动物实验室规划布局和相应原则

2018-06-06 14:09:25

一、动物实验室布局考虑

在考虑动物实验室的布局时，从大的方面讲，包括三个防护区和四条控制路线。所谓三个防护区是指：外围防护区、建筑防护区和饲养防护区。四条控制路线是指：人员控制路线、动物控制路线、物料控制路线和废物控制路线。

工艺布局主要是规范工作流程和人员、动物、物品等相互关系和移动，并确保安全，此外，对形成屏障结构具有重要意义。

二、动物实验室外围防护区

外围防护区主要指建筑外围的区域。鉴于实验动物饲养的特殊性，外围可能需要设监控设备、人员进出的控制、卫生防护带等。如果设施内从事涉及高致病性病原微生物的动物实验活动，须考虑设施的安保要求，以及一旦发生意外事故后对周围控制区域、疏散和救援的需求。外围的防护主要通过设置栅栏、围墙等方式实现。鉴于景观的需求，使用栅栏更显人性化。栅栏不应低于2米，栏杆的间距不大于10厘米，栏杆要坚固、易于清洁。

此外，需要设置照明系统、报警系统和视频监控系统，更高级别的防护包括地下的电磁场报警、红外线报警和运动物体报警、低压电击等措施。防护区内一般不布置绿化，以免影响监控，同时也可减少昆虫、老鼠等。为保证正常的外来服务，如邮件、送货、访客等，通过风险评估决定是否需要建设安检、特殊通道、中转站等措施。对控制区域应设置警示牌，避免无意闯入。对防护要求高的设施，应保证外来车辆不能靠近设施，距离保持至少30米。在外围防护区，宜设专用的外部人员和车辆入口。

三、动物实验室建筑防护区

建筑防护区主要指动物实验室所在的建筑。建筑内有动物设施和其它设施之分，其它设施可以与动物设施有关，也可以无关;动物设施可以就是建筑的主体，也可以是其部分。需要考虑的主要问题是动物设施环境与建筑物内其它区域环境的相互隔离与相互关系，人员、动物、物料和废物的进出路线。使用时，动物设施及其相关的设施宜集中布置，从事感染动物活动的设施需要单独布置。建筑除主入口外，要考虑设置动物、大型设备和废物的出口和入口。

出于安全考虑，必须评估和明确对门窗的性能要求。在合理控制数量的前提下，对门窗的大小、形状、耐冲击能力、耐火性、保温性、光学特性等均要有要求。可能的风险来自于异常的气候、自然灾害、人为破坏、设备异常等，如，通风系统的异常可造成室内压力急剧变化，造成门窗损坏。

在竖向布局方面，动物实验室宜布置在低层，以方便运输动物和物料。较大型的实验动物设施通常有相对复杂的通风空调系统和污水处理系统，常采用所谓“三明治”结构。这种结构的特点是设备维护方便，如果设计有备份系统，可以实现真正意义上的连续工作，避免影响实验活动。国内一些设施，将管道等放入设备夹层(吊顶)，虽可以降低总层高和节省建设费用，但狭小的空间不利于维护设备和进行性能检测，从长期来看，增加的维护费用、改造费用可能会远远大于当初节省的费用。此外，这类设施的可变性小，一旦相关的要求发生变化，可能面临难以改造的风险。

四、动物实验室饲养防护区

饲养防护区设施基本的形态是由入口、走廊(或通道)、功能间和出口组成。走廊是连接各功能区的纽带，各种通道发挥快捷、隔离、消毒等作用。实验动物设施的特点是不相容的因素多，需要利用走廊和通道对不相容的因素作合理的安排。走廊的形式包括双走廊、单走廊、U型走廊、环廊等。设施内部的安排应根据工作流程和利于控制风险的原则确定，此外，还要考虑工程可行性和日常维护的方便性，可以组成相对独立的单元。

五、动物实验室的动物进出原则

动物进出的基本原则是尽量保持单向流。设计人员应充分了解实验动物机构的特定工作流程。动物生产设施和动物实验设施应分开设置。对动物生产设施而言，需要将所生产的实验动物发送至实验机构，需要考虑动物输出的问题。而在动物实验设施，动物最终多以尸体的形式或经过处理的固态和液态等形式运出，但是，有时从实验需求角度考虑，也有可能需要将存活的动物运出动物实验设施。

实验动物是工作对象，其在设施内的流转应根据工作流程合理设置。从控制污染的角度，单向流是基本原则，如果在某些环节做不到，需要考虑特殊的设计，如使用隔离传递装置等。在动物流动的过程中，应该始终考虑如何清洁和处置动物的排泄物、分泌物、毛发等。生物安全动物实验室出入的设计需要重点关注病原控制问题，运入或运出设施的动物/尸体可能是已经被感染的动物。生物安全动物实验室应单独设置。

