Биобезопасные автоклавы: особенности конструкции биобезопасных автоклавов

01.01.2024

Лабораториям, работающим с микроорганизмами, присваивается обозначение «Уровень биобезопасности» (BSL). Это делается с целью защитить персонал лаборатории, а также окружающую среду и общество. Уровни биобезопасности варьируются от BSL-1 (наименее опасный) до BSL-4 (наиболее опасный/опасный). Подробнее о разнице уровней BSL читайте здесь.

Большинство стандартных паровых стерилизаторов (автоклавов) подходят для использования в лабораториях BSL-1 и BSL-2. Однако для предприятий BSL-3 и BSL-4 требуются автоклавы, обладающие дополнительными функциями к стандартной конструкции автоклава. 

Начнем с лабораторного помещения BSL-3. Возможно, наиболее важной характеристикой лаборатории BSL-3 является то, что все бактерии и патогены должны содержаться внутри лаборатории; отсюда и название «лаборатория биозащиты». Другими словами, микробы не должны выходить из помещения. Это достигается за счет включения в пространство и прилегающие территории следующих конструктивных особенностей:

Разделение:

• Физическое отделение от коридоров доступа
• Самозакрывающийся доступ к двойной двери
• Сдерживание:
• Отработанный воздух, не рециркулируемый
• Отрицательный поток воздуха в лабораторию
• Обеззараживание

Те же конструктивные особенности помещения BSL-3 применяются к автоклаву, используемому в этом помещении. Большинство автоклавов BSL-3 – проходные автоклавы, то есть имеют две двери, через которые поток предметов «проходит» через автоклав – из изолированного помещения в неизолированное помещение. Автоклав устанавливается в проеме в стене, разделяющем две комнаты, и должен быть соответствующим образом герметизирован в стене, чтобы предотвратить попадание микробов между изолированными и неизолированными помещениями (двойная дверь, сквозные системы).

Био-уплотнение

Чтобы обеспечить изоляцию лаборатории BSL-3, автоклавы BSL-3 оборудуются фланцем биологического уплотнения или биологическим уплотнением. Биологическое уплотнение обеспечивает разделение и надежное уплотнение между опасной и безопасной сторонами, что крайне важно для безопасности персонала.

Вид сверху на автоклав BSL-3, расположенный в проеме стены

Биоуплотнение состоит из пластины из стали или нержавеющей стали, непрерывно приваренной ко всем четырем сторонам стерилизатора. Он выходит за пределы рамы стерилизатора, к которой установщик затем прикрепляет барьер – прочную силиконовую прокладку. Прокладка проходит между фланцем барьера и стеной и фиксируется на месте с помощью стержней жесткости, обеспечивающих герметичную посадку. Все отверстия через барьерный фланец (для проводки или водопровода) полностью герметизированы для предотвращения утечек воздуха.

Тестирование биоуплотнения

По конструкции лаборатория биозащиты находится под более низким или отрицательным давлением воздуха по сравнению с коридором или соседней лабораторией. Надлежащее тестирование узла биологического уплотнения необходимо для обеспечения целостности уплотнения и предотвращения биологического загрязнения в неизолированном помещении. Тестирование должно проводиться обученным персоналом, владеющим оборудованием и знакомым с соответствующими стандартами тестирования. Дальнейшее тестирование должно проводиться независимой третьей стороной.

Вот несколько рекомендаций по тестированию:

• Проверьте биологическое уплотнение с помощью стандартного испытания на утечку дыма. Дым, образующийся в ходе этого испытания, имеет размер частиц не более 0,2 микрона.
• На протяжении всего испытания в помещении BSL-3 должен поддерживаться отрицательный перепад давления не менее 0,002 фунта на квадратный дюйм, ман. (Процедуры обеспечения безопасности на объекте могут потребовать еще более глубокого отрицательного давления во время испытаний.)
• Уплотнение считается безопасным при отсутствии видимого проникновения дыма через биоуплотнение или в соответствии со стандартами утечки, установленными спецификациями предприятия, в зависимости от того, что является более строгим.

