Wentylacja komór bezpiecznej pracy (cz. 2)

Zalecenia dotyczące doboru

Podczas zakupu komory należy zwrócić uwagę, czy posiada ona certyfikat niezależnego akredytowanego laboratorium potwierdzający wykonanie komory według normy EN 12469:2002.

W Stanach Zjednoczonych dla wszystkich modeli BSC klasy II (typ A1, A2, B1, B2) w celu uzyskania certyfikatu zaleca się wykonanie badań i testów zgodnie ze standardem NSF/ANSI Standard 49-2007, tj. m.in.:

• pomiar prędkości przepływu powietrza przez obszar pracy,
• pomiar prędkości czołowego przepływu powietrza,
• test dymowy kierunku przepływu powietrza dla różnych wariantów działania komory,
• test szczelności zamocowania filtra HEPA,
• test szczelności połączeń i uszczelnień,
• testy i pomiary elektryczne,
• badanie natężenia oświetlenia,
• badanie emitowanego hałasu i wibracji,
• badanie skuteczności działania lamp UV.

Poza badaniami i testami sprawdzającymi podczas produkcji zaleca się również wykonywanie okresowych kontroli pracy urządzenia, w tym także parametrów fizycznych i czystości powietrza (tabela 1). Komory bezpieczeństwa powinny być testowane przynajmniej raz w roku, a o częstotliwości i zakresie badań kontrolnych powinien decydować kierownik laboratorium. Dokładność wyników badań może być zapewniona tylko wówczas, gdy urządzenia do badań, w tym komory, będą właściwie konserwowane i kalibrowane.

Z punktu widzenia ochrony produktu przed skażeniem krzyżowym oraz bezpieczeństwa pracy obsługi (bioaerozole, substancje szkodliwe i toksyczne) największe znaczenie mają następujące testy:

• test integralności filtra – generowanie w komorze roboczej mgły olejowej i sprawdzanie fotometrem stężenia mgły za filtrami HEPA. Wynik testu uważa się za pozytywny, jeżeli za filtrem stężenie mgły jest odpowiednio niskie;
• test prędkości przepływu powietrza przez komorę – wynik testu uważa się za pozytywny, jeżeli prędkość przepływu powietrza przez obszar roboczy jest jednorodna i wystarczająca do zapewnienia przepływu laminarnego. Wyniki poszczególnych pomiarów należy następnie uśrednić (prędkość średnia). Celem jest ochrona produktu;
• test szybkości napływu powietrza do komory – wynik testu uważa się za pozytywny, jeżeli prędkość napływu powietrza do komory jest na tyle duża, aby mogła chronić obsługę, zazwyczaj min. 0,4 m/s. Celem jest ochrona obsługi;
• test dymowy – użycie dymu testowego umożliwia obserwację przepływu powietrza przez komorę i zachowania się powietrza w jej obszarze. Celem jest sprawdzenie zdolności komory do ochrony produktu i obsługi. Jako generatora dymu można użyć np. pojemnika z gorącą wodą, do której wrzuca się suchy lód.

Test dymowy obejmuje:

1. sprawdzenie zachowania się przepływu w obszarze szczeliny wlotowej powietrza; wynik uważa się za pozytywny, gdy w komorze nie będzie pojawiał się dym;
2. sprawdzenie zachowania się przepływu w komorze pracy; wynik uważa się za pozytywny, jeżeli dym w komorze będzie kierowany na powierzchnię roboczą, nie będą występowały turbulencje i dym nie będzie wydostawał się z komory na zewnątrz.

CDC [9] zaleca coroczną wymianę filtrów HEPA, przez które przepływa powietrze do otoczenia. Zużyte filtry HEPA należy traktować jak materiał zakaźny, w związku z czym powinny one zostać zutylizowane. Przed wymianą filtrów oraz przed każdą pracą w przestrzeni serwisowej komory powinny zostać poddane dekontaminacji.

Zaniechanie dekontaminacji przed otwarciem przestrzeni serwisowej komory stanowi poważne zagrożenie zdrowotne dla obsługi oraz innych osób przebywających w otoczeniu urządzenia.

