Рисунок 3 – Бокс біологічної безпеки класу ІІ: А – загальний вигляд; В – схема руху повітря
Технологія біозахисту об’єднала принцип ламінарного потоку і використання фільтрів HEPA для створення чистого робочого навколишнього середовища. Поєднання цих двох технологій служить для захисту співробітників лабораторії від потенційно інфекційних мікроорганізмів або матеріалів, роботи з якими проводяться всередині камери, а також забезпечує необхідний ступінь захисту матеріалів.БББ
класу II можна використовувати для роботи з інфекційними агентами груп ризику 2 і 3. Їх можна використовувати для роботи з інфекційними агентами групи ризику 4 за наявності подачі повітря під тиском. БББ класу II забезпечують відсутність у робочому середовищі мікроорганізмів, що необхідно для вирощування культур клітин, а також можуть використовуватися для приготування нелетких протипухлинних або хіміотерапевтичних лікарських засобів.
Бокс біологічної безпеки класу II типу А1
УБББ цього типу вбудований вентилятор, що засмоктує повітря
зприміщення (подає повітря) в бокс через передні дверцята і передню огороджувальну решітку. Вхідний потік повітря проходить через вхідний НЕРА-фільтр, після чого він потрапляє вниз на робочу поверхню. Оскільки потік повітря йде вниз, приблизно на висоті 6–18 см від робочої поверхні він «розділяється» на два потоки, з яких один проходить через передню випускну решітку, а інший – через задню. Будь-які аерозольні частинки, що утворилися на робочій поверхні, негайно ж захоплюються цим низхідним потоком повітря і виводяться через передню або задню випускну решітку, забезпечуючи тим самим максимальний рівень захисту препарату. Потім повітря виводиться через задній відсік у простір між впускним та випускним фільтрами, розміщеними у верхній частині боксу. У зв’язку з відносними розмірами цих фільтрів приблизно 70 % повітря рециркулює через впускний НЕРА-фільтр назад у робочу зону, 30 % – виводяться через випускний фільтр у приміщення або за межі будівлі. Повітря, що виводиться з БББ класу II А1, можна рециркулювати в приміщення або за межі будівлі за допомогою насадки на спеціальний трубопровід або витяжку будівлі.
75
Бокси біологічної безпеки класу II типів А2 з відведенням повітря в атмосферу, В1 і В2
БББ класу II А2 з відведенням повітря в атмосферу, II В1 і II В2 – це модифікації типу II А1. Кожна модифікація дає можливість використовувати БББ для спеціальних цілей. Ці БББ відрізняються один від одного за декількома аспектами: швидкістю надходження повітря через відкриту передню частину; кількістю повітря, що рециркулює над робочою поверхнею і відводиться з боксу; системою випуску, що спрямовує повітря з боксу або в приміщення, або назовні через спеціальну систему витяжки, або через систему витяжки будівлі; за методом регулювання тиску.
У деяких біомедичних дослідженнях потрібне використання малих кількостей небезпечних хімічних сполук, наприклад канцерогенів. Зважування або інші операції з канцерогенами в порошковій формі повинні проводитися в хімічній витяжній шафі або в невентильованому рукавичковому боксі з дводверним повітряним шлюзом. Канцерогени, що використовуються в системах культур клітин або мікроорганізмів, вимагають як біологічного, так і хімічного захисту для запобігання їх негативному впливу. Камери класу II типу В походять від розроблених Національним інститутом ракових захворювань США (NCI) камер типу 2, пізніше названих типом В, і сконструйовані для робіт із дуже малими кількостями небезпечних хімічних речовин у біологічних системах in vitro. Конструкція NCI типу В потрапляє під визначення камер типу В1, як і всі камери без вхідних фільтрів HEPA, розміщених не прямо під робочою поверхнею, і/або камери з відношенням потоків рециркуляції і скидання повітря, відмінним від 70/30 %. Повітрозабірні камери подають повітря з приміщення (разом із повітрям, що проходить рециркуляцію) через передню решітку і вхідні фільтри НЕРА, розміщені прямо під робочою поверхнею. Очищене від твердих частинок повітря подається наверх каналами на бічні стінки камери і потім спрямовується вниз до робочої ділянки через протитискову пластину. У деяких камерах установлений додатковий фільтр НЕРА для усунення твердих частинок, що з’являються в результаті роботи двигуна вентилятора. Повітря до боксу надходить через отвір у передній стінці камери зі швидкістю не
76
менше ніж 30 м/с. Як і в камерах типів А1 і А2, низхідний потік повітря розділяється, ще не досягши робочої поверхні. У камері типу В1 близько 70 % проходить вниз та виходить через фільтр НЕРА і скидається з будівлі. Решта 30 % об’єму повітря проходить через передню решітку. Оскільки у витяжну систему потрапляє повітря, що проходить через задню решітку, можуть утворюватися небезпечні хімічні пари або тверді частинки, тому операції необхідно проводити в задній частині робочого простору камери. Камери типу В1 повинні бути жорстко з’єднані з витяжною системою, бажано спеціально змонтованою для БББ. Вентилятори в лабораторній витяжній системі повинні бути розміщені в кінці витяжного каналу.
