提供一站式解決方案
從SARS到新冠，病原微生物氣溶膠感染動物模型、致病機(jī)制、傳播途徑驗(yàn)證等病原微生物氣溶膠專業(yè)研究領(lǐng)域日益得到科研人員的重視。選擇何種暴露方式、病原微生物氣溶膠如何監(jiān)測、生物安全防護(hù)措施是否到位、風(fēng)險(xiǎn)評估是否合理、選擇的儀器設(shè)備是否滿足要求等等需要專業(yè)的解答。本方案著重介紹不同病原微生物氣溶膠感染與傳播驗(yàn)證研究的解決方案。
呼吸道氣溶膠吸入是致病性細(xì)菌或者病毒感染的重要途徑，氣溶膠吸入往往產(chǎn)生不同于傳統(tǒng)感染途徑的病癥，病情嚴(yán)重，如吸入炭疽造成肺炭疽，吸入鼠疫導(dǎo)致肺鼠疫，且傳統(tǒng)疫苗對吸入感染的保護(hù)效果較差。生物安全型動物氣溶膠吸入暴露系統(tǒng)在高致病性病原微生物氣溶膠的研究中具有廣闊的應(yīng)用前景，可以模擬呼吸道病原自然感染途徑，為致病性病原微生物吸入感染、疫苗氣溶膠免疫、肺臟給藥、氣溶膠攻毒評價(jià)疫苗或藥物效果的研究提供了良好的評價(jià)技術(shù)平臺。動物氣溶膠吸入暴露按照暴露方式主要分為口鼻暴露、頭部暴露和全身暴露，其中最常用的動物吸入暴露感染方式為口鼻暴露，在感染過程中避免了消化道、皮膚等其他暴露途徑感染，符合呼吸道病原自然感染途徑。按照口鼻吸入暴露的動物種類不同又可以分為小動物口鼻吸入暴露系統(tǒng)（適用于小鼠、大鼠、豚鼠、雪雕等）、中型動物口鼻吸入暴露系統(tǒng)（適用于比格犬、非人靈長類等）和大型動物口鼻吸入暴露系統(tǒng)（適用于牛、馬等）。
生物安全實(shí)驗(yàn)室使用的氣溶膠暴露感染設(shè)備包括兩大類，一類是用霧化器人工發(fā)生氣溶膠，通過控制發(fā)生液濃度、霧化發(fā)生量、氣溶膠粒徑、傳輸氣體流量和動物吸入暴露時間以實(shí)現(xiàn)精確控制動物吸入暴露劑量的動物口鼻、頭部或全身氣溶膠暴露設(shè)備；另一類是用感染動物呼吸以及排泄物產(chǎn)生的氣溶膠通過氣流的流動對下風(fēng)向正常飼養(yǎng)的健康動物造成感染的病原體空氣傳播感染裝置。這些設(shè)備內(nèi)由于含有大量的病原體氣溶膠，因此對設(shè)備的安全防護(hù)要求很高，操作控制難度大，實(shí)際使用量不多。目前，這類設(shè)備沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，又因?yàn)槠渑涮椎陌踩雷o(hù)設(shè)備需要與實(shí)驗(yàn)室建筑空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)配合并聯(lián)動控制，各家生產(chǎn)的產(chǎn)品都不一樣，其結(jié)構(gòu)組成和自動化控制程度差異較大。選擇相關(guān)產(chǎn)品前需要和相關(guān)各方充分溝通交流，避免儀器設(shè)備進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室無法使用。
生物安全型口鼻暴露系統(tǒng)是用于動物口鼻氣溶膠吸入暴露實(shí)驗(yàn)，適用于小鼠、大鼠、豚鼠、雪貂以及非人靈長類動物等，作為最常用的動物吸入暴露感染方式，在感染過程中避免了消化道、皮膚等其他暴露途徑感染，符合呼吸道病原自然感染途徑，為保證人員與環(huán)境的安全，在此基礎(chǔ)上增加一套三級生物安全防護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)與口鼻暴露系統(tǒng)的整體聯(lián)調(diào)聯(lián)動互鎖等功能，可以避免微生物、病毒等的泄露風(fēng)險(xiǎn)。生物安全型傳播感染系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)動物之間遠(yuǎn)距離（1.5m）、近距離（5cm）和直接接觸的傳播感染實(shí)驗(yàn)，從而驗(yàn)證病原體能否以氣溶膠形式或飛沫形式在動物之間傳播，為闡明病原體在動物之間的空氣傳播特性提供硬件支撐。
1)《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》 GB 19489-2008
2)《生物安全柜》JG170-2005
3)《 II 級生物安全柜》 YY 0569-2011
4)OECD 403急性吸入毒性試驗(yàn) (2009)
5)OECD 436 急性吸入毒性試驗(yàn) :急性毒性階層法 (2009)
6)OECD 412 28d亞急性吸入毒性試驗(yàn) (2017)
7)OECD 413 90d亞慢性吸入毒性試驗(yàn) (2017)
8)《實(shí)驗(yàn)動物 環(huán)境及設(shè)施》GB 14925-2010
9)《實(shí)驗(yàn)動物籠器具 隔離器》DB32/T 1216-2008
10)RB/T 199-2015 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備生物安全性能評價(jià)技術(shù)規(guī)范
11)GB 41918-2022 生物安全柜
適用于小鼠、大鼠、豚鼠、雪貂、兔子等小動物病原微生物氣溶膠感染研究，符合生物安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。感染設(shè)備需要滿足病原微生物氣溶膠濃度穩(wěn)定性、均勻性偏差小于±20% ,氣溶膠質(zhì)量中值直徑MMAD1-3µm, GSD1.5-3。
適用于非人靈長類動物病原微生物氣溶膠感染研究，符合生物安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。感染設(shè)備需要滿足病原微生物氣溶膠濃度穩(wěn)定性、均勻性偏差小于±20% ,氣溶膠質(zhì)量中值直徑MMAD1-3µm, GSD1.5-3。
生物安全型小動物傳播感染系統(tǒng)，可完成小鼠、大鼠、豚鼠等體型較小的嚙齒類動物傳播感染實(shí)驗(yàn)。在B艙和C艙放置鼠籠，A艙作為其他操作區(qū)，兩個鼠籠之間通過特定管路連接，可實(shí)現(xiàn)從左向右的定向氣流。需將鼠放置在鼠籠中飼養(yǎng)，特制的鼠籠為左右結(jié)構(gòu)，左側(cè)為供體，可進(jìn)行接觸傳播實(shí)驗(yàn)，右側(cè)為飛沫傳播實(shí)驗(yàn)，C艙中的鼠籠為氣溶膠傳播實(shí)驗(yàn)。鼠籠內(nèi)部為格柵設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)鼠的類型、數(shù)量進(jìn)行格擋。其儀器原理如圖所示。
生物安全型（雪貂、兔）傳播感染系統(tǒng)，可完成雪貂、兔等體型稍大動物的傳播感染實(shí)驗(yàn)，需將艙內(nèi)的雪貂籠中飼養(yǎng)，每個艙內(nèi)放置一個雪貂籠，同猴氣溶膠傳播原理，A艙為供體，B艙為飛沫傳播實(shí)驗(yàn)的受體，C艙為氣溶膠傳播實(shí)驗(yàn)的受體。每個雪貂飼養(yǎng)籠可同時飼養(yǎng)2只雪貂或兔子，在A艙內(nèi)的雪貂籠中可實(shí)現(xiàn)接觸傳播實(shí)驗(yàn)。三個雪貂籠通過特定管路連接，可實(shí)現(xiàn)從左向右的定向氣流，設(shè)計(jì)有猴擠壓機(jī)構(gòu)、食水功能、廢物收集功能。其傳播原理如圖所示
生物安全型靈長類動物傳播感染系統(tǒng)，需將猴放在艙內(nèi)飼養(yǎng)，A艙為供體，B艙為飛沫傳播實(shí)驗(yàn)的受體，C艙為氣溶膠傳播實(shí)驗(yàn)的受體。由于猴的領(lǐng)地意識，接觸飼養(yǎng)會出現(xiàn)打架撕咬情況，因此猴氣溶膠傳播實(shí)驗(yàn)中不能實(shí)現(xiàn)接觸傳播實(shí)驗(yàn)。三個艙內(nèi)均設(shè)計(jì)有猴擠壓機(jī)構(gòu)、食水功能、廢物收集功能。其傳播原理如圖所示。
猴負(fù)壓飼養(yǎng)裝置符合RBT199等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，猴飼養(yǎng)籠可以方便快速折疊，提高籠具滅菌效率。猴飼養(yǎng)腔之間完全隔離，消除飼養(yǎng)猴之間相互感染的風(fēng)險(xiǎn)。操作方便，站地面實(shí)現(xiàn)所有日常猴飼養(yǎng)換食換水。
柜體雙側(cè)均采用傾斜角設(shè)計(jì)，符合人體工程學(xué)原理，視角更大，操作方便且更加人性化；具有雙面操作窗口，設(shè)置有兩面推拉門，適合中型動物如感染猴的負(fù)壓解剖。
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