Podczas wymiany filtrów należy zwrócić szczególną uwagę na zachowanie szczelności ich zamocowania oraz ciągłości struktury materiału filtracyjnego. Instalowane filtry HEPA powinny posiadać certyfikaty świadczące o ich odpowiedniej jakości. Podczas wykonywania czynności w komorze oraz jej czyszczenia należy zwracać szczególną uwagę, aby nie doszło do rozlania płynów, co mogłoby doprowadzić do uszkodzenia filtrów HEPA.

Wytyczne dotyczące kwestii związanych z dekontaminacją komór bezpiecznej pracy mikrobiologicznej zawarte są między innymi w normie PN-EN 12469 [2], załącznik J „Zalecenia odnośnie do odkażania, czyszczenia i fumigacji MSC oraz filtrów”. 

Odkażanie komór odbywa się najczęściej metodą fumigacji z użyciem par formaldehydu lub za pomocą nadtlenku wodoru. W drugim przypadku komora powinna być wyposażona w instalację do tego typu dekontaminacji. 

Wykonywanie dezynfekcji gazowej zalecane jest w następujących przypadkach:

• przed pracami konserwacyjnymi w komorze wymagającymi dostępu do części i elementów potencjalnie niebezpiecznych, np. filtrów,
• przed prowadzeniem badań nad efektywnością działania filtrów,
• po wycieku, w wyniku którego zanieczyszczeniu mogły ulec trudno dostępne powierzchnie,
• przed wycofaniem komory z użytku i jej demontażem.

Ze względu na zagrożenia występujące podczas dekontaminacji komór prace te należy powierzyć specjalistom. Komory powinny być obsługiwane wyłącznie przez przeszkolony personel postępujący zgodnie z procedurami laboratoryjnymi, a wszelkie naprawy i zabiegi powinny być wykonywane tylko przez uprawniony personel.

Podczas prac wykonywanych z użyciem komór nie należy wykonywać gwałtownych ruchów, gdyż powstające zawirowania zakłócają prawidłowy przepływ powietrza przez komorę i mogą przyczynić się do skażenia produktu lub wydostania substancji potencjalnie szkodliwej do pomieszczenia.

Konieczna jest współpraca personelu laboratoryjnego z personelem zajmującym się wentylacją pomieszczenia w zakresie ustalenia takich warunków pracy, które zminimalizują występowanie niekorzystnego wpływu systemu wentylacji ogólnej na pracę komory. 

W przypadku podłączenia części wywiewnej komory do instalacji wentylacyjnej wywiewnej pomieszczenia należy dokładnie przeanalizować wzajemne oddziaływanie wentylacji ogólnej i wentylacji komory. W laboratoriach, dla których wymagany jest wysoki poziom bezpieczeństwa mikrobiologicznego, należy stosować instalacje wentylacyjne przeznaczone dla tych pomieszczeń oraz zainstalowanych w nich komór. Komory wykorzystywane do pracy z substancjami toksycznymi, łatwopalnymi i wybuchowymi nie powinny pracować z recyrkulacją powietrza.

Kontrola działania wentylacji komór bezpiecznej pracy

Badania przepływu powietrza i czystości mikrobiologicznej powietrza za filtrami HEPA dwóch różnych komór wykonano w ramach kontroli pracy urządzeń znajdujących się w jednym z laboratoriów. 

Komora niesklasyfikowana

Komora mikrobiologiczna wyprodukowana w 1996 r. (rys. 1), przeznaczona do pracy w laboratorium spełniającym poziom ryzyka BSL 1–3. Działanie komory powinno zapewnić ochronę środowiska i personelu, natomiast nie zapewnia ochrony produktu (materiału) znajdującego się w jej wnętrzu przed skażeniem.W celu zatrzymywania zanieczyszczeń mikrobiologicznych urządzenie wyposażono w filtr HEPA, natomiast do pochłaniania odorów zastosowano filtr węglowy. Powietrze napływa do komory od strony obsługi, natomiast usuwane jest do pomieszczenia laboratorium przez wywiewnik umieszczony w górnej części obudowy.

