Опера о чуме (учебник)

тории являются инженерно-строительными конструкциями со сложной ограждающей (барьерной) системой, вклад в обеспечение предотвращения выхода ПБА во внешнюю среду которой не меньше, чем профессионализм сотрудников. Располагают их, как правило, обособленно на охраняемых территориях. Санпропускник такой лаборатории включает в себя два помещения, разделённых душевой (стенка душевой, прилегающая к «чистой» зоне, является границей зон). Как правило, душевая устроена таким образом, что сотрудники входят в «заразную» зону, минуя её, а выходят строго через неё. Проходы «заразной» зоны оснащены двойными дверьми, устроенными таким образом, что открыть вторую дверь возможно только после закрытия первой. Обязательными условиями, предъявляемыми к сотрудникам такой лаборатории, является наличие специальной подготовки (знания правил биологической безопасности проверяются комиссией с определённой периодичностью), медицинское наблюдение и вакцинация (если от возбудителя имеется вакцина и у сотрудника отсутствуют противопоказания к вакцинации 1 ). Отличительной особенностью работы в лабораториях уровней BSL-3 и BSL-4 является соблюдение принципа парности, согласно которому работу с ПБА осуществляют два специалиста, один из которых обязательно относится к старшему медицинскому персоналу.

В «чистой» зоне размещаются помещения, где осуществляются подготовительные работы: мойка чистой лабораторной посуды, приготовление, розлив и стерилизация питательных сред, работа с документами. Тут же имеются комнаты отдыха, поскольку непрерывная работа с ПБА разрешается не более 4 часов, после которых положен отдых не менее получаса2.

1В такой ситуации допуск к работе осуществляется по личному заявлению сотрудника на основании приказа руководителя организации. При этом они не допускаются к работе в аэрозольных лабораториях, с материалом, заражённым или подозрительным на заражённость возбудителями Ку-лихорадки, а также к работам с ПБА, в отношении которых не разработаны методы специфического лечения.

2На практике во время вспышек это правило нарушается и чаще всего лаборатория переходит на режим круглосуточной работы. Как писал Игорь Валерианович Домарадский, во время вспышки холеры в Каракалпакии (ныне – суверенная республика в составе Узбекистана) в 1960-х годах «все работали почти без сна, но с большим энтузиазмом».

330

Рис. 27.3. Пример лаборатории уровня BSL-3.

Можно видеть знаки «Биологическая безопасность» на входе в лабораторию и в боксированное помещение, кодовый замок для входа, санпропускник с душевой (обратите внимание, что «вход» и «выход» проходят по одному маршруту, что нарушает поточность) и направление потока воздуха. В боксированном помещении имеется окно, что запрещено в ряде стран (модель предоставлена лабораторией CUH2A, город Принстон, штат Нью-Джерси, США; публикуется по лицензии Всемирной организации здравоохранения)

В «заразной» зоне размещаются боксированные помещения (т. е. имеющие небольшой тамбур (предбокс) для надевания и снятия защитного костюма), в которых осуществляется приём материала, а также проводятся микробиологические и иммунологические исследования. При входе также вывешивается знак «Биологическая опасность». Кроме того, имеются помещения для детекции нуклеиновых кислот, ведения записей и обеззараживания материала (автоклавная), из которого обеззараженный материал поедет на утилизацию, а обеззараженные инструменты и защитная одежда попадут в помещение «чистой» зоны для мойки и подготовки к работе. Для этих целей удобнее всего использовать проходной паровой стерилизатор (проходной автоклав), который устанавливается в стену лаборатории таким образом, что загрузка материала осуществляется в «заразной» зоне, а выгрузка – в «чистой». Это один из примеров того, что называют обеспечением поточности, при

331

котором лаборатория спроектирована и оборудование в ней размещено таким образом, что пути движения ПБА, персонала и отходов не пересекаются. На границе зон также размещаются шлюзы для передачи оборудования и материалов, когда это необходимо1. Устройство шлюза позволяет провести дополнительное обеззараживание воздуха, попавшего в него из «заразной» зоны перед его открытием со стороны «чистой» зоны.

Между «чистой» и «заразной» зонами обеспечивается разница давления (разрежение): 50 Па (5 мм водного столба) для диагностических лабораторий и 100 Па (10 мм водного столба) для исследовательских2. Разница давления осуществляется за счёт герметичности помещений, открывающихся наружу дверей и работы сложной системы приточно-вытяжной вентиляции, при которой весь попадающий в «заразную» зону воздух проходит через HEPA-фильтр3 класса Н13 (≥99,95%), а выходящий из неё – класса Н14 (≥99,995%). При этом в случае работы с возбудителем чумы разрежение обеспечивают не менее 100 Па и используют фильтры только класса Н14: один на «вход» и каскад из двух на «выход»! Контроль работы этой системы осуществляется ежедневно по показателю аэродинамического сопротивления фильтров (т. е. разнице давления до и после фильтра).

