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【转帖】标准化实验动物房舍设施的规划

快乐老家

  • 一、前言
      为增进动物福祉,人类对于应用动物于科学目的应具备3Rs:替代(Replacement)、减量(Reduction)及改进(Refinement)的认知。这当今国际认证的3Rs即行动试验(animal experimentation)的研究人员应有的道德观念。将动物试验标准化除可增进试验的重复性(reproducibility),是遵循3Rs原则中减量与精致化的最基本策略,而将实验动物房舍设施标准化则是使动物试验标准化的最基本硬设备。近20年来,国内的许多研究教学单位逐渐发现缺乏标准化实验动物设施所衍生的问题,进而陆续兴建这类设施,但截至目前(2000年初)呈更的案例并不多,本章以规划标准化实验动物房舍设施所应注意的原则为主轴,期有助于拟兴建这类设施的单位进行规划。
     (一)细心规划乃至于建造实验动物房舍设施,方可能经恰当的经营理,确保不得不运用动物科学目的的意义,且较易避免发生公害。故进行实验动物设施规划时,应先确定
    1. 设立的研究及/或教学目的,
    2. 拟饲育物种与环境清洁要求,
    3. 设立单位在维持实验动物设施运作上的相关接口设备与人力,
    4. 设施建筑之地理为等。
     (二)有效率的实验动物设施规划团队则应包含
    1. 具备相关经验的建筑师
    2. 实验动物设施经营者
    3. 将运用实验动物设施进行研究教学等科学目的代表
    4. 实验动物设施所属单位之营缮人员代表
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  • 青林

    第1楼2010/06/11

    (三)设施设计乃至于建造当然必须遵循政府颁定的相官法规。此外,常被应用于现金建筑设计的模块设计(modular design)以及计算机拟流体动物学(computational fluid dynamics modeling )观念,对于设计实验动物设施之动线、隔间、人工环境控制乃至于相关似饲育笼具,皆具确保设施功能与提升作业效率;并降低建造与经营成本的帮助。
    (四)实验动物设施在所属单位中的地理位置与区隔
    1. 同时要求良好的动物福祉与管理;并顾及人的健康下,实验动物设施必须与人活动的空间(如办公室、会议室)作恰当的区隔(separation),以独立建筑作为实验动物设施;或将之规划在建筑物之一侧翼、楼层;或者,以严谨的隔间等皆是常见的区隔法。
    2. 动物设施与进行动物试验繁殖的研究室则应尽量相邻,然这些研究空间与动物设施之间,也应有恰当的屏障(barrier),常见的屏障法包括:设施入口上锁、缓冲隔间、走廊、楼层等。饲育实验动物的空间,除应具备恰当的环境条件,并应易于提供适当照顾。
    3. 若一动物试验必须将动物饲育在实验室方能进行,则该实验室应具备动物饲育的软、硬件条件,此外,与公害相关的防范措施也应一并要求。
    4. 支持实验动物设施功能的机械设备,如:支持清洗灭菌机的蒸气与热水供应设备、空调系统(heating,ventilation,and air-conditioning;HVAC)以及其所需的冰水、热水与蒸气供应机械等所须知空间与地理位置也需审慎考虑。

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    第2楼2010/06/11

    (三)设施设计乃至于建造当然必须遵循政府颁定的相官法规。此外,常被应用于现金建筑设计的模块设计(modular design)以及计算机拟流体动物学(computational fluid dynamics modeling )观念,对于设计实验动物设施之动线、隔间、人工环境控制乃至于相关似饲育笼具,皆具确保设施功能与提升作业效率;并降低建造与经营成本的帮助。
    (四)实验动物设施在所属单位中的地理位置与区隔
    1. 同时要求良好的动物福祉与管理;并顾及人的健康下,实验动物设施必须与人活动的空间(如办公室、会议室)作恰当的区隔(separation),以独立建筑作为实验动物设施;或将之规划在建筑物之一侧翼、楼层;或者,以严谨的隔间等皆是常见的区隔法。
    2. 动物设施与进行动物试验繁殖的研究室则应尽量相邻,然这些研究空间与动物设施之间,也应有恰当的屏障(barrier),常见的屏障法包括:设施入口上锁、缓冲隔间、走廊、楼层等。饲育实验动物的空间,除应具备恰当的环境条件,并应易于提供适当照顾。
    3. 若一动物试验必须将动物饲育在实验室方能进行,则该实验室应具备动物饲育的软、硬件条件,此外,与公害相关的防范措施也应一并要求。
    4. 支持实验动物设施功能的机械设备,如:支持清洗灭菌机的蒸气与热水供应设备、空调系统(heating,ventilation,and air-conditioning;HVAC)以及其所需的冰水、热水与蒸气供应机械等所须知空间与地理位置也需审慎考虑。

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    第3楼2010/06/11

    (二)功能完备得实验动物设施应具备下列功能作业区
    1. 邻近动物饲育区的特殊实验功能区室,例如:尸体解剖室、基因转殖程序区室、无菌手术设施、X光摄影室、特殊饲料准备室、动物试验操作区室、临床诊疗室、实验诊断室等。
    2. 避免发生生物、物理或化学性公害的动物试验隔离饲育区域与设备。
    3. 饲育设备与饲育教材之清洗、消毒与灭菌区。此区空间之大小应依工作量;用以清洗与消毒饲育笼、笼架、隐水瓶、废弃物容器、所具备之清洗与灭菌机械机型与水槽之大小与维修空间、暂存污秽待洗与洗净及/或灭菌后代用笼具的空间等加以订定。
    4. 饲料、垫料、药品、生物制剂及耗材之接收及储存区。
    5. 待丢弃或待处理之废弃物暂存区。
    6. 冷藏及冷冻之尸体存放库。
    7. 办公区包括行政办公室、主管办公室以及可进行教育训练之空间。
    8. 工作人员区应包括浴室、厕所与更衣室等。
    9. 门禁的刷卡系统、电子摄影监控等保全警报系统所需的区室。

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    第4楼2010/06/11

    三、建筑规范
     (一)内部墙壁
    1. 在实验动物设施内部的墙面应采易平整、防潮、无吸附性、耐撞击、无缝隙的隔间建材。在与门框、天花板、地面之转接处应以能施作成平整的接缝材加以密合。
    2. 表面涂料则应采能够耐清洁、消毒剂清洗且能承受高压冲洗者。易受搬运笼架、推车等设备撞击处的的墙面及突出之墙角,应以恰当之防撞护板加以强化。
    3. 将水管、风管或其它线路裸露在墙上是不当的,因其表面不易清理。
     (二)地面
    1. 基本上,实验动物设施的地面建材更应要求防潮、不会吸收化学物质、耐重压、平坦等。常见的实验动物设施地面多为一体成型或要接合点少的建材,例如:高分子聚合酯、高硬度混凝土接合剂、含橡胶成分之聚合物等。当然,正确的施工法也是确保地面达到要求的另一要素。
    2. 对常潮湿或栏饲动物(如经济动物)的区室地面应较粗糙,以免工作人员或动物滑倒,这类区室之地面材质也不应采用会与粪、尿等排泄物 或其它生物性物质产生化学作用者;且应为能够抗热水或清洁剂侵蚀者。
    3. 若地面具有门坎,则应采不会阻碍搬运笼架、推车等设备经过者。
    4. 地面与墙面之接角处应考虑易于维持清洁的方式施作,例如弧形接角。