БББ класу II типу В2 – це камера з повним скиданням повітря, рециркуляції в них не відбувається. Камера одночасно захищає від шкідливих речовин як хімічної, так і біологічної природи. Необхідно враховувати, що хімікати, з якими працюють у камері БББ, можуть пошкодити наповнювач фільтрів, корпус і/або прокладки, що призведе до втрати захисту від шкідливих речовин. Повітрозабирач зверху камери забирає повітря з приміщення або поза будівлею, після чого воно проходить через фільтр НЕРА і потрапляє в робочий простір камери. Витяжна система будівлі подає повітря через передню і задню решітки, захоплюючи подане повітря і додатково деяку кількість повітря з приміщення, щоб підтримувати розрахункову або виміряну швидкість вхідного потоку не менше ніж 30 м/с. Усе повітря, що пройшло через камеру, скидається, проходячи через фільтр НЕРА (можливо також і через інші пристрої для очищення повітря, наприклад вугільний фільтр, якщо того вимагають роботи, що там проводяться).
Бокс біологічної безпеки класу III
Цей вид боксу забезпечує найвищий рівень захисту персоналу і використовується для агентів групи ризику 4. Усі з’єднання зроблені «газонепроникними». Повітря надходить через один НЕРА-фільтр і виводиться через два НЕРА-фільтри. Надходження повітря забезпечується спеціальною системою витяжки, що знаходиться за межами боксу, яка підтримує негативний тиск усередині боксу. Доступ до робочої поверхні здійснюється через міцні гумові рукавички. БББ
класу III повинен мати наскрізний відсік, який можна стерилізувати і
77
який повинен бути забезпечений НЕРА-фільтром. Бокс класу III можна під’єднати до автоклава з двома дверцятами, який використовується для деконтамінації всіх матеріалів, розміщених у боксі, або таких, що витягають із нього. Бокси цього класу придатні для роботи в лабораторіях із рівнями біобезпеки 3 і 4.
Вибір боксу біологічної безпеки
БББ потрібно вибирати головним чином залежно від виду необхідного захисту: захисту препарату; захисту персоналу виду мікроорганізмів, групи ризику 1–4; захисту персоналу від радіонуклідів та летких токсичних хімікатів; від поєднання цих факторів. Із леткими токсичними хімікатами не можна працювати у тих БББ, які рециркулюють повітря у приміщення, тобто в БББ класу I, що не під’єднані до систем витяжки будівлі, або в боксах класу II А1, або класу II А2. БББ класу II В1 придатні для роботи з невеликими кількостями летких хімікатів та радіонуклідів. Для роботи зі значними кількостями радіонуклідів і токсичних хімікатів необхідний БББ класу IIВ2, який також називається боксом із повною зміною відпрацьованого повітря.
Використання боксів біологічної безпеки в лабораторії
Розміщення
Швидкість потоку повітря, що надходить через відкриту передню частину в БББ, становить приблизно 0,45 м/с. За такої швидкості сталість потоку повітря є нестабільною і може легко порушуватися іншими потоками повітря, що створюються людьми, які проходять поблизу БББ, вікнами, заслінками регулювання подачі повітря, а також дверима при відкриванні й закриванні. В ідеалі БББ
повинен бути встановлений у місці, віддаленому від проходів та різного роду повітряних потоків. По можливості необхідно залишити до 30 см вільного простору позаду і з боків боксу, щоб мати можливість легкого доступу для технічного обслуговування. Простір 30–35 см над боксом може бути необхідний для точного вимірювання швидкості проходження повітря через випускний фільтр і для його заміни.
Оператори
Неправильне використання БББ може сильно зменшити ефективність їх захисних властивостей. Оператори повинні ретельно
78
стежити за підтриманням сталості потоку повітря, що надходить через відкриту передню частину боксу під час просування рук всередину боксу і з нього. Руки необхідно просувати повільно і перпендикулярно до площини відкритої передньої частини. Маніпуляції з матеріалами можна починати лише через 1 хвилину після того, як руки переміщені всередину боксу, щоб порушений потік повітря «заспокоївся» і почав обтікати кисті рук та передпліччя. Кількість пересувань через відкриту передню частину також необхідно звести до мінімуму, помістивши для цього всі необхідні предмети в бокс до початку маніпуляцій.
Розміщення матеріалу
Передня огорожувальна решітка БББ класу II не повинна перекриватися папером, обладнанням або іншими предметами. Поверхню матеріалів, що розміщені в боксі, необхідно обробити 70 % спиртом. Роботу можна виконувати за допомогою спеціального просоченого дезінфекційним засобом екрана, що захоплює краплі і бризки. Всі матеріали потрібно поміщати якомога глибше всередину боксу – до заднього краю робочої поверхні, але не блокуючи задньої решітки. Устаткування, що призводить до утворення аерозолю (міксери, центрифуги і т. д.), необхідно поміщати в задню частину боксу. Об’ємні предмети, такі як біозахисні мішки, піддони для відпрацьованих піпеток і флакони для зливання піпетованого матеріалу, необхідно розміщувати на одному боці всередині боксу. Працювати на робочій поверхні необхідно в напрямку від чистої до контамінованої зони. Біозахисні мішки і піддони для використаних піпеток після обробки в автоклаві не можна ставити за межі боксу. Часті переміщення цих предметів із боксу і навпаки порушують сталість повітряного бар’єра боксу і можуть знизити захист як персоналу, так і препарату.
Експлуатація та обслуговування
Конструкція БББ дозволяє їх використовувати упродовж 24 годин на добу. Їх постійна робота допомагає обмежити рівні вмісту пилу і частинок матеріалів у лабораторії. БББ класів II А1 і II А2, з яких повітря відводиться в приміщення або які під’єднані до спеціальної трубопровідної витяжки через насадку, після роботи можна вимикати. Інші види, такі як БББ класів II В1 і II В2, що під’єднані герметично, повинні постійно забезпечувати надходження
79