Жидкие отходы, образующиеся в процессе работы, обеззараживаются химически и термически, а стоки от гигиенического душа – только термически. Системы обработки, оснащённые устройством предотвращения обратного тока, обеспечивают сбор, обеззараживание, охлаждение и сброс сточных вод. Похожие системы, представляющие собой резервуар, в котором после накопления стоков

1Через санитарный пропускник в «чистую» зону можно выносить только ключи, печати и записи, подвергнутые дезинфекционной обработке (чаще всего, вымачиванию в растворе дезинфектанта, поэтому все записи производятся карандашом).

2Средняя скорость воздушного потока на границе зон должна быть не менее 0,4 м/сек, что проверяется каждые полгода.

3От англ. high efficiency particulate air; высокоэффективные фильтры, применяемые для улавливания мелких частиц. Разработаны в 40-х годах прошлого столетия в США для улавливания радиоактивных частиц на предприятиях ядерной промышленности. В СССР использовались фильтры на основе «ткани Петрянова», изобретённые Игорем Васильевичем Петряновым-Соколовым (1907–1996). Данная ткань

состоит из хлорированного поливинилхлорида (перхлорвинил; [CnH2n + 2-xClx], где n < 2x < 2n), нанесённого на марлю тонким слоем в виде полимерных волокон.

332

происходило их обеззараживание, имелись ещё в Особой лаборатории.

Боксированное помещение является наиболее защищённой частью лаборатории (его ещё называют блоком максимальной защиты или неформально «коробка в коробке»). Оно герметично и отделано неадсорбирующими, непылящими, негорючими материалами, которые легко моются и устойчивы к действию дезинфектантов. Стыки между горизонтальными и вертикальными поверхностями закруглены, а гидроизоляция пола заведена на стены на высоту не менее полутора метра. Системы электроснабжения, как правило, закрепляются на металлических конструкциях чуть ниже потолка. Как и все помещения «заразной» зоны, боксированные помещения снабжены ультрафиолетовыми лампами, которые включаются после работы на полчаса и минимум раз в неделю протираются 70%-м раствором этилового спирта для удаления пыли.

В боксированных помещениях размещаются боксы биологической безопасности (англ. Biosafety cabinet, BSC; в русскоязычной литературе – БМБ), представляющие собой герметичное устройство, содержащее механическую систему вентиляции, которая обеспечивает контролируемое движение воздуха через внутреннюю полость (пленум) устройства и фильтры. Поскольку БМБ является эффективным первичным барьером, все работы с ПБА проводят в них.

Первый аналог современного БМБ был спроектирован 1 в 1943 году Мари нусом ван ден Энде2 в стенах Национального института медицинских исследований (Великобритания) под пристальным надзором военных. И хотя похожие устройства были известны ещё с начала XX века (например, Роберт Кох спроектировал и использовал для работы бокс «биологического сдерживания»), они не обеспечивали достаточную степень защиты.

1Van den Ende M. An apparatus for the safe inoculation of animals with dangerous pathogens. J Hyg (Lond). 1943; 43(3): 189–195; DOI: 10.1017/s0022172400012808.

2Marinus van den Ende, 1912-–1957; южноафриканский и британский врач голландского происхождения, бактериолог, патолог. Член Королевского общества Южной Африки (1954). Автор работ по риккетсиям и гигиене воздуха.

333

В настоящее время боксы делятся на 3 класса в зависимости от обеспечения защиты оператора (сотрудника) и продукта (ПБА). БМБ I класса обеспечивает защиту сотрудника, но не продукта. Это осуществляется за счёт всасывания воздуха через переднее отверстие с минимальной скоростью 0,7–1 м/с во внутреннее пространство бокса, его циркулирования над рабочей поверхностью (столешницей) и последующего выбрасывания через фильтр в вентиляционную систему лаборатории (Рис. 27.4).

