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Vollständiger Bau von SPF-Tierhaltungsbarriereumgebungen: Wichtige Punkte von der Planung und dem Bau bis zur Abnahme

Erstellt 01.29
Zusammenfassung:
Dieser Artikel erläutert systematisch die drei kritischen Phasen beim Bau von SPF-Tierhaltungseinrichtungen: Vorplanung, Bau und Abnahme. Der Schwerpunkt der Planungsphase liegt auf der funktionalen Gestaltung und der Einhaltung von Vorschriften; die Bauphase konzentriert sich auf die konforme Umsetzung von Gehegestrukturen, MEP-Systemen und Schlüsselgeräten; und die Abnahmephase erfordert autoritative Tests und Validierungen. Die Beherrschung des gesamten Prozesses ist die Grundlage für die Gewährleistung eines langfristig stabilen Betriebs, den Schutz der Tierqualität und die Aufrechterhaltung der Gültigkeit von Versuchsergebnissen.
Metallregal mit Reihen von bernsteinfarbenen Behältern in einer Industrieumgebung.

I. Einführung: Die schwerwiegenden Folgen des Versagens der Barriereumgebung

Die SPF (Specific Pathogen Free) Tierhaltungseinrichtung ist ein hochkontrolliertes, geschlossenes System, dessen Kernfunktion darin besteht, das Eindringen externer Krankheitserreger zu verhindern und die Ausbreitung interner Kontaminationen zu kontrollieren. Jede Planungs-, Konstruktions- oder Abnahmemangel kann direkt zum Versagen der Barriere führen und potenziell Krankheitsausbrüche in Tierkolonien, Verzerrungen von experimentellen Daten, Unterbrechungen von Forschungsprojekten und sogar erhebliche wirtschaftliche Verluste auslösen. Daher ist die Behandlung des Baus von SPF-Tierhaltungseinrichtungen als systemtechnisches Projekt und die Implementierung einer Vollprozesskontrolle eine grundlegende Anforderung.

II. Phase Eins: Wissenschaftliche Planung — Die Grundlage für den Erfolg legen

Die Planung bestimmt die Richtung und Obergrenzen des Projekts. In dieser Phase müssen die folgenden Schlüsselfragen behandelt werden:

1. Anforderungsanalyse und Standarddefinition

  • Definieren Sie klar die Tierarten, Stämme, Maßstab und experimentelle Typen und bestimmen Sie spezifische Parameter wie Sauberkeitsgrad (z. B. Grad 7 gemäß GB 14925), Druckdifferenzen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung und Geräuschpegel.
  • Einhaltung der grundlegenden Vorschriften und Standards, einschließlich
Laboratorystier — Umwelt und Einrichtungen (GB 14925), Code für das Design von Reinräumen (GB 50073) und Code für das Design von Biosicherheitslaborgebäuden (GB 50346).

2. Prozessablauf und Grundrissgestaltung

  • Design unidirektionale Strömungen:
Das Prinzip der Trennung der vier Ströme – Personal, Tiere, Materialien und Abfall – muss strikt umgesetzt werden, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Eine Doppelkorridor-Anordnung (Reinraumkorridor – Tierhaltung – Unreinraumkorridor) wird häufig angewendet.
  • Funktionsbereiche definieren:
Einschließlich Reinbereiche (Umkleideräume, Luftduschen, Lager für saubere Materialien), Kernbereiche (Tierhaltungsräume, experimentelle Operationsräume), Abfallbehandlungsbereiche (Wasch- und Desinfektionsräume, temporäre Abfalllagerung) und Hilfsbereiche (Maschinenräume, Lüftungsgeräte).
  • Druckgradienten einrichten:
Sicherstellen, dass die Luftströmung gerichtet von Reinbereichen → Kernbereiche → kontaminierte Bereiche erfolgt. Die minimale statische Druckdifferenz zwischen angrenzenden Bereichen sollte ≥10 Pa betragen.
Industrielles Regal mit mehreren braunen Behältern und blauen Griffen in einer Lagerumgebung.

III. Phase Zwei: Präzisionskonstruktion — Design in Realität umsetzen

Die Konstruktion übersetzt Zeichnungen in physische Einrichtungen, wobei die Qualitätskontrolle im Mittelpunkt steht.

1. Konstruktion der Umhüllungsstruktur

  • Materialauswahl:
Wände und Decken sollten aus farbigen Stahlplatten mit guter Luftdichtheit, Korrosionsbeständigkeit und einfacher Reinigung und Desinfektion bestehen (z. B. Magnesiumoxid- oder Steinwollkerne). Böden sollten aus Epoxid-Selbstnivellierungssystemen oder PVC-Bodenbelägen bestehen, um Nahtlosigkeit, Abriebfestigkeit und chemische Beständigkeit zu gewährleisten.
  • Luftdichte Konstruktion:
Alle Fugen und Wanddurchdringungen müssen zuverlässig abgedichtet sein. Dies ist die physikalische Grundlage für die Aufrechterhaltung von Druckdifferenzen und Sauberkeitsniveaus.

2. Installation des MEP-Systems

  • HVAC-Reinigungssystem:
Die „Lungen“ der Barrierenumgebung, die erreichen müssen:
Echtzeitüberwachung und -aufzeichnung wichtiger Parameter wie Druckdifferenzen, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Reinheit, mit Alarmfunktionen für anormale Bedingungen.

3. Integration von Schlüsselgeräten

  • Schleusen/Kammern:
Müssen mit Verriegelungsmechanismen und Sterilisationsfunktionen (z. B. UV-Licht oder dampfförmiges Wasserstoffperoxid) ausgestattet sein.
  • Wasserversorgung und Käfigaufbereitungssysteme:
Trinkwasser muss sterilisiert werden; Einstreu und Käfige müssen vor dem Betreten des Schutzbereichs durch Doppeltür-Autoklaven zur Sterilisation geführt werden.

IV. Phase Drei: Strikte Abnahme – Das Tor zum konformen Betrieb

Die Abnahme ist der letzte Schritt zur Überprüfung der Konformität durch objektive Tests.

1. Prüfung und Validierung durch Dritte

  • Unabhängige Prüfstellen von Dritten mit CMA/CNAS-Akkreditierung müssen beauftragt werden.
  • Tests im Ruhezustand/statische Tests:
Durchgeführt nach Fertigstellung der Anlage, mit laufenden Systemen, aber ohne Anwesenheit von Tieren.

2. Kernvalidierungspunkte

  • Reinheitsprüfung:
Partikelkonzentrationsprüfung für Partikel ≥0,5 μm und ≥5 μm mittels Partikelzählern.
  • Differenzdruckprüfung:
Überprüfung, ob die Druckgradienten zwischen allen angrenzenden Bereichen die Auslegungsanforderungen (≥10 Pa) erfüllen.
  • Luftstromrichtungs- und -geschwindigkeitsprüfung:
Visuelle Überprüfung der Luftstromrichtung mittels Rauchgeneratoren und Gleichmäßigkeitsprüfung der Zuluftgeschwindigkeit mittels Anemometern.
  • HEPA-Filterintegritätsprüfung:
Abtastende Dichtheitsprüfungen nach PAO- oder DOP-Methoden zur Sicherstellung von Null-Leckagen.
  • Umfassende Parameterprüfung:
Einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, Lärmpegel, Ammoniakkonzentration und anderer relevanter Indikatoren.

3. Dokumentenübergabe und Schulung

  • Erhalt vollständiger Bestandszeichnungen, Gerätebetriebsanleitungen, Wartungshandbücher und Validierungsberichte von Drittanbietern.
  • Systematische Schulung von Facility Managern und Betreibern, um das Verständnis der Betriebsprinzipien und Standardarbeitsanweisungen (SOPs) sicherzustellen.

V. Fazit: Systematisches Denken während des gesamten Prozesses

Der Bau einer SPF-Tierhaltungseinrichtungsbarriere ist eine komplexe und hochspezialisierte Ingenieuraufgabe. Planung, Bau und Abnahme sind voneinander abhängige Phasen, die nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Eine erfolgreiche Umsetzung hängt nicht nur von der Auswahl hochwertiger Materialien und Geräte ab, sondern auch von der Übernahme eines durchgängigen systematischen Denkens und eines verfeinerten Gesamtprozessmanagements. Nur durch die strenge Kontrolle der Kernpunkte in jeder Phase kann eine sichere, zuverlässige und konforme SPF-Tierforschungsplattform etabliert werden, die eine solide Unterstützung für die biowissenschaftliche Forschung bietet.
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