 000), а в коридорах — ISO 8. Некоторые высокоценные колонии трансгенных мышей используют помещения класса ISO 6. Стойка IVC создает микросреду класса ISO 4–5 внутри каждой клетки независимо от класса помещения, поэтому для самого помещения обычно достаточно класса ISO 7.
Да. В помещениях уровня биобезопасности ABSL-2 (уровень биобезопасности животных 2) необходимо обеспечить направленный поток воздуха с отрицательным давлением относительно коридора, а отработанный воздух должен проходить через HEPA-фильтр перед выходом из помещения. Корпус HEPA-фильтра должен иметь конструкцию BIBO (мешок в/мешок из), чтобы обеспечить безопасную замену фильтра без контакта персонала с загрязненными фильтрами.
Конструкция корпуса BIBO позволяет извлекать и упаковывать загрязненный HEPA-фильтр в пакет без непосредственного контакта специалиста по техническому обслуживанию с фильтрующим материалом. К корпусу прикреплен гибкий пластиковый рукав; специалист вставляет загрязненный фильтр в пакет, запечатывает его и безопасно извлекает. Такая конструкция обязательна для систем вытяжки инфекционных животных и предприятий уровня биобезопасности BSL-3.
Нет. Стеллажи IVC защищают животных внутри клеток с помощью микросреды, очищенной HEPA-фильтрами (ISO 4–5 внутри клетки), но качество воздуха в помещении по-прежнему имеет значение во время смены клеток, обращения с животными и для защиты персонала. Фильтрация HEPA на уровне помещения (минимум H13) по-прежнему необходима, особенно для помещений с барьерной защитой от SPF-заражений.
В руководстве NRC рекомендуется 10–15 ACH свежего (наружного) воздуха для большинства помещений для животных. В помещениях для инфекционных заболеваний, где содержатся возбудители ABSL-2, обычно требуется 12–15 ACH 100% наружного воздуха. В помещениях, где используется 100% рециркуляция воздуха с HEPA-фильтрами (распространенная практика в некоторых конструкциях на основе внутривенных инъекций), можно снизить долю наружного воздуха при соответствующем мониторинге CO₂ и аммиака.
Активированный уголь, пропитанный перманганатом калия (KMnO₄), является наиболее эффективным средством для удаления аммиака и аминов из сточных вод животноводческих комплексов. Обычный активированный уголь обладает ограниченной способностью к удалению аммиака, поскольку аммиак является полярной молекулой с относительно низкой аффинностью к неполярным углеродным поверхностям. Пропитанный KMnO₄ уголь химически окисляет аммиак, обеспечивая гораздо более высокую способность к его удалению.
Проверка воздухопроницаемости в помещениях для животных проводится в соответствии со стандартом ISO 14644-3 и руководством NRC. Ключевые испытания включают: измерение скорости воздуха на всех подающих диффузорах, измерение перепада давления между зонами (с помощью калиброванного манометра Magnehelic или электронного передатчика), визуализацию дымом для подтверждения направления воздушного потока и подсчет частиц в соответствии с целевым классом ISO. Повторная проверка рекомендуется ежегодно и после любых модификаций системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
Да, с оговорками. Стандартный HEPA-фильтр из стекловолокна совместим с VHP. Алюминиевые рамы и стандартные герметики, как правило, стабильны. Однако следует избегать оцинкованных стальных рам — цинковое покрытие может вступать в реакцию с VHP, образуя частицы. Для зон, дезактивированных с помощью VHP, следует использовать рамы из нержавеющей стали SS304 и силиконовые герметики, рассчитанные на работу с VHP. Всегда уточняйте совместимость с VHP у производителя фильтра перед началом процедур дезинфекции.
Фильтрация воздуха в виварии требует более тонкой инженерной проработки, чем в стандартной фармацевтической чистой комнате — одно и то же физическое пространство может одновременно служить барьером, ограничивающим пространство (отрицательное давление, вытяжка BIBO), и защитной оболочкой (подача воздуха под положительным давлением через внутривенный катетер), в зависимости от содержащихся в нем животных.
Основной принцип проектирования: начните с классификации биологического риска, настройте каскад давления соответствующим образом, а затем выберите соответствующую оконечную фильтрацию. Для помещений с SPF (Surface Protection) надежным базовым вариантом является HEPA-фильтр H13 в помещении класса ISO 7. Для работы с инфекционными животными добавьте вытяжную систему H14 BIBO и буфер давления в предкамере.
Технические характеристики оборудования, документация или информация о возможностях индивидуальной настройки вашего террариума доступны по адресу:KLC International— Фильтрующие боксы, чистые рабочие столы, боксы биологической безопасности, передаточные боксы и модули вытяжной вентиляции с активированным углем — все это доступно в исполнении из нержавеющей стали, совместимом с вивариумами.
Поддерживается сеть IPv6