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    第5楼2010/06/11

    (三)排水:并非所有的实验动物饲育皆需具备地面排水,一般而言,仅饲养啮齿类等小型动物的饲育室即无此需要。在没有地面排水的饲育室应用湿式吸尘器或拖把;配合适当的清洁或消毒剂,即可维持地面的清洁。
    1. 泄水坡:在实验动物设施有地面排水的区室,地面应作泄水坡处理,而使清洗后之环境湿度能迅速降低。
    2. 存水湾:排水管应具有存水湾(drain trap)。
    3. 排水管直径:一般而言,排水管之直径至少应有10cm,饲育犬、经济动物等大型动物设施则采用口径更大的排水管为佳。
    4. 排除污物的增强设备:为增强排除固型污物的能力,可考虑在排水管口设计冲水装置或其它污物处理准备。
    5. 排水孔盖:实验动物设施的排水孔应为可加盖密封者,用以避免在长期不使用时,不会成为蟑螂等病媒之交通路径。

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    第6楼2010/06/11

    (四)天花板
    1. 天花板也应采气密、平滑、抗潮且接缝呈平整者。表面涂料则该注意其是否耐清洁即消毒剂之清洗。以石膏板或防火板所组成而耐洗的填缝涂料将其缝隙密封者;或经适当修平、密封或粉刷处理的混凝土皆是常见的实验动物设施天花板建材。
    2. 一般而言,除非其材质具有防水性无不平整接合处,悬吊式之轻钢架天花板并非理想的实验动物设施天花板。
    3. 也如同墙面,不应在天花板下方出现明管。
     (五)空调系统
      在实验动物设施中,为使饲育室内之温、湿度、空气之清洁度等饲育环境因子,皆不会随或外气候或动物多寡与种类的变化而变化。应设计可靠、易于维护且节省能源的空调设备进行人工环境控制是无法避免的。换言之,标准化实验动物设施的HVAC主要是用来恒定饲育室之温、湿度以及藉换气与空气过滤来维持空气洁净。为使特定饲育动物的环境温、湿度能够有效控制,将环境需求相似物种的饲育室社在同一区域,叫利于空气调技师进行设计。

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    第7楼2010/06/11

    1. 动物饲育室之温、湿度:一般而言,标准化实验动物所需的HVAC应能将拟定之室温控制在±1℃的范围内;相对湿度则应能维持在30-70﹪再者,HVAC若仅能作大区域的温控,个别饲育室可因为动物多寡;或空气温度在风管中的变化,使部分饲育室之温度失控,故在每一饲育室添设可微调整室温的装置,可使饲育室得更适当的室温。
    2. 换气:一般而言,实验动物设施多使用全换气的HVAC,全换气即不循环使用经排出饲养环境的空气,这是因为以使用部分循环之空气来节省能源,通常不易确保长期低臭气与高洁净度之要求。且全换气HVAC的换气率需达10次/小时以上,才艺达成上述要求。若循环使用排出的空气,则在维持空气的质与量上应符合第三章之建议标准。
    3. 空气过滤、压差等污染管制设计:在需保持高度洁净的功能区室应采用高效能微粒滤网(high efficient particulate air;HEPA)过滤进气,例如:SPF动物饲育室与应用免疫不全动物进行试验的操作区、外科手术区等。在手术区、操作区、饲育区及工作区等部分区室与其相邻之区间,应具备气压差,例如:检疫区、生物性危害的隔离饲育与试验操作区、灵长类动物饲养区等应维持在阴压状态,而手术区、SPF动物饲育区、干净之器械储存区等则应维持阳压。当然,应用控制进风量与排风量所造成的区间大气压差,在门扇开启至关闭的短暂时刻,因产生局部气旋乱流,可能导致污染源自阴压处扩散,故不应该仅以区室间的压差,作为管制污染的唯一或主要策略。为避免污染源散布,应以具生物安全性之饲育柜及操作柜(biological-safety cabinet)、具独立排气双层门缓冲空间(exhausted airlock)及其它相关之设备,作为主要的污染管制的方法。再者,应依照污染源的种类、产生量以及可能造成之危害程度,规划恰当的排气处理方式。