БМБ II класса обеспечивает защиту сотрудника и продукта. Это обеспечивается за счёт всасывания воздуха через переднее отверстие во внутреннее пространство бокса и последующее его попадание в насос через перфорацию в переднем крае рабочей поверхности. Оттуда воздух поднимается в верхнюю камеру, где его часть через фильтр проходит во внутреннее пространство бокса и ламинарным потоком спускается на рабочую поверхность. Важно понимать, что часть потока спускается по стеклянной створке, создавая «завесу» в переднем отверстии, что также защищает оператора и продукт. Далее, через отверстия по периметру рабочей поверхности воздух снова попадает в насос и поднимается в верхнюю камеру. Там часть воздуха снова рециркулирует через фильтр во внутреннее пространство бокса, а часть через фильтр будет выброшена в помещение или вентиляционную систему лаборатории (Рис. 27.5 и Рис. 27.6). В зависимости от скорости входящего потока и рециркуляции воздуха БМБ II класса существуют в четырёх вариантах (типы А1, А2, В1 и В2). Так, у бокса типа А1 воздух всасывается с минимальной скоростью не менее 0,4 м/с, а у боксов типов А2, В1 и В2 – с минимальной скоростью 0,51 м/с. У боксов типов А1 и А2 на рециркуляцию во внутреннее пространство бокса отправляется 70% воздуха, тогда как бокса типа В1 – 30%. У бокса типа В2 воздух на рециркуляцию не подаётся: один воздушный поток всасывается через переднее отверстие во внутреннее пространство бокса и, пройдя через перфорацию и фильтр, выбрасывается в помещение или вентиляционную систему лаборатории, а второй воздушный поток засасывается из помещения в фильтр верхней камеры, откуда ламинарным потоком спускается на рабочую поверхность и, пройдя через перфорацию и фильтр, также выбрасывается в помещение или вентиляционную систему лаборатории.

334

Рис. 27.4. БМБ I класса: воздух помещения всасывается через переднее отверстие (А) с минимальной скоростью 0,7–1 м/с во внутреннее пространство бокса, циркулирует над его рабочей поверхностью (столешницей) и через вытяжной канал (D) и фильтр (С) выбрасывается в вентиляционную систему. Оператор осуществляет работу через переднее отверстие (А), визуальный контроль – через стекло (В)

БМБ III класса был изобретён в 1943 году солдатом Хьюбертом Кéмпфом-младшим под руководством Арнольда Ведума в ФортДетрике. Бокс этого класса представляет собой герметичную камеру, обеспечивающую максимальную защиту, поэтому он используется для работ с наиболее опасными ПБА. Поток воздуха внутрь камеры подаётся из помещения (или вентиляционной системы лаборатории) через фильтр и выводится в вентиляционную систему лаборатории через систему других фильтров, при этом внутри камеры создаётся отрицательное давление (не менее 200 Па или 20 мм водного столба по отношению к помещению). Работа с ПБА осуществляется оператором через специальные манжеты. Бокс может быть оснащён системой подачи воды, а также ёмкостью (или системой слива) для жидких отходов (Рис. 27.7).

Боксы располагают на удалении от отопительных приборов и сильных воздушных потоков (зон подачи и вытяжки), в местах, где они не будут создавать помех для поточности движения ПБА и персонала. Проверку исправности их функционирования (защитную эффективность) проверяют ежегодно, а также после монтажа (введения в эксплуатацию), смене фильтра или перемещении на расстояния больше 10 см. Защитная эффективность БМБ подтверждается только в случае соответствия эксплуатационным характеристикам:

335

Рис. 27.5. БМБ II класса (тип А1): воздух помещения всасывается через переднее отверстие (А) с минимальной скоростью 0,38–0,51 м/с во внутреннее пространство бокса, проходит через перфорацию, расположенную на переднем крае рабочей поверхности (столешницы), в насос (F), от которого поднимается в верхнюю камеру D. Благодаря разнице в размере фильтров (C и Е) около 70% воздуха через фильтр (Е) ламинарным потоком спускается на рабочую поверхность (в том числе по стеклянной створке), проникая через перфорации, расположенные по

краям рабочей поверхности (столешницы), в насос (F), из которого поднимается

в верхнюю камеру D. Отсюда около 70% воздуха снова рециркулирует через фильтр (Е), а оставшиеся 30% воздуха через фильтр (С) выбрасывается в помещение (или через специальную насадку выводится в вентиляционную систему лаборатории). Оператор осуществляет работу через переднее отверстие (А), визуальный контроль – через стеклянную створку (В)

Рис. 27.6. БМБ II класса (тип В1): воздух помещения всасывается через переднее отверстие (А) с минимальной скоростью 0,51 м/с во внутреннее пространство бокса, проходит через перфорацию, расположенную на переднем крае рабочей поверхности (столешницы), в насосы (F), от которых поднимается (E) в верхнюю камеру. Благодаря разнице в размере фильтров (C и D) около 30% воздуха через фильтр

(D) ламинарным потоком спускается на рабочую поверхность (в том числе по стеклянной ►

336

Рис. 27.7. БМБ III класса: воздух из помещения (или вентиляционной системы лаборатории) через фильтр

(D) подаётся во внутреннее герметичное пространство бокса, откуда выводится в вентиляционную систему лаборатории через фильтры (С); внутри бокса создано отрицательное давление около 124,5 Па (12,45 мм водного столба). ПБА подаётся через шлюз (Е), работа осуществляется с помощью манжет (А). Для отходов используется встроенная ёмкость (Е)

БМБ I класса:

средняя скорость входящего потока 0,7–1 м/с вдоль всего сечения рабочего проёма;

защитная эффективность фильтра соответствует методике контроля.

БМБ II класса:

средняя скорость входящего потока больше 0,4 м/с вдоль всего сечения рабочего проёма;

средняя скорость нисходящего потока 0,25–0,5 м/с;

однородность нисходящего потока ±20% от среднего значения;

◄створке), проникая через перфорации, расположенные по краям рабочей поверхности (столешницы), в насосы (F), из которых поднимается (Е) в верхнюю камеру. Отсюда около 30% воздуха снова рециркулирует через фильтр (D), а оставшиеся 70% воздуха через фильтр (С) выбрасывается в вентиляционную систему лаборатории. Оператор осуществляет работу через переднее отверстие (А), визуальный контроль – через стеклянную створку (В)

337

направление нисходящего потока по всему сечению камеры бокса;

защитная эффективность фильтра соответствует методике контроля.

БМБ III класса:

средняя скорость входящего потока больше 0,7 м/с через перчаточный порт при одной снятой перчатке;

удельный расход потока воздуха 0,05 м3/с на 1 м3 объёма рабочей камеры бокса

разрежение в рабочей камере бокса по отношению к помещению больше 200 Па;

защитная эффективность фильтра соответствует методике контроля.

Работу в БМБ осуществляет один специалист (за исключением специальных боксов для парной работы). Если предстоит работа за новым боксом либо боксом, которым кто-то пользовался, первым делом следует убедиться в наличии сертификата проверки защитной эффективности (он должен быть вывешен на внешней поверхности бокса и свидетельствовать, что со времени последней проверки прошло меньше одного года), а после провести уборку внутренних поверхностей раствором дезинфектанта. Целесообразно протереть 70%-ным раствором этилового спирта нестерильные инструменты многоразового использования1.

Вся рабочая поверхность условно разделяется на зоны: «чистую», «условно грязную» и «грязную», в которых выполняются работы. Например, чашки со средами для посева лежат в «чистой» зоне, посев культуры осуществляется в «условно заразной», а засеянные чашки кладутся в «грязную» зону. Тут же располагается контейнер

сраствором дезинфектанта для сброса инструментов (наконечни-

1Особенно это касается автоматических дозаторов, поскольку грязь, скопившаяся внутри его носика (на который насаживается одноразовый наконечник), может существенным образом повлиять на качество работы. Если Вы работаете с кристаллизирующимися растворами, хотя бы раз в несколько дней прогоняйте поршень дозатора, уперев носик (без наконечника) в салфетку, обильно смоченную 70%-ным раствором этилового спирта.

338

ков, пипеток, петель)1. Ещё один небольшой контейнер с раствором дезинфектанта (для мытья рук и протирки засеянных чашек) располагают в «чистой» зоне.

Удобнее всего располагать «чистую» зону слева, а «грязную» – справа. В «условно грязной» зоне ставят лоток с невысокими краями, в который кладут салфетку (плотно сложенную марлю), смоченную раствором дезинфектанта. Все работы с ПБА осуществляются только над этим лотком. В него же ставят горелку или спиртовку (для обжига петли и горлышка пробирки). Несмотря на то, что бокс значительно повышает защищённость сотрудника и окружающей среды, перед каждым выниманием рук из внутреннего пространства бокса (рабочей камеры), их следует обрабатывать раствором дезинфектанта. Также следует поступать и с предметами (чашками Петри, пробирками), которые вынимаются из бокса, например, для помещения в термостат. После окончания работы все многоразовые инструменты протирают раствором дезинфектанта. Салфетку, лежащую в лотке («условно заразная» зона), сворачивают по методу конверта (сводят концы к центру) и опускают в контейнер с раствором дезинфектанта («грязная» зона). Салфеткой, смоченной раствором дезинфектанта, протирают рабочую поверхность (столешницу), перемещаясь от «чистой» зоны к «грязной» (также протирают лоток). Также протирают чашки, которые помещают либо в контейнер для последующего обеззараживания (говорят: «убивки»), либо в контейнер для транспортировки в термостат, соблюдая принцип парности2. Включают ультрафиолетовую лампу бокса, которую минимум раз в неделю протирают 70%- ым раствором этилового спирта для удаления пыли. Через 30 минут лампу выключают и протирают поверхности бокса дистиллированной водой.

Работа с ПБА требует повышенного внимания и концентрации. Пока чашка открыта или материал находится на петле, всё внимание должно быть обращено на него вплоть до момента закрытия

1В раствор дезинфектанта добавляют 0,5% ПАВ (моющего средства) для очистки инструментов.

2Чашки в термостат помещают крышками вниз, чтобы образующийся конденсат не смычивал культуру (в случае работы с мицелиальными грибами чашки помещают крышками вверх, чтобы споры гриба не падали на крышку).

339