2 Hazardous Agent Containment
Forschungstiere werden häufig in Studien eingesetzt, in denen gefährliche Chemikalien, biologische Wirkstoffe und/oder Radionuklide verabreicht werden. Bestimmte technische Merkmale sind für alle Gefahren anwendbar. Dazu gehören die physische Isolierung der gefährlichen Tiere und Abfälle, monolithische, versiegelte und leicht zu reinigende Raumoberflächen, die keine Staubansammlungen begünstigen, die Verwendung von BSCs oder chemischen Abdeckungen, die der Gefahr und dem Experiment angemessen sind, erhöhte Luftaustauschraten im Raum, um Umweltkontaminanten zu verdünnen, die Schaffung eines gerichteten Luftstroms durch die Konfiguration von Zuluft- und Abgasregistern, um Gefahren von den Menschen wegzuziehen, und die Schaffung von Luftdruckunterschieden im Raum, um sicherzustellen, dass Bereiche, die Gefahren enthalten, einen Unterdruck gegenüber den umliegenden Räumen aufweisen. Es stehen verschiedene Ressourcen zur Verfügung, die bei der Bestimmung geeigneter technischer Merkmale und Praktiken für Einrichtungen und Geräte helfen, um eine sichere Umgebung zu erhalten (Adelberg et al., 1989; CDC-NIH, 2009; Commission on Physical Sciences, Mathematics and Applications, 1995; Evans, Lesnaw (1999); DiBerardinis, 1999; Liberman, 1995; Ruys, 1991b). Viele der für die Quarantäne beschriebenen Anlagenmerkmale sind auch für die Einschließung gefährlicher Stoffe anwendbar und geeignet. Die Einschließung und die damit verbundenen Sicherheitsvorkehrungen sind jedoch häufig strenger.
Biologische Gefahren werden nach BSL 1 bis 4 klassifiziert, wobei jede Stufe spezifische technische Merkmale und Sicherheitspraktiken vorschreibt (CDC-NIH, 2009). Tierversuche mit BSL-2-Agenzien sind relativ häufig und haben mit der Verwendung von viralen Vektoren für Gentherapiestudien an Bedeutung gewonnen (Webber und William, 1999; Evans und Lesnaw, 1999). Studien mit BSL-3-Agenzien werden seltener nachgefragt, obwohl viele Einrichtungen von einer Tier-BSL-3-Einrichtung (ABSL-3) profitieren könnten. Studien mit ABSL-2-Agenzien können in Tierräumen unter Verwendung geeigneter Ausrüstung und ABSL-2-Praktiken durchgeführt werden, sind aber in einer ABSL-2-Einrichtung effizienter und konsequenter auf einem höheren Sicherheitsniveau. Darüber hinaus ist eine ABSL-2-Einrichtung für die Quarantäne von Nagetieren, die mit offenen und/oder zufälligen Erregern infiziert sind oder deren Gesundheitszustand unbekannt ist, äußerst wünschenswert. Detaillierte Beschreibungen von ABSL-Tiereinrichtungen und -praktiken finden sich in anderen Texten (Barkley, 1979; Barkley und Richardson, 1984; Richmond, 1991, 1996; Hessler, 1995; White, 1996; Hessler et al., 1999; King et al., 1999).
Die Standardauslegung und -praktiken der meisten Tiereinrichtungen entsprechen den BSL-1-Standards. Die Komplexität der Konstruktion und der Betriebspraktiken nimmt mit der Erhöhung der biologischen Sicherheitsstufe zu. Zu den zusätzlichen Konstruktionsmerkmalen gehören Schleusen, Durchgangsduschen und Durchgangssterilisatoren, zusätzliche physische Einschließungsvorrichtungen wie Kabinen, HEPA-Filterung der Abluft, umfassende computergestützte Umweltüberwachungssysteme und automatische HLK-Steuerungen sowie Redundanz und Notstromversorgung für alle kritischen mechanischen Systeme.
Die Eindämmung flüchtiger Gefahren wie gefährlicher Chemikalien oder ausgewählter Radioisotope ist komplexer als die Eindämmung von Partikeln, da flüchtige Verbindungen durch HEPA-Filter hindurchgehen und möglicherweise nicht von anderen Arten von Filtermedien wie Aktivkohle aufgefangen werden. Chemikalienhauben (nur zum Schutz des Personals) oder BSCs mit 100 % Abluft (Klasse II Typ B21) (Schutz des Personals und der Produkte), die beide an das Abluftsystem des Gebäudes angeschlossen sind, sind für den Käfigwechsel und die Gefahrenverwaltung nützlich, wenn Flüchtigkeit ein Problem darstellt. Obwohl in Verbindung mit statischen Isolatorkäfigen spezielle zusätzliche Rückhaltevorrichtungen verwendet werden können, die das Käfigabwasser auffangen, ist es einfacher, Käfige in Bereichen mit hohen Luftwechselraten (>50 vollständige Luftwechsel pro Stunde) unterzubringen und gleichzeitig für einen gerichteten Luftstrom zu sorgen, so dass frische Zuluft in den vom Personal genutzten Bereich geleitet und über die Käfige der Tiere in das Abluftsystem abgeleitet wird. Eine Kabine mit den Maßen 1,50 m × 1,50 m mit einem linearen Deckenluftdurchlass an der Vorderseite der Kabine und horizontalen Abluftschlitzen auf mehreren Ebenen entlang der Rückwand, vor der das Käfiggestell aufgestellt ist, ist beispielsweise für Studien mit gefährlichen flüchtigen Chemikalien geeignet. Zusätzliche PSA kann auch erforderlich sein, um den Schutz des Personals zu gewährleisten.