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    第8楼2010/06/11

    4. 监控:例行监控HVAC是必须的且最好能落实到监控每一间饲育室。
    5. 失控应变设计:常见的实验动物物种,在环境温、湿度偶然发生短暂变化(已超过一般建议饲育这些物种的范围)时,并不会造成他们生理机能之剧烈变异。一般在设计HVAC时,都会依据实验动物设施所在地气候之变化,使其控制能力应付在最高与最低平均温、湿度的±5%误差范围内。当气候有极端异常情形出现而超出 HVAC控制能力或发生故障时,HVAC应具备对系统作适度之自动取舍调整,尽量维持锁须知温、湿度,例如:启动额外的空调主机、全换气切换成部分循环、改变换气率等常见的设计,则是使系统仍能够暂地以较低之输出来维持饲育室之需求,避免室内温、湿度异常过久,而导致动物死亡。除非有进行具生物危害试验的隔离饲养区,并不一定需要完整地在同一区域设置重复数套HVAC。此外,对与棚舍型的实验动物设施,当排风系统故障时,可使用垫风扇等辅助设备,即可达暂时维持通风之目的。
      标准化实验动物设施的HAVC常占设施总造价的三分之一以上;再运转时所耗损之能源,可达整体设施之五分之四;故在例行维护上所需投入的关注,并不亚于实验动物的例行饲养工作;再者,其部分重要组件的寿命不长,故造价、维持与折旧之昂贵程度,远高于大型的笼具洗涤与灭菌机械。在全年高温、多湿、空气质量恶劣的台湾,实验动物设施的规划与经营者,实应对这些人工环境控制系统的设备有一定程度的认识。

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    第9楼2010/06/11

    (六)电力与照明
    1. 规划电力系统时,应注意其安全性,且能提供适当之照明与足够之电源插座;再者,在细部设计时,使用单位应提供特殊仪器、设备所需电源之正确安培数,以利建筑师之设计作业。
    2. 为应付停电时所须之能源,应规划可提供足够之备份电力供应化紧急发电机,使饲育室、手术室及其它功能区域之关键设备,例如:HVAC及其支持系统、冰柜、强制换气笼架、隔离操作箱等不至于完全停止运作。
    3. 饲育室内之灯具、定时器、电灯开关即插座等应妥善密封其缝隙,避免蟑螂等昆虫藏匿其内。内藏式之省电日光灯为动物设施中常使用之灯具。为恒定光照期,饲育视之照明应已定时器控制。定时器也应列入例行检视的项目,方可确保其功能。为确保动物及人员之安全,照明灯具应具备密封式灯罩。在易潮湿的区室,例如:清洗消毒灭菌区、水生及两栖动物饲育区,所使用之开关与插座应具防潮盖板与断电跳脱等安全设备。

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    第10楼2010/06/11

    (七)饲育室之门扇
    1. 开启方向:基于安全上之考虑,饲育视之门扇多由走廊像饲育是开启,若饲育室的门扇必须向外开启,应在饲育室与走廊间规划缓冲空间;例如:舍玄关(vestibule)或前室(entry room)。
    2. 门扇窗口:门扇上可设窗口,但窗口应气密并设遮蔽光线设置,方可真正避免室外之干扰并控制饲育室内之光照期(photoperiod)。
    3. 大小:为方便例行饲育工作时,工作推车与笼架等设备之进出,常见的饲育室门扇为宽105cm、高210cm。
    4. 材质与附属五金:为避免蟑螂等污物之进出货藏匿其中,门与门框应能气密且无死角。再者,门扇应选用耐撞、防腐蚀的材质,门把以内藏是较佳。为避免不必要的进出与安全,饲育室之门扇应具备门锁,且应选择仅由走廊测用钥匙而饲育室内可随时开启的门锁。此外, 自动关门的门弓器或地角炼、防撞护板、踢脚板、维持气密的下降门坎等皆是健全饲育门扇功能的细心选用的附属五金。

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