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生物安全三級實驗室(bio-safety levelⅢlaboratories, BSL-3)是按照國家標準 (GB19489-2004)“實驗室生物安全通用要求”中的BSL-3防護標準建立的實驗室, 是專門針對通過氣溶膠傳播, 可導致嚴重后果或生命的內(nèi)源性和外源性病原而特設(shè)的適用于臨床、診斷、教學和研究的設(shè)置。

新標準提出了實驗室防護區(qū)概念, 更加明確了生物安全實驗室污染風險較大的區(qū)域, 明晰了污染區(qū)和清潔區(qū)域的區(qū)分和隔離, 在實驗室設(shè)計及流程規(guī)劃方面, 具有重要的指導意義。其中BSL-3是新版“實驗室生物安全通用要求”的主要內(nèi)容, 是修訂后差異最大的一類實驗室。

對于生物安全實驗室而言, 安全為第一位。在實驗室改造時必須理解和考慮本標準要求的所有與生物安全相關(guān)的設(shè)計原則, 并經(jīng)過風險評估。安全的核心措施是排風保負壓, 保證周圍環(huán)境不受污染, 排風系統(tǒng)的HEPA是保證實驗操作過程中感染性氣溶膠不外泄的最后防線, 應(yīng)盡可能縮短與實驗室之間管道的長度, 以減少污染區(qū)域, 保證此段管道消毒的效果, 確保管道的氣密性和消毒效果, 并應(yīng)給予驗證。

1.?技術(shù)改造措施

HEPA是生物安全實驗室的最重要的二級防護屏障, 阻止實驗室空氣中的有害粒子進入外部環(huán)境中, 其表面可能存留了高致病性病原微生物, 其完整性須得到保證。

(1) 在防護區(qū)的兩個核心工作間內(nèi)各自安裝了2臺HEPA過濾器, 安裝位置在核心區(qū)的墻壁上距地30 cm, 在保證總排風量和負壓值的前提下, 實現(xiàn)了到室內(nèi)排風口的最短距離。

(2) “應(yīng)可以在原位對排風HEPA進行消毒滅菌和檢漏”。新標準中加強并落實對排風HEPA進行原位消毒滅菌和檢漏的要求。應(yīng)根據(jù)實驗室的情況, 定期對HEPA過濾器檢漏。此外, 檢漏、維護或更換HEPA過濾器時, 應(yīng)先消毒滅菌, 避免感染人和污染環(huán)境。改造措施關(guān)鍵設(shè)備HEPA采用國際最先進的產(chǎn)品, 且具備掃描驗證功能的CamSafe 3型高效過濾送排風設(shè)備 (美國Camfil公司) , 其本身帶有原位撿漏的機械裝置、采樣頭和測量過濾器阻力變化的壓力表。

(3) 在改造該實驗室時, 重點考慮了HEPA過濾器的安裝方式, 以利于定期在原位對排風HEPA進行消毒滅菌和檢漏。排風HEPA安裝在核心工作間墻壁的下方, 工作人員更換防護服后進入核心區(qū), 可以方便地對HEPA過濾器進行液體噴霧消毒, 并用檢測儀器連接HEPA的專用接口進行原位撿漏掃描。

(4) 國內(nèi)對HEPA消毒滅菌的方法通常包括氣體熏蒸和液體噴霧的方式, 氣體熏蒸包括局部循環(huán)方式。由于氣體無孔不入, 而可同時消毒管道、容易進行消毒效果驗證, 是必然發(fā)展趨勢。針對液體噴霧消毒, 仍缺乏相應(yīng)的研究數(shù)據(jù), 如標準操作程序、消毒的范圍、適用的微生物及驗證方法等, 因此采用局部氣體循環(huán)消毒HEPA如圖1所示。

(5) 對HEPA過濾器消毒滅菌的效果與微生物在環(huán)境中的穩(wěn)定性、BSL-3實驗室的類型有關(guān), 某些微生物在環(huán)境中的生存能力極低, 芽孢則反之;在正常工作時, 其HEPA過濾器的污染程度會較高;實驗室在設(shè)計消毒方案時應(yīng)充分評估和確認, 考慮多種因素, 以達到安全、經(jīng)濟適用、避免引入新風險的目的。實驗室宜首先確定消毒方法, 可采用過氧化氫、二氧化氯及甲醛熏蒸等方法, 再根據(jù)設(shè)施和消毒設(shè)備的特點由專業(yè)人員設(shè)計消毒方案, 通過試運行驗證消毒效果。

2.通訊系統(tǒng)技術(shù)改造措施

(1) 新版國家標準要求, “需要時, 應(yīng)可立即解除實驗室門的互鎖;應(yīng)在互鎖門的附近設(shè)置緊急手動解除互鎖開關(guān)”。核心工作間附屬的緩沖間, 具有雙門互鎖功能以保障核心工作間的壓力梯度及感染型氣溶膠的外泄, 但是該裝置不利于緊急撤離時的逃生。通訊及弱電系統(tǒng)改造時按新標準規(guī)定, 增加實驗室門的互鎖解除的解除按鈕, 以便在需要時人員可立即逃出。實驗室互鎖的門會影響人員的通過速度, 應(yīng)有解除互鎖的控制機制。當出現(xiàn)緊急狀態(tài)時, 監(jiān)控室工作人員通過通訊系統(tǒng)中的對講機告知核心工作間人員需要緊急撤離, 并通過中控系統(tǒng)解除所有門或指定門的互鎖。同時, 撤退人員也可以手動解除設(shè)在每扇互鎖門附近的緊急手動解除互鎖開關(guān), 安全撤離。

