动物实验室的设计和规划

      实验室动物作为生命科学研究的基础和重要支撑条件越来越受到广泛的重视，实验室动物学学科的发展水平往往被用来衡量生命科学和医学科研的水平。 建设标准化动物实验室是生命科学研究的基础和保障。

一．动物实验室设计的基本要求  

(1) 选址 僻静、卫生 

(2) 布置 分为准备区、饲养区、实验区。要求人流、物流、动物流分开（单向流程）；要求净化、灭菌、防虫。 

(3) 建筑 要求有洁净走廊，饲养室，污染走廊以及其他各室。 

(4) 空调系统 有可控制的温度和湿度、气流速度和分布，有一定的换气量和气压。 

(5) 照明 无窗动物房使用荧光灯，有窗动物房可安装玻璃窗，以滤去紫外线。要求12h亮，12h暗。 

(6) 供水 有饮用水和精制水。  

二．动物实验室的设置   

    根据不同种类和不同级别实验动物的需要，建立相应设施的动物房、活动场所和相应的辅助用房。场址应选在能保持安静、清洁、无不良外界影响的地方。  

    动物房必须光线充足、通风良好、地面整洁，不积水；顶棚、墙壁要易于清洁、消毒；外墙、屋顶、顶棚、门窗及通外面的管道等必须杜绝外界动物、蚊蝇及其它虫害钻入。室内温度控制在18~29℃，相对湿度40%~70%，噪音60 dB以内。  

    笼内动物密度不能太大，要有送风、排风、降温及保暖设备。必须有专用的排污、排水设施，防止病原扩散。各种笼具要定期清洗消毒，垫料须经高温高压或药物消毒并及时更换，使室内氨浓度在15 mg/m3以下。

三．动物实验室一般环境因子控制范围 

(1) 温度 目标值为21~27℃。药典规定为17~28℃。可因动物品种而不同。

(2) 湿度 45%~55%。卫生部规定为40%~60%。 

(3) 气流速度 10~25cm/s。避免直接吹风。 

(4) 换气次数 6~15次/h。新风为2/3。 

(5) 气压 洁净区正压，感染区负压。 

(6) 环境洁净级别 一般动物饲养室大于100000级。 

(7) 照明 150~300lx（人工照明）。 

(8) 噪音 40~50dB（无动物时），有动物时为60 dB，卫生部规定小于70 dB。 (9) 臭气 氨20ppm。  

四、实验动物分级及其标准  

根据实验动物微生物控制标准，可将实验动物分为四级：  

一级 普通动物（CV），系指微生物不受特殊控制的一般动物。要求排除人兽共患病的病原体和积少数的实验动物烈性传染病的病原体。为防止传染病，在实验动物饲养和繁殖时，要采取一定的措施，应保证其用于测试的结果具有反应的重现性（即无论不同的操作人员，在不同的时间，用同一品系的动物按规定的实验规程所做的实验，都能获得几乎相同的结果）。  

二级 清洁动物（CL），要求排除人兽共患病及动物主要传染病的病原体。  

三级 无特殊病原体动物（SPF），要求到二级外，还要排除一些规定的病原体。其除菌与灭菌的方法，可使用高效空气过滤器除菌法、紫外线灭菌法、三甘醇蒸气喷雾法及氯化锂水溶液喷雾法。  

四级 无菌动物（GF）或悉生动物（GN）。无菌动物要求不带有任何用现有方法可检出的微生物。悉生动物要求在无菌动物体上植入一种或数种已知的微生物。  

在病理学检查上，四类实验动物也有不同的病理检查标准。  

一级 外观健康，主要器官不应有病灶。  

二级 除一级指标外，显微镜检查无二级微生物病原的病变。  

三级 无特殊病原体动物。无二、三级微生物病原的病变。  

四级 不含二、三级微生物病原的病变，脾、淋巴结是无菌动物组织学结构。  

    综合上述，对不同级别的实验动物在动物房设计上和管理上则有不同的要求。  

    无菌、已知菌以及无特殊病原体动物都需要在无菌或尽可能无菌的环境里饲养，这种环境，目前国际上通用称为屏障环境，即用一道屏障把动物与周围污染的环境隔开，就如胎鼠在母鼠子宫内一样。这种环境从控制微生物的角度分为隔离系统、屏障系统、半屏障系统、开放系统和层流架系统等五大类。  

A 隔离系统  

  是在带有操作手套的容器中饲养动物的系统，用于饲养无菌动物和栖生动物。内部保持按微生物要求的100级的洁净度，但其设置的房间及操作人员不必按无菌室考虑。  

B 屏障系统 

  把10000~100000级左右的无菌洁净室作为饲养室，主要用于无特殊病原体动物的长期饲养和繁殖。入室施行严格管理，如淋浴、换贴身衣服等。  

C 半屏障系统

放宽对屏障系统中人及物出入房间时的管理，平面组成大致与屏障系统相同。  

D 层流架系统 

  笼具放在洁净的水平层流空气中。常用于小规模饲养，但在一般房间进行饲养、操作和处理时有被污染的危险性。可用于半屏障的补充。  

E 开放系统 

  是对人、物、空气等进出房间均不施行消除污染的系统，但通常要进行某种程度的清洁管理。  

达到动物房环境指标的净化措施有：  

A．空气净化系统  

    因为动物房是实验动物较长时间活动的场所，室内不可能在饲育条件下经常用薰蒸冲洗的方式灭菌，一般只能用药力较弱的消毒液檫洗，在这种情况下为了避免微生物侵染，保证空气净化则是首要条件；  

B．全新风 

    防止交叉污染和除臭是两个难题，为此，净化空调系统大部分必须采用全新风方式，但由于净化系统换气次数大，又是全新风，所以能耗问题突出；  

C．除臭 

    这不仅是对外部环境和工作人员所必须，而且也是实验动物本身所必须。因为室内除外界微生物污染外，动物本身排泄物和微生物二次转化生成的氨、硫化氢、醇等气体，也是重要的污染物质，这些气体臭味愈浓烈，说明动物本身的洁净度愈低。目前还无臭气允许值的定量资料和测定方法，但对于氨浓度应进行控制。除臭一般有增加新风和活性炭吸附两种方法。 

五、 清洁级动物实验室设计标准和要求

      目前,随着我国GMP的深入实施,以及WTO的即将到来,国内的药品生产企业已经越来越清楚地认识到拥有一个符合GMP要求,将来能和国际接轨的现代化药品生产环境的重要性,因此广大药品生产企业不惜投入大量的资金进行生产厂房的改造及更新。作为保证药品生产质量的重要配套检验设施之一的实验动物房也就成了实施GMP的重要内容之一。在这里,结合我们以前为一些医院和企事业单位所设计的实验动物房,以及依据国家有关的实验动物管理规定,对目前药品生产企业最普遍应用的实验动物房的设计、装修等作一概括论述。

      目前,国内药品生产行业用于检验药品质量的实验动物通常为二级即为清洁动物(CL)。

 1.  清洁动物(CL)的饲育环境要求为半屏蔽系统,其具体指标为:温度18～29℃,相对湿度40～80%,换气次数8～15次/h,气流速度≤0.25m/s,系统内压力梯度20Pa,空气洁度为十万级,噪声≤50dB,工作照度150～300lx,动物照度100lx左右,氨浓度≤20ppm,落下菌数20个/皿。

 2. 平面布置

 3.实验动物房布置的关键在于人员、物品、动物以及污物进出不能相污染。布置实验动物房的原则是需设有人员进入时的净化更衣设施,物品进入时的消毒灭菌设施,还要有外来动物进入的待检室、检疫室,以及动物尸体、污物运出的污物走廊和专用的污物暂存间。

       清洁级实验动物房平面布置如图所示,主要包括:人员换鞋、更衣、洗衣等净化设施;物品储存、消毒、灭菌等准备设施;动物检疫、饲育、观察等实验设施;洁净走廊、污物走廊和污物间,以及办公、档案、配电等辅助设施。

     (1)人员净化设施:包括换鞋存雨具房间、更外衣房间、洗手换鞋房间、更洁净服房间、脱洁净服房间、洗衣消毒房间、存衣房间。人员由人出入口进入,在换鞋存雨具房间换鞋存雨具及其它物品,然后进入更外衣室换工作服后进入各个工作岗位;进入洁净区的人员再经过洗手、换鞋、更洁净服后,进入洁净走廊,然后进入各个工作岗位;工作结束后,人员由缓冲室进入污物走廊,然后进入脱洁净服房间脱掉脏洁净服,再进入更外衣室换外衣,换鞋后由人流出入口离开。脏衣服在洗衣消毒室洗涤消毒后,送入存衣室储存备用。

     (2)物品准备设施:包括储存间、饲料加工间、外准备室、内准备室。物品由物料入口进入储存间储存备用;饲料在饲料加工间加后,与其它物品如:笼具、垫料、水瓶等在外准备间准备好,然后分别通过消毒灭菌柜、过墙消毒池、传递窗进入内准备室存放;内准备室只是一个周转用房间,在这里的物品，其存放时间越短越好。用过的笼具、水瓶等物品通过缓冲室、污物走廊送到外准备室清洗、消毒后,再按照上面的过程进入内准备室,循环使用。

     (3)动物实验设施:包括待检室、检疫室、饲育室、观察室、实验室,洁净走廊、污物走廊及污物间。由外面来的动物首先送入待检室,然后进入检疫室检疫,经检疫合格的动物通过洁净走廊送到饲育室饲养;需要实验的动物在实验室内进行实验,并在观察室内进行观察。动物尸体,污物,用过的笼具、器具等通过缓冲室进入污物走廊,笼具、器具等在外准备室清洗、消毒后备用,动物尸体、污物存放在污物间,统一由污流出口运出处理。污物走廊和污物间处在下风侧,有时为了保险,在污物走廊和污物间内安装有抽风机,使污物走廊和污物间保持相对负压状态,不对其它房间造成污染。

     (4)辅助设施:包括办公室、档案室、值班室、报警室、配电室、空调机房、卫生间等。档案室内主要存放有关动物及实验的一些数据资料,空调机房为洁净区提供洁净空气并维持洁净区内一定的温度、湿度。

 4. 建筑装修

    实验动物房一般设计为单层或二层建筑,砖混或框架结构,其面积根据实际需要按实验动物房平面布置示意图进行增减。实验动物房的装修要求易于清洗消毒,不易存留污垢,所用材料要耐水洗、耐冲洗、耐酸碱。

    (1)墙面、地面:要求光洁无缝;踏脚板无凸缘,与墙面形成一个平面;拐角处都做成圆角,地面保证有足够的强度。

    (2)门、窗:要求开门方向与室内通风情况相适应,门边上要有密封条,门要有防野鼠进入的装置;清洁动物房的窗要求密封。

    (3)照明:实验动物房的照明要求明暗各12小时或符合要求的自然采光,光照需照及全室,既方便工作又能照到所有动物;照灯的开关安装在走廊里,便于控制;照度设计在100lx左右,使鼠类能正常生长繁殖。

    (4)紫外线:紫外线杀菌灯与照明线路应同时考虑,紫外灯的设计采用值为1.5W/m2;紫外灯点燃2000小时后必须更换;紫外灯照不到的地方没有杀菌作用,但能使橡胶、塑料老化,最好把它们盖住;紫外线不能透过玻璃杀菌,对人的眼睛有刺激作用,工作人员应做好防护。

5. 空调通风

    清洁级实验动物房的洁净级别为十万级,室内换气次数要求每小时815次,室内保持510Pa的正压力,采用全新风换气、直流式空调系统,过滤器为初效、中效、亚高效过滤器,为了克服直流式热损耗大的缺点,应考虑采用一些热量回收措施。

6. 装备

    实验动物房的主要装备有:饲养动物用的笼架具,加工动物饲料的饲料机,用于外环境消毒的电动喷雾机,用于内环境消毒的移动式紫外线消毒车,处理动物尸体的焚烧炉,以及有关的检测仪器等等。总之,设计并建设一个符合规范要求的实验动物房,对于科学地管理和使用实验动物,提高药品检验的准确性,保证药品质量都是十分重要的;同时,一个符合规范要求的实验动物房,也是现代医药生产企业实施GMP,将来与国际接轨的重要保证。