Die Dekontamination der Käfige und die Entsorgung kontaminierter Abfälle, wie z. B. Einstreu, sind von größter Bedeutung, wenn beides als gefährlich eingestuft wird. Die Einstreu sollte vor der Entsorgung autoklaviert werden, und die Käfige sollten vor der weiteren Handhabung dekontaminiert werden. Die Sterilisierung von Käfigkomponenten vor der Verarbeitung ist sinnvoll, wenn die Gefahrstoffe hitzelabil sind, wie dies bei den meisten biologischen Gefahrstoffen der Fall ist. Obwohl einige gefährliche Chemikalien hitzelabil sind, müssen die meisten chemisch deaktiviert oder als aktive Verbindung entsorgt werden (Fox et al., 1980). Einwegkäfige aus Polystyrol oder Polyethylen sind nützlich für hochgefährliche Chemikalien, die sich nicht leicht deaktivieren lassen. Käfig und Abfall werden als Sondermüll entsorgt. BSC der Klasse II und Chemikalienabzugshauben können mit einer Reihe von Merkmalen erworben werden, die für Tierversuche mit gefährlichen Stoffen nützlich sind, z. B. mit einer Durchreiche in der Schrankwand, die es ermöglicht, die Käfige direkt in einen Biogefährdungsbeutel zu legen, ohne sie aus dem Schrank zu entfernen (BSC), mit einem in die Arbeitsfläche des Schranks integrierten Entsorgungssystem für feste Abfälle (BSC) und/oder mit einem kleinen Becherbecken für die Entsorgung von Flüssigabfällen (Chemikalienabzugshaube). Die routinemäßige Verwendung eines BSC der Klasse I, das für die Entsorgung von Einstreu in verschmutzten Käfigen ausgelegt ist und der Staub-, Allergen- und Kontaminationskontrolle dient, wird dringend empfohlen, wenn Käfige mit gefährlichen Stoffen gehandhabt werden, auch nach der Dekontamination.
Die Verabreichung von Radionukliden an Tiere erfordert die Einhaltung der Standards der Nuclear Regulatory Commission (Code of Federal Regulations, 1999). Die Normen verlangen, dass Einrichtungen, die Radionuklide verwenden, über eine Zulassung verfügen und durch ein geeignetes Strahlenschutzprogramm sicherstellen, dass die Strahlenexposition für das gesamte Personal so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar (ALARA) ist. Bei der Verwendung von Radioisotopen in vivo müssen das verabreichte Radioisotop, insbesondere seine Halbwertszeit, Energie und biologische Aktivität, sowie die verabreichte Menge, der Schutz des Personals, das radioaktiven Tieren und Abfällen ausgesetzt ist, und die Entsorgung radioisotopkontaminierter Materialien, einschließlich der Tierkörper, berücksichtigt werden.
Die Halbwertszeit des Radionuklids hat einen erheblichen Einfluss auf die Verfahren, die für die Abfallentsorgung und die Handhabung der Käfige anzuwenden sind. Wenn man Tierkörper und Abfälle 10 Halbwertszeiten abklingen lässt, können diese Materialien in nichtradioaktive Abfallströme entsorgt werden. Die Verabreichung von Radioisotopen mit kurzen Halbwertszeiten ermöglicht es daher, kontaminierte Materialien an Ort und Stelle für den Zerfall aufzubewahren und anschließend als nichtradioaktiven Abfall zu entsorgen. Die Tierkörper werden gefroren gehalten, und die Käfige und Einstreu werden gelagert, bis sie sicher verarbeitet werden können. Vor der Freigabe von Tierkörpern, Käfigen oder Einstreu wird die Radioisotopenaktivität mit einem geeigneten Gerät oder Verfahren, z. B. einem Geigerzähler oder Oberflächenwischtüchern, von entsprechend geschultem Personal bestätigt. Tiere, Käfige und Abfälle, die mit Radioisotopen mit langer Halbwertszeit kontaminiert sind, müssen von lizenzierten Personen auf geeigneten Deponien entsorgt werden. Es werden zwar Einwegkäfige verwendet, aber in der Regel werden die Käfige geleert, die Einstreu für die externe Entsorgung aufbereitet und die Käfige von Hand mit einem Dekontaminationsmittel für Radioaktivität gereinigt, bis keine Aktivität mehr nachweisbar ist. Anschließend werden die Käfige in mechanischen Waschanlagen gereinigt.
Besonders zu beachten ist die Verwendung mechanischer Waschanlagen zur Desinfektion von Käfigen und zugehöriger Ausrüstung, wenn sie mit gefährlichen Stoffen verwendet werden. Da einige mechanische Waschanlagen das Wasch- oder Spülwasser im Kreislauf führen, können sich gefährliche Schadstoffe ansammeln und andere in der Anlage gewaschene Geräte kontaminieren (Lipman, 1995). Unter diesen Umständen sollte das Wasch- und/oder Spülwasser entsorgt werden, nachdem das gefährliche Material verarbeitet worden ist. Viele Korbwaschmaschinen können so programmiert werden, dass das Abwasser am Ende eines jeden Zyklus entsorgt wird und/oder dass zusätzliche Spülzyklen durchgeführt werden.