(2)“核心工作間的緩沖間的入口處應(yīng)有指示核心工作間工作狀態(tài)的裝置 (如文字顯示或指示燈) , 必要時, 應(yīng)同時設(shè)置限制進入核心工作間的連鎖機制”。按規(guī)定, 在BSL-3核心工作間的緩沖間的入口處, 安裝工作狀態(tài)顯示裝置, 其目的是防止人員意外或隨意進入核心工作間。在實驗進行中或發(fā)生溢灑事故時, 不允許人員隨意進出房間?；诖? 在實驗室改造過程中, 緩沖間的入口處應(yīng)有表明核心工作間內(nèi)部狀態(tài)的顯示, 如紅燈、綠燈、黃燈3組, 提示其他人員暫時不要進入核心工作間。必要時應(yīng)在核心工作間內(nèi)部鎖住緩沖間對外的門, 限制人員進入。

3.通訊及弱電系統(tǒng)的技術(shù)改造

(1) 新版國家標準要求,“實驗室防護區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置向外部傳輸資料和數(shù)據(jù)的傳真機或其他電子設(shè)備;監(jiān)控室和實驗室內(nèi)應(yīng)安裝語音通訊系統(tǒng)。如果安裝對講系統(tǒng), 宜采用向內(nèi)通話受控、向外通話非受控的選擇性通話方式;通訊系統(tǒng)的復雜性應(yīng)與實驗室的規(guī)模和復雜程度相適應(yīng)”。該條款是關(guān)于BSL-3通訊系統(tǒng)的要求。實驗室通訊系統(tǒng)的形式包括語音通訊、視頻通訊和數(shù)據(jù)通訊等, 均在網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成, 傳輸?shù)幕鶐盘枮閿?shù)字信號, 目的主要有兩個, 安全方面的信息交流和實驗室數(shù)據(jù)傳輸, 包括語言、文字、圖像和數(shù)據(jù)。在實驗室運行期間, 監(jiān)控室內(nèi)要有工作人員值守。

(2) 為避免污染擴散的風險, 在實驗室防護區(qū)內(nèi) (通常為核心工作間) 設(shè)置的傳真機或計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 將實驗數(shù)據(jù)、實驗報告、數(shù)碼照片等資料和數(shù)據(jù)向?qū)嶒炇彝鈧鬟f。在BSL-3實驗室內(nèi)從事的高致病性病原微生物相關(guān)的實驗活動, 是一項復雜、精細、高風險和高壓力的活動, 需要工作人員高度集中精神, 始終處于緊張狀態(tài)。為盡量減少外部因素對實驗室內(nèi)工作人員的影響, 監(jiān)控室內(nèi)的通話器宜為開關(guān)式。在實驗間內(nèi)采用免接觸式通話器, 使實驗操作人員隨時可方便地與監(jiān)控室人員通話。

(3)適用的通訊設(shè)備設(shè)施包括電話、傳真機、對講機、選擇性通話系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等等, 根據(jù)實驗室的規(guī)模和復雜程度選配, 已經(jīng)合理的設(shè)置通訊點的位置及數(shù)量。保證了實驗室通訊的暢通, 并符合實驗室安全性的要求。目前在兩個核心工作間、緩沖間、準備間、一更衣間、二更衣間均安裝電話, 在核心工作間安裝了對講機、傳真機和網(wǎng)絡(luò)接口。在實驗室改造過程中,應(yīng)用了第四代通訊技術(shù)4G網(wǎng)絡(luò), 安裝了短信收發(fā)器, 內(nèi)置移動的SIM卡,可將設(shè)施運行過程中發(fā)生的報警和故障信息發(fā)給指定人員,便于及時了解和快速處置。

根據(jù)國家新標準要求, BSL-3內(nèi)的排風裝置應(yīng)該盡量靠近排風口端, 在現(xiàn)場條件許可的情況下設(shè)計成頂送風頂排風, 保證室內(nèi)定向氣流, 可減少一段排風管道, 并且對排風過濾單元的維護可以放在設(shè)備層進行。

在BSL-3中, 緊急手動解除互鎖開關(guān)裝置是整個核心實驗室內(nèi)人員安全保證措施, 但是在正常化使用時, 對人員的操作應(yīng)該有明確要求, 嚴格避免誤操作和誤碰觸, 保證核心實驗室的整體安全性——利用實驗室信息化管理系統(tǒng)LIMS，可以對實驗室儀設(shè)備裝置進行物聯(lián)智能管控，有效保障實驗室安全！

每次使用前或使用中應(yīng)根據(jù)監(jiān)控指標確認設(shè)施設(shè)備的性能處于正常工作狀態(tài), 并記錄。設(shè)施設(shè)備維護、修理、報廢或被移出實驗室前應(yīng)先清潔和消毒滅菌;同時要求維護人員穿戴適當?shù)姆雷o裝備, 充分的保護人員、環(huán)境的安全。