Powietrze przed wydostaniem się z komory zostaje oczyszczone na filtrze HEPA, a następnie przez filtr węglowy. Przed filtrem HEPA zainstalowano filtr wstępny. Część strumienia powietrza po przejściu przez filtr HEPA jest zawracana do komory, co zmniejsza w przestrzeni roboczej ilość zanieczyszczeń i jednocześnie obniża ryzyko wystąpienia skażenia materiału laboratoryjnego.

Średnia prędkość badanego przepływu powietrza przez szczelinę do komory wynosiła podczas badania 0,25 m/s, natomiast średnia prędkość powietrza wypływającego z komory 0,2 m/s.

Badanie prędkości powietrza wykonano termoanemometrem. Ze względu na niespełnienie wymagań dotyczących przepływu powietrza odstąpiono od wykonania badania czystości mikrobiologicznej. 

Wnioski: komora powinna zostać wyłączona z użytkowania do czasu przeprowadzenia: dezynfekcji, wymiany filtrów, badania czystości powietrza usuwanego z komory i ponownego zbadania prędkości przepływu strumieni powietrza. Otrzymane wyniki prędkości przepływu potwierdzają konieczność wymiany filtrów. Nie należy stosować komory do prac laboratoryjnych, w których z uwagi na badane próbki wymagana jest wysoka klasa czystości powietrza.

BSC klasy II typ A2 (MSC typ II) 

Mikrobiologiczna komora laminarna wyprodukowana w 2007 r. (rys. 2), przeznaczona do stosowania w laboratoriach mikrobiologicznych lub biotechnologicznych spełniających 1., 2. lub 3. poziom ryzyka BSL. 

Filtry w komorze nie są przystosowane do zatrzymywania substancji lotnych, dlatego w jej wnętrzu nie należy stosować substancji toksycznych lub tworzących z innymi substancjami substancje toksyczne oraz tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe albo palne. Zużyte filtry należy traktować jako materiał niebezpieczny, potencjalnie zakaźny. Badanie w komorze próbek biologicznych wymaga zastosowania odpowiednich procedur dezynfekcyjnych przez operatora.

Komora nadciśnieniowa podzielona jest na dwie części, w każdej umieszczony jest wentylator. Jeden wentylator wtłacza powietrze do przestrzeni roboczej, natomiast drugi usuwa nadmiar powietrza z komory do otoczenia poprzez wywiewnik zlokalizowany w górnej części obudowy. Powietrze usuwane jest bezpośrednio do pomieszczenia laboratorium. 

W każdej komorze za każdym wentylatorem umieszczono filtr HEPA. Przestrzeń nadciśnieniowa przykryta jest obudową i otoczona strefą podciśnieniową, co tworzy tzw. podciśnieniowy system obiegu powietrza. Powietrze zasysane jest do komory z pomieszczenia przez otwór roboczy ze stałą, odpowiednio dużą prędkością, co zmniejsza ryzyko przedostawania się zanieczyszczeń z przestrzeni roboczej do pomieszczenia. 

Utrzymywanie laminarnego przepływu powietrza oczyszczonego przez filtr HEPA w przestrzeni roboczej komory zapewnia ochronę przed skażeniem sąsiednich próbek zgromadzonych w komorze. Układ ten stanowi podstawową ochronę personelu i materiałów.

Prędkości przepływu powietrza przez przestrzeń roboczą oraz powietrza zasysanego z otoczenia przez szczelinę roboczą są automatycznie monitorowane. Komora działa z recyrkulacją powietrza. W celu ochrony wentylatorów i filtrów przed większymi cząstkami stałymi pod płytą roboczą zainstalowano siatkę filtracyjną. 

Komora jest wyposażona w jedną lampę UV oświetlającą przestrzeń roboczą podczas procesu dezynfekcji promieniami UV. 

Badanie prędkości powietrza:

1. wartość średnia prędkości czołowej (wlotowej) do komory wynosi 1,9 m/s,
2. prędkość przepływu powietrza w komorze za filtrem HEPA wynosi 0,38 m/s,
3. wartość średnia prędkości wylotowej z komory zmierzona za filtrem HEPA wynosi 0,6 m/s.

Badanie prędkości powietrza wykonano termoanemometrem. Przepływ strumieni powietrza jest właściwie ukierunkowany. Podczas godzinnej pracy przez komorę przepływa ok. 520 m³ powietrza z pomieszczenia laboratorium.

Badanie czystości mikrobiologicznej powietrza wykonano po roku od ostatniej wymiany filtrów. Zbadano ją na płytkach Petriego o średnicy 90 mm. Zastosowano podłoże Columbia + 5% krwi baraniej. Liczba pobranych próbek: 3 próbki za filtrem wyciągowym HEPA – odległość od powierzchni komory wynosiła 5 cm (zastosowano tubę, aby wyeliminować strumienie indukcyjne), 8 próbek za filtrem nawiewnym HEPA – odległość od powierzchni płyty roboczej wynosiła 7 cm. Rozmieszczenie płytek Petriego w celu pobrania próbek obrazuje rys. 3. 

Wnioski: nie stwierdzono występowania mikroorganizmów w pobranych próbkach powietrza. Prędkości i kierunek przepływu strumieni powietrza zgodny z zaleceniami producenta komory. Działanie układu wentylacyjnego komory prawidłowe. Nie stwierdzono przeciwwskazań do dalszej pracy komory.

Podsumowanie

Komory bezpiecznej pracy w zależności od wykonania mogą zapobiegać skażeniu: otoczenia, materiału laboratoryjnego oraz obsługi. Aby osiągnąć założone cele jakościowe, trzeba spełnić szereg warunków, wśród których istotne znaczenie mają prawidłowa obsługa komory oraz odpowiednia jej eksploatacja. 

Zastosowanie komór wyposażonych zarówno po stronie nawiewnej, jak i wywiewnej w filtry wysokoskuteczne (HEPA, ULPA) umożliwia zatrzymywanie cząstek biologicznych i pyłów, które mogłyby być przyczyną skażenia powietrza. Wyjątkiem są BSC klasy I, których nie wyposaża się w filtry wysokoskuteczne w układach nawiewnych. 

Ochronę środowiska (otoczenia) należy zapewnić przez zastosowanie na wywiewie z komory filtra co najmniej klasy HEPA H14. Jednak coraz częściej filtry HEPA zastępowane są filtrami ULPA. Należy pamiętać, że ten rodzaj filtrów nie zatrzymuje zanieczyszczeń gazowych powietrza. Do tego rodzaju zanieczyszczeń należy stosować innego rodzaju filtry oraz rozwiązania techniczne.

Komory bezpiecznej pracy mikrobiologicznej zostały opisane m.in. w: American Standard NSF 49, European Standard EN 12469, Australian Standard AS 2252, Japanese Standard JIS K 3800. Ze względu na stawiane w poszczególnych procesach wymagania dotyczące czystości i jakości powietrza korzysta się z następujących norm: EN 12469 – ochrona operatora; ISO EN 14644, Federal Standard 209E, BS 5295 i EN 12469 – ochrona produktu.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 1 października 2008 r. w sprawie wymagań Dobrej Praktyki Wytwarzania (DzU nr 184/2008, ze zm.).
2. PN-EN 12469:2002 Biotechnologia. Kryteria działania komór bezpiecznej pracy mikrobiologicznej.
3. PN-EN 14175-1:2006 Wyciągi laboratoryjne. Cz. 1. Słownictwo.
4. PN-EN 14175-2:2006 Wyciągi laboratoryjne. Cz. 2. Wymagania bezpieczeństwa i sprawności działania.
5. PN-EN 14175-3:2006 Wyciągi laboratoryjne. Cz. 3. Metody badania typu.
6. PN-EN 14175-4:2006 Wyciągi laboratoryjne. Cz. 4. Metody badań na stanowisku pracy.
7. PN-EN 14175-6:2007 Wyciągi laboratoryjne. Cz. 6. Wyciągi laboratoryjne o zmiennej objętości powietrza.
8. Laboratory biosafety manual, WHO, Geneva 2003.
9. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories, 5th Edition, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service Centers for Disease Control and Prevention, National Institutes of Health, HHS Publication No. (CDC) 21-1112, revised December 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!