Управление дверью

Все проходные автоклавы оснащены функцией безопасности, которая запрещает открытие двери до тех пор, пока не будет достигнуто атмосферное давление. Стерилизаторы BSL-3 (двухдверные или проходные автоклавы) оснащены дополнительной блокировкой, не позволяющей одновременно открыть обе двери. Эта механическая функция безопасности помогает предотвратить переход микробов с загрязненной (BSL-3) стороны на неизолированную сторону. Другими словами, когда одна дверь открыта, другая не может открыться. Система блокировки дверей является электромеханической по своей природе, поэтому она безопасна даже в случае отключения электроэнергии или коммунальных услуг. Предотвращение открытия обеих дверей также помогает поддерживать постоянный перепад воздуха, предотвращая массовое прохождение воздуха через камеру. Кроме того, система управления не инициирует цикл до тех пор, пока не будет получено электрическое подтверждение закрытия обеих дверей. Кроме того, дверь на свободной стороне блокируется, что предотвращает ее открытие в случае прерывания или неполного цикла стерилизации.

Дверные прокладки

Дверные прокладки обычно изготавливаются из твердого силиконового каучука толщиной не менее ? дюйма. В целях безопасности их герметизация не должна зависеть от давления воздуха или пара, а скорее от давления двери, когда она закрывается на прокладку. Такая конструкция прокладки называется «пассивной». Их преимущества включают в себя:

• Не сдуется при проколе
• Не требует воздуха или пара для надувания.
• Не сдуется при потере сжатого воздуха или пара.
• Создает чисто механическое уплотнение и, следовательно, является отказоустойчивым.
• При необходимости замены прокладки можно заменить без инструментов и клея, что сокращает время технического обслуживания.

Если в конструкцию дверцы автоклава включена «активная» прокладка (т. е. для активации которой требуется воздух или пар), пользователи должны проверить ее работу в случае сбоя питания или механической неисправности. Если пропадет питание (пар или воздух), дверь откроется сама? Будут ли выпущены микробы? Если произойдет механическая неисправность, будет ли дверь заблокирована в своем текущем положении и не будет сдвинута с места, пока не будет исправлена? Если да, то что происходит с предметами внутри стерилизатора? Могут ли микробы выйти наружу, если открыть дверь после ремонта?

Система обеззараживания сточных вод

Существует три приемлемых метода обеззараживания стоков из автоклава.

Внутренний HEPA-фильтр

В этом методе используется сверхвысокоэффективный HEPA-фильтр размером 0,2 микрона, расположенный внутри камеры автоклава. Фильтр задерживает любые бактерии, которые могут попасть в аэрозоль из загрязненных товаров внутри камеры. Ключевым аспектом этой конструкции является размещение фильтра (т.е. внутри камеры, а не снаружи камеры). Это важно, поскольку пар, который стерилизует продукты внутри камеры, также стерилизует фильтр (и бактерии, улавливаемые мембраной фильтра), что делает его безопасным в обращении и замене без необходимости обращения к специалисту по техническому обслуживанию.

Внешний HEPA-фильтр

В этом методе используется фильтр HEPA размером 0,2 микрона, установленный снаружи камеры автоклава для очистки сточных вод, выходящих из автоклава. Эта система направляет сточные воды через отверстие, обычно расположенное в верхней части камеры. Затем он проходит через внешний фильтр, прежде чем слиться. Фильтр заключен в корпус, который нагревается паром во время фазы воздействия, тем самым стерилизуя оставшийся фильтр. Для регулирования температуры в корпусе фильтра используется отдельная (или дополнительная) система терморегуляции. При использовании этого метода крайне важно, чтобы конденсат внутри камеры не стекал до конца цикла, что обеспечивает ее стерильность. Фильтр следует регулярно проверять и заменять, для этого обычно требуется специалист по техническому обслуживанию.

Внешняя камера дезактивации

В этом методе сточные воды сбрасываются во внешний резервуар для обеззараживания (или «резервуар для уничтожения»), куда добавляется пар для уничтожения бактерий. Резервуар должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить правильное перемешивание и достаточно времени для полного уничтожения. В нем используется отдельная (или дополнительная) система контроля температуры для поддержания необходимой минимальной температуры. Хотя этот метод является наиболее сложным и дорогостоящим, он позволяет на предприятии улавливать сточные воды из нескольких автоклавов и источников (например, стиральных машин, раковин и т. д.).

Проходные паровые стерилизаторы BSL-3 оснащены специальными компонентами, которые позволяют исследователям безопасно обращаться с потенциально смертельными микробами. Такие функции, как биологические уплотнения, дверные блокировки и системы обеззараживания сточных вод, необходимы для поддержания барьера между грязной (изолированной) и чистой (неизолированной) сторонами лаборатории. В дополнение к вышеупомянутым функциям стерилизатора оборудование BSL-3 должно иметь четко определенные стандартные операционные процедуры (СОП) и рекомендации по валидации.