六、动物实验室的人员进出原则

进出动物实验室的人员主要包括动物管理人员、动物实验人员和清洁人员。此外，还有送货人员、维护人员、来访人员、检查人员、安保人员等。为保证各类人员的进出有序，需要合理设计路线和设置不同级别的物理限制。人员的移动具有主动性，可以到达任何区域，要通过SOP和物理控制措施管理人员的移动。

合理的设计基于对工作类型、流程以及控制要求的了解程度。理想的情况是不同工作类型的人员之间没有交叉，这可以通过区域划分、时间顺序、设置通道(如传递窗)等方式实现。

从控制理念讲，实验室应明确区分控制区和非控制区。控制的内容包括环境、卫生、安全、安保、隐私等，并要在控制程度上进行分级。通常，核心工作区设置在内圈。设计人员可以先了解一些复杂的大型动物实验室，包括动物生物安全设施，以获得感性的认识，仅满足标准的设施不一定是好用的实验室。

人员进出可以走同一路线。穿越控制要求不同的区域时，可以通过缓冲间/气锁，并更换个体防护装备或消毒，而达到控制要求。更衣室和淋浴间是人员进出的关键房间。其大小除考虑性别的特殊要求外，还要考虑同时进出人员的数量，过长的等待时间会影响正常开展实验，或造成人员急躁。

关键节点的缓冲间/气锁和走廊构成人员移动的路线。根据情况，可以考虑采用单走廊、双走廊、多走廊等。人员进出管理的基本原则是分级/分层管理、分区管理、分时管理。

七、动物实验室的物料/废物进出原则

物料可分为清洁物料和危险物料、大型物料和小型物料等，通常可随人带入设施或经过传递窗、渡槽、双扉高压灭菌器等通道进入设施。对于大型的动物实验室，应考虑设置物料进口和/或出口。

传递窗、渡槽、双扉高压灭菌器等通道对物料的进出有重要意义，需综合考虑，合理设置。要考虑大型物品的进出，设置设备门是一个有效的解决方案。走廊的宽度、门的宽度均要根据工作的特点设计。

废物可分为危险废物和普通废物。风险等级为1和2级的感染性废物可以按要求包装后运出动物实验室委托专业机构处理，风险等级为3和4级的感染性废物须在设施内消毒灭菌后运出实验室处理。

废物的形态包括固态、液态和气态。如果涉及大动物，动物尸体是大型废物。如果其不含有害因子，可以运出机构处置。如果其含风险等级为3和4级的病原体，需要先在设施内消毒灭菌。动物的尸体处理也是大中型动物实验的难点和高风险环节之一。我国由于缺乏专用的大中型动物尸体消毒灭菌装置，通常采用肢解后进行高压处理的方式灭菌。有实验证明，如此处理后的尸体，仍可能检出芽胞杆菌。用高压锅处理，还面临巨大工作量的压力，此外，产生的气味也令人难以忍受。如果处理能力不足，势必导致工作效率降低，或存在暂存尸体而带来另外的风险。对动物尸体消毒灭菌的方法须经过严格验证，切不可轻率处之。目前，国际上已经有较成熟的大动物尸体灭菌装置，但费用较高。

液态废物是湿式饲养动物的主要废物。可以通过地面或专用管道收集，也可使用可移动的废液收集装置收集。低危险废液可以按普通的实验室废水收集和处理，达到环保要求后排放。高危险废液应在风险评估的基础上，单独处理，可能涉及生物、放射、化学等危害，要按法规和标准的要求，经过无害化后按普通的实验室废水收集和处理。饲养动物离不开用水，排水系统是动物实验室的关键系统，其比供水系统更复杂，特别是处理高危险废液的系统。

气态废物主要通过换气排放。其可能含有生物、放射、化学等危害或异味，有些需要处理后排放。对于生物因子，可以通过HEPA过滤器处理后排放。为控制污染，应充分利用局部通风和气体过滤装置，安装的局部通风和气体过滤装置应与系统通风匹配，互不影响各自正常运行。

设施内应有储藏室或储藏空间，包括对清洁物料、危险物料、危险废物和普通废物的存放，但不允许长期储存废物。

八、动物实验室的信息进出原则

在数码时代，信息传递的方式发生了根本变革。现代化的动物实验设施的重要标志之一就是信息化技术。涉及信息传递包括(不限于)以下方面：

- 门禁系统- 通话/传真系统- 局域网- 互联网- 报警系- 自控系统- 监视系统- 监测系统- LIS系统物流系统- 实验数据采集与传送

除电子化的信息外，还有大量的以纸为载体的信息进出实验室。从控制污染和节约资源的角度考虑，要尽可能减少纸质等文件的利用。信息化的手段还可以实现监控、指导工作人员操作，观察和记录动物的活动，以及组成网络系统，实现资源共享平台。

对实验设施和设备的远程监控、维护等技术已经广泛应用，现代化的物流系统和芯片ID系统也运用到实验动物相关的活动，动物实验室的设计不能不考虑数码信息的进出问题。信息化的效率和便捷性毋庸置疑，但需要特别关注的是安全问题，如互联网的安全、访问权限、机密信息、个人隐私等。