Біологічна безпека роботи в лабораторіях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Біологічна безпека роботи в лабораторіях

Біобезпека та біозахист - відносно нова сфера наукових знань, які в основному використовуються для того, щоб захистити працівників та навколишнє середовище від поширення біологічного матеріалу, що використовується під час наукових та інших досліджень.

Біобезпека - це попередження, зменшення та елімінація впливу небезпечних біологічних чинників (агентів) на людей, тварин, рослин та навколишнє середовище, тоді як біозахист - заходи, спрямовані на попередження втрати, викрадання або використання з небезпечною метою (біотероризм) мікроорганізмів, біологічних матеріалів (біоагентів) або інформації.

Зазвичай, принципи біобезпеки та біозахисту запроваджуються в тих установах, в яких працюють зі збудниками хвороб як людини, так і тварин. Завдяки революційному розвитку медико-біологічних наук для значної більшості країн, певних груп та окремих людей стає все більш простим та доступним можливість використання матеріалів, технологій і знань у небезпечних цілях.

На сьогоднішній день в Україні під час проведення медико- біологічних досліджень практично не враховуються сучасні вимоги біобезпеки, біозахисту та біоетики. Це є підтвердженням необхідності та актуальності запровадження кроків, спрямованих на підвищення освіченості та обізнаності вчених з питань біобезпеки, біозахисту та біоетики з метою передбачення та попередження можливих негативних наслідків наукових досліджень.

Діагностика захворювань, аналіз отриманих у людини або тварин проб, епідеміологічні й наукові дослідження, розробка фармацевтичних препаратів - всі ці види діяльності здійснюються в біологічних лабораторіях, що представляють собою організацію або її структурний підрозділ, виконуючий експериментальні, діагностичні або виробничі процеси з патогенними біологічними агентами. Операції з біологічними матеріалами виконуються в лабораторіях усього світу для багатьох правомірних і легітимних цілей. Ці роботи супроводжуються реплікацією малих або великих обсягів живих мікроорганізмів, виділенням клітинних компонентів і багатьма іншими маніпуляціями, що здійснюються для реалізації широкого кола завдань (від освітніх, наукових, медичних й пов'язаних з охороною здоров'я до масового комерційного й (або) промислового виробництва).

Разом з тим, при проведенні робіт у лабораторіях є потенційна небезпека інфікування. Необхідно пам'ятати, що сконцентрований у лабораторіях біологічний матеріал є потенційним джерелом біологічної зброї. Біологічні й медичні центри можуть бути постачальниками біологічної зброї для терористів. Маніпуляції з виділення і використання генетичного матеріалу з високопатогенних збудників сполучені з високим ризиком біологічної небезпеки.

Основні складові оцінки біологічних ризиків:

- специфічні характеристики організмів, на яких передбачається проводити експерименти;

- специфічні характеристики піддослідних тварин, які можуть бути використані;

- застосовуване устаткування й процедури;

- ізолююче устаткування й засоби.

Найбільш високий рівень біоризиків спостерігається при роботі з патогенними мікроорганізмами. Позаштатна ситуація, при якій виникає реальна або потенційна можливість виділення патогенного агента в повітря робочої зони, зараження персоналу або навколишнього середовища розглядається як аварія.

У зв'язку з високою концентрацією біоризиків у біологічних лабораторіях і виробництвах, найважливішим завданням є забезпечення біологічної безпеки при роботі з патогенними біологічними агентами. Мета біобезпеки - знизити або елімінувати вплив на індивіда й навколишнє середовище потенційно патогенних агентів. Питання контролю за біоризиками містять керування виробничим середовищем, технікою безпеки, гігієною праці й здоров'ям працюючого персоналу, що складає компоненти біозахисту. Останній трактується як комплекс заходів із забезпечення зберігання інфекційних патогенів у лабораторії; недопущення їхнього несанкціонованого виносу, у тому числі науково-дослідної інформації; при роботі персоналу з патогенами-об'єктами дослідження - захист оточення й людей, що живуть поблизу лабораторії; осіб, які контактують із персоналом, та навколишнього середовища.

Кожна складова біозахисту базується на результатах оцінки біоризиків. Основні компоненти системи біозахисту знайшли відбиття в рекомендаціях ВООЗ: фізичний захист, особистий біозахист персоналу, мікробіологічна техніка, лабораторне устаткування, транспортний біозахист, інформаційна охорона біоматеріалів, організація й тренінг персоналу.

До потенційно небезпечних біологічних об'єктів належать не лише віруси, бактерії, гриби та паразити, але й агенти, здатні викликати алергічні й токсичні реакції, що спричиняють розвиток різноманітних захворювань. Виділяють більше двадцяти груп професій, працівники яких піддаються впливу біологічних небезпек. Зокрема, це працівники медичної сфери, співробітники лабораторій, що працюють із потенційно небезпечними біологічними факторами, робітники сільськогосподарської сфери, що працюють із гіпералергенними, токсичними речовинами, та інші. Біологічні фактори є факторами ризику для працівників багатьох інших професій; це, наприклад, робітники текстильних підприємств, очисних споруд, реставратори, працівники, що працюють із добривами, та інші. Тому наразі обговорюються пропозиції для профілактики та зниження професійних ризиків, що пов'язані з різноманітними біологічними факторами.

Існує кілька різних за формою, але схожих за змістом класифікацій джерел біологічної небезпеки. Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ) був запропонований варіант класифікації, який рекомендується використовувати лише для лабораторних робіт (таблиця).

Таблиця

Класифікація біологічних об'єктів за ступенем біологічної небезпеки

На сучасному етапі розвитку суспільства до основних джерел біологічної небезпеки для населення, тварин і навколишнього середовища, надзвичайних ситуацій біолого-соціального характеру віднесено такі: патогенні мікроорганізми, пріони, збудники паразитарних захворювань (викликають небезпечні та особливо небезпечні інфекції, в т. ч. природно-вогнищеві, спонтанні тощо); "нові" патогени, що виникають із непатогенних і патогенних штамів мікроорганізмів у результаті мутагенезу під впливом природних і антропогенних факторів; вражаючі фактори - продукти життєдіяльності мікроорганізмів (токсини, ферменти, біорегулятори білкової природи, суперантигени, мініантитіла) тощо; генетично змінені організми та генетичні конструкції (вірусні вектори, двоспіральні РНК, онкогени, гени, що кодують білки-токсини); патогени, стійкі до сучасних антимікробних препаратів; екопатогени, які пошкоджують фізичні об'єкти навколишнього середовища.

Для забезпечення здорових і нешкідливих умов праці важливого значення набувають: дотримання системи стандартів безпеки праці, суворе ведення технологічних режимів виробництва, виконання рекомендацій, розроблених на основі вивчення та експлуатації існуючих біотехнологічних виробництв, безпечна організація робочих місць і виробництва в цілому, правильна поведінка персоналу, дотримання загальної та особистої гігієни.

Відповідно до ступеня відхилення параметрів якості виробничого середовища від діючих нормативних документів та впливу на функціональний стан і здоров'я робітників виділяють три класи умов і характеру праці: I клас - оптимальні умови і характер праці; II клас - допустимі умови, за яких рівень небезпечних і шкідливих виробничих факторів не перевищує встановлених гігієнічних нормативів на робочих місцях; III клас - шкідливі і небезпечні умови і характер праці. У ІІІ класі виділяють три ступені шкідливих і небезпечних умов праці: 1 ступінь - умови і характер праці, що викликають функціональні порушення, які при ранньому виявленні та припиненні впливу мають оборотний характер; 2 ступінь - умови і характер праці, що викликають стійкі функціональні порушення, зростання захворюваності з тимчасовою втратою працездатності; 3 ступінь - умови і характер праці з підвищеною небезпекою розвитку професійних захворювань.

Метою обмеження поширення або запобігання витоку інфекційного матеріалу з лабораторного середовища є скорочення або повне виключення впливу потенційно небезпечних збудників на персонал лабораторій, третіх осіб і зовнішнє середовище. Виділяють первинне і вторинне обмеження поширення потенційно небезпечних біологічних об'єктів. Первинне обмеження поширення - захист персоналу лабораторії та безпосередньо середовища лабораторії від впливу інфекційних агентів забезпечується використанням мікробіологічних методів і спеціального обладнання, яке гарантує безпечну роботