曾曉虹

（中國電子系統(tǒng)工程第二建設(shè)有限公司，江蘇 無錫 214135）

實(shí)驗(yàn)動物是人類進(jìn)行科學(xué)研究的重要工具，其作為人類的替身被廣泛應(yīng)用于藥品的有效性、安全性評價及其他目的的實(shí)驗(yàn)中。隨著人類社會文明的進(jìn)步，動物福利已成為規(guī)范動物實(shí)驗(yàn)行為的重要指導(dǎo)原則，同時，為了保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠、可重現(xiàn)性，必須為實(shí)驗(yàn)動物提供一個最適宜的生態(tài)環(huán)境。近些年，隨著科研工作的開展，國內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)逐漸意識到缺乏科學(xué)合理的設(shè)施規(guī)劃所衍生的問題。構(gòu)建一個良好的實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施需要進(jìn)行有效的籌劃和構(gòu)思，才能設(shè)計(jì)出實(shí)用、高效的設(shè)施。

1 功能區(qū)需求

一般而言，標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施應(yīng)具有下列基本功能[1]：

（1）動物飼養(yǎng)區(qū)

由繁殖、生產(chǎn)和飼養(yǎng)、觀察的房間組成。

（2）動物實(shí)驗(yàn)區(qū)

靠近或鄰近飼養(yǎng)室布置，原則上要和動物飼養(yǎng)區(qū)分開。主要是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)藥物的配制及給藥、外科手術(shù)、術(shù)后護(hù)理觀察、醫(yī)療診斷等的操作實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)做完后，活的動物需返回到飼養(yǎng)室，因此，動物實(shí)驗(yàn)區(qū)要盡可能接近動物飼養(yǎng)區(qū)并避免交叉污染。

（3）動物接收檢疫區(qū)

對運(yùn)入的動物進(jìn)行檢查、檢疫，保持適當(dāng)觀察期間的區(qū)域。由接收室、檢疫室、檢查室組成。接收區(qū)域內(nèi)設(shè)立的飼養(yǎng)間，主要用于在確定動物健康狀態(tài)前臨時的隔離飼養(yǎng)。常見的無特定病原體嚙齒類動物的接收流程包括：拆箱、檢疫（隔離包等層流工作站）、更換清潔籠具。接受區(qū)域內(nèi)設(shè)有相應(yīng)功能的區(qū)域如：層流工作站、清潔籠具的存儲區(qū)域等。

（4）物品運(yùn)入、儲存區(qū)

為滿足籠架等的循環(huán)使用，通常在消毒前室和消毒后室設(shè)置雙扉設(shè)備，如高壓滅菌器、渡槽、傳遞窗（艙）等滿足屏障及清潔級動物房的飼料、墊料、設(shè)備等進(jìn)入的需要。少量實(shí)驗(yàn)用物品也可在實(shí)驗(yàn)人員更衣鄰近處設(shè)置傳遞窗等方式傳入。

（5）廢棄物處理區(qū)

一般包含污物庫、尸體庫、化糞池、污水處理設(shè)備等。

固體廢物：尸體暫存間根據(jù)動物尸體的存量、處理周期確定，可采用-18 ℃冰柜或者-18 ℃拼裝冷庫。與解剖間鄰近設(shè)置。一般固體廢物存放于污物庫，如果存在放射性等其他危險物品，需根據(jù)專項(xiàng)環(huán)評要求實(shí)施嚴(yán)格管理。所有尸體及廢棄物需經(jīng)有資質(zhì)的專業(yè)公司運(yùn)走處理。

污水處理：實(shí)驗(yàn)動物設(shè)施的生產(chǎn)區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)排水宜分開，與其他生活排水需分開設(shè)置。動物設(shè)施排水需考慮單獨(dú)設(shè)置化糞池或消毒池，如有活毒廢水，需考慮滅活處理后方可排放。

（6）庫房

一般包含飼料、墊料、籠架、籠盒、實(shí)驗(yàn)耗材庫、污廢庫、尸體庫等。

飼料、墊料的存儲庫應(yīng)保持房間的清潔、干燥，控制好室內(nèi)的溫、濕度，注意防蛀防潮防異味。

（7）管理辦公區(qū)

包括實(shí)驗(yàn)人員辦公、會議，運(yùn)營工作管理人員休息、辦公、淋浴室、衛(wèi)生間等。

（8）清洗、消毒、滅菌區(qū)（洗消區(qū)域）

洗消區(qū)與動物飼養(yǎng)區(qū)的輸送聯(lián)系應(yīng)當(dāng)便利，如果存在垂直交通需要，則清洗區(qū)域應(yīng)靠近運(yùn)輸通道設(shè)置。清洗區(qū)域操作室產(chǎn)生的噪聲較大，清洗區(qū)域若與動物實(shí)驗(yàn)室較近，應(yīng)考慮采取減噪措施。

一般來說，洗消區(qū)可以分為清洗消毒前室和消毒后室，兩個區(qū)域用墻體隔開。消毒前室溫度和濕度均較高，且由于處理清洗污染的籠器具，房間異味較大，應(yīng)注意通風(fēng)換氣的問題，為了控制房間氣味，建議洗消前室做負(fù)壓。消毒前室工作人員較密集，同時應(yīng)考慮房間補(bǔ)新風(fēng)，增加操作人員的舒適度?？臻g上消毒前室需考慮：① 未洗消的設(shè)備存放；② 人員操作；③ 打開籠盒、取出污染的墊料等前處理區(qū)域、人工洗刷的洗刷區(qū)等；④ 工作人員衣物清洗烘干區(qū)域等；⑤ 清洗消毒設(shè)備放置、操作、檢修空間等，確保流程順暢，空間大小位置規(guī)劃合理。消毒后室則需考慮洗消后籠器具的接收、清潔物品的暫存等。消毒后室設(shè)置在潔凈屏障區(qū)內(nèi)，按屏障區(qū)的潔凈要求設(shè)計(jì)。

需要特別指出的是：清洗消毒設(shè)備均為大型設(shè)備，需考慮設(shè)備安裝要求及搬運(yùn)要求、生產(chǎn)能力不同，耗電、耗水、耗氣等用量也有差異。選擇什么規(guī)格的設(shè)備對消毒前室的布局會有很大影響，因此在早期規(guī)劃就應(yīng)對大型設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算，確定數(shù)量，同時，需規(guī)劃好大型設(shè)備的搬運(yùn)路徑。選用人工洗消還是設(shè)備洗消需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)營能力、投入成本和人工成本比較等一系列因素確定。

（9）動力站房等

包括變配電站，空調(diào)機(jī)房、冷凍站、給水制備間、空壓動力站等。

（10）其他

包括走廊（清潔、污染、一般）、緩沖、樓梯、電梯等。

科學(xué)布局動物屏障設(shè)施，要充分考慮輔助區(qū)的配置設(shè)計(jì)，尤其是洗消間、儲存間及設(shè)備機(jī)房的面積，輔助區(qū)的需求面積與設(shè)施的體量大小及工作操作流程相關(guān)。實(shí)際設(shè)計(jì)中，輔助區(qū)的設(shè)置往往被忽視，盲目放大動物飼養(yǎng)（實(shí)驗(yàn)）區(qū)，導(dǎo)致后續(xù)使用造成諸多不便。根據(jù)美國、日本等先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn)，以及國內(nèi)許多設(shè)施的實(shí)例，各功能區(qū)域占總面積比例分配可參考表1 的數(shù)據(jù)[2]。

表 1 實(shí)驗(yàn)動物設(shè)施各功能區(qū)域所占面積比例Tab.1 The proportion of the area occupied by each functional area of the laboratory animal facility

2 布局規(guī)劃

2.1 平面布局

實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施一般可劃分為：

（1）屏障受控區(qū)（核心區(qū)）包括：更衣、緩沖、動物飼養(yǎng)室、前室、實(shí)驗(yàn)室、清潔物存放室、清、污走廊、隔離檢疫室、。

（2）屏障輔助區(qū)包括：洗消間、飼料、墊料間、籠器具暫存間、耗材暫存間、廢棄物處理存放間、機(jī)械設(shè)備室、淋浴間、工作人員休息室、動物尸體存放間、一般走廊、辦公室、維護(hù)室、庫房。

屏障輔助區(qū)設(shè)計(jì)的一個重要原則就是就近原則，但可以較為靈活機(jī)動地調(diào)整，而屏障受控區(qū)有潔凈度要求，且需兼顧各種工藝操作流線的設(shè)計(jì)，要求盡可能避免交叉污染，因此，以下主要討論屏障受控區(qū)的工藝平面設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施的布局有單走廊型、雙走廊型及多走廊型或無走廊的布局。無走廊型的布局一般是只有一到兩間飼養(yǎng)間的小規(guī)模飼養(yǎng)設(shè)施，規(guī)模一般在兩百平以下；如規(guī)模稍大且空間有限的情況下，為了放大飼養(yǎng)量，一般采用單走廊型的布局；但如果空間允許的話，雙走廊型的布局更有利于實(shí)現(xiàn)人、物單向流，較為有效地避免潔、污交叉污染，但空間利用率較低；如果飼養(yǎng)規(guī)模更大且要實(shí)現(xiàn)人、物單向流控制，受空間縱深的限制，則可能需要采用多走廊型的布局。

單走廊型是實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)的布局方法中，一種使可利用空間最大化的做法（如圖1 所示）。缺點(diǎn)也很明顯：人流、物流、污物流不可避免地產(chǎn)生交叉。這種設(shè)計(jì)對動物設(shè)施的運(yùn)營管理提出了較高要 求。

圖1 實(shí)驗(yàn)動物屏障區(qū)單走廊布局方塊示意圖Fig.1 Schematic diagram of the single corridor layout in SPF area

雙走廊型是一種常用的實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施的做法。將清潔走廊和污染走廊分開，分設(shè)在飼養(yǎng)室兩側(cè)的形式，在微生物控制方面有其優(yōu)點(diǎn)（如圖2 所示）。但是對布局造成限制，使得有效利用面積減小。

圖2 實(shí)驗(yàn)動物屏障區(qū)雙走廊布局方塊示意圖Fig.2 Schematic diagram of the double corridor layout in SPF area

多走廊型是一種比較理想化的設(shè)計(jì)概念，人員、動物、物品由專門的通道進(jìn)入，可有效避免交叉流向（如圖3 所示）。如果長期大量飼養(yǎng)動物，這種設(shè)施設(shè)計(jì)可以更為可靠地避免污染，但是空間利用率低、設(shè)施運(yùn)營費(fèi)用高等成為了限制這種設(shè)施發(fā)展的瓶頸。

圖3 實(shí)驗(yàn)動物屏障區(qū)多走廊布局方塊示意圖Fig.3 Schematic diagram of the multiple corridor layout in SPF area

2.2 工藝流線規(guī)劃

實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施的工藝流線的規(guī)劃包括有人員進(jìn)出線、物料進(jìn)出線、動物進(jìn)出線，其中，物料包括清潔物料、污廢物料及大型儀器、設(shè)備。

（1）人員流線

進(jìn)出動物實(shí)驗(yàn)室的人員主要包括動物飼養(yǎng)管理人員、動物實(shí)驗(yàn)人員和保潔人員。此外，還會有送貨人員、維護(hù)人員、來訪人員、檢查人員、安保人員等。為保證各類人員的進(jìn)出有序，需要合理設(shè)計(jì)路線和設(shè)置不同級別的物理限制。合理的設(shè)計(jì)需要基于對工作類型、流程以及控制要求深入了解。對于不同工作類型的人員之間盡量避免交叉，可以通過區(qū)域劃分、時間順序、不同通道，如傳遞窗、雙扉滅菌設(shè)備等方式實(shí)現(xiàn)。通常，核心工作區(qū)設(shè)置在整個設(shè)施的內(nèi)圈，人員進(jìn)出可以走同一路線，穿越控制要求不同的區(qū)域時，可以通過緩沖間/氣鎖，并更換個體防護(hù)裝備或消毒，來達(dá)到控制要求。更衣室和淋浴間是人員進(jìn)出的關(guān)鍵房間?？刂茀^(qū)域內(nèi)主要通過設(shè)置緩沖間/氣鎖和走廊來規(guī)劃人員移動的路線，根據(jù)場地情況，可以考慮采用單走廊、雙走廊、多走廊等。人員進(jìn)出管理的基本原則有分級/分層管理、分區(qū)管理或分時管理。

一般非高等級生物安全動物屏障設(shè)施的人員流線如下：

如圖1 所示，單走廊屏障區(qū)人員流向：外環(huán)境→換鞋→更衣→風(fēng)淋→混合走廊→飼養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)室→混合走廊→緩沖間→外環(huán)境。

如圖2，3 所示，雙走廊或多走廊屏障區(qū)人員流向：外環(huán)境→換鞋→更衣→風(fēng)淋→潔凈走廊→實(shí)驗(yàn)室→污物走廊→緩沖間→外環(huán)境。

（2）動物流線

動物的進(jìn)出，基本原則是盡量保持單向流。實(shí)驗(yàn)動物是工作對象，其在設(shè)施內(nèi)的流轉(zhuǎn)應(yīng)根據(jù)工作流程合理設(shè)置。從控制污染的角度，單向流是最好的控制方法，但如果在某些環(huán)節(jié)做不到，需要考慮特殊的設(shè)計(jì)，如使用隔離傳遞裝置等。在動物流動的過程中，應(yīng)該始終考慮如何清潔和處置動物的排泄物、分泌物、毛發(fā)等。涉及高等級生物安全動物設(shè)施出入的設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)關(guān)注病原微生物的控制問題，運(yùn)入或運(yùn)出設(shè)施的動物/尸體可能存在被感染的風(fēng)險，需按照生物安全動物設(shè)施設(shè)計(jì)要求[3，4]執(zhí)行，應(yīng)分開單獨(dú)設(shè)置，感染的動物需滅活處理后方可送出屏障區(qū)。

一般非高等級生物安全動物屏障設(shè)施的動物流線如下：

如圖1 所示，單走廊屏障區(qū)動物流向：外購來的小動物→動物傳遞柜→檢疫間（經(jīng)檢疫合格）→混合走廊→動物飼養(yǎng)室（實(shí)驗(yàn)后的動物錯峰送出）→混合走廊→緩沖→解剖室→尸體間；

如圖2，3 所示，雙走廊或多走廊屏障區(qū)動物流向：外購來的小動物→動物傳遞柜→檢疫間（經(jīng)檢疫合格）→清潔走廊→動物飼養(yǎng)室（實(shí)驗(yàn)后的動物）→污物走廊→緩沖→解剖室→尸體間。

（3）物料進(jìn)出路線

物料可分為清潔物料、污染物料以及大型設(shè)備搬運(yùn)路線（進(jìn)場或檢修）等。進(jìn)入潔凈屏障區(qū)的物料，需根據(jù)物料特性，考慮高溫滅菌或非高溫滅菌兩種形式，應(yīng)同時考慮設(shè)置物料進(jìn)口和出口。傳遞窗、渡槽、雙扉高壓滅菌器、雙扉VHP 傳遞艙等通道對物料的進(jìn)出控制有重要意義，設(shè)計(jì)時需綜合考慮，尤其是大型雙扉滅菌設(shè)備和傳遞艙需考慮足夠的安裝、操作及檢修空間，且其中一側(cè)操作面應(yīng)與潔凈區(qū)相通。

屏障設(shè)施內(nèi)需考慮大型設(shè)備的進(jìn)出（如滅菌設(shè)備、洗籠機(jī)等），設(shè)備進(jìn)出通道的寬度（如走廊寬度、電梯開門寬度或吊裝孔尺寸）均需根據(jù)搬運(yùn)要求設(shè)計(jì)，如大型設(shè)備的外形尺寸、推車的大小等。

廢物可分為危險廢物和普通廢物。風(fēng)險等級為生物安全二級（ABSL-2）以下的感染性廢物可以按要求包裝后運(yùn)出動物設(shè)施委托專業(yè)機(jī)構(gòu)處理，風(fēng)險等級為生物安全二級（ABSL-2）以上（包括ABSL-2）的感染性廢物須在設(shè)施內(nèi)消毒滅菌后運(yùn)出實(shí)驗(yàn)室處理。廢物的形態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。如果涉及大動物，其不含有害因子可以運(yùn)出，由有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)處置，如果其含有害因子，需要先在設(shè)施內(nèi)消毒滅菌，動物尸體的處理也是大中型動物實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)和高風(fēng)險環(huán)節(jié)之一。

一般非高等級生物安全動物屏障設(shè)施的物料進(jìn)出路線如下：

如圖1 所示，單走廊屏障區(qū)物料流向：物料暫存室（如飼料/墊料、籠具）→消毒室→傳遞窗（輻照滅菌）或雙扉滅菌器→潔存室→混合走廊→動物飼養(yǎng)室（污廢錯峰送出）→混合走廊→緩沖→洗消間（密封打包或真空輸送）→垃圾房；

如圖2 ～ 3 所示，雙走廊或多走廊屏障區(qū)物料流向：物料暫存室（如飼料/墊料、籠具）→消毒室→傳遞窗（輻照滅菌）或雙扉滅菌器→潔存室→清潔走廊→動物飼養(yǎng)室（污廢錯峰送出）→污物走廊→緩沖→洗消間（密封打包或真空輸送）→垃圾房。

3 結(jié)束語

綜上，實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施工藝布局設(shè)計(jì)，首先需考慮配置哪些功能區(qū)域，功能區(qū)面積如何分配，然后對功能區(qū)進(jìn)行防護(hù)等級劃分，對受控核心區(qū)要進(jìn)行合理的人物流線規(guī)劃，包括人員流線、動物流線、物料流線三條控制路線，結(jié)合場地情況，最終確定工藝平面布局，本文列舉分析了三種布局形式：單走廊型、雙走廊型及多走廊型形式的優(yōu)缺點(diǎn)以及相應(yīng)的流線設(shè)計(jì)，期望有助于設(shè)計(jì)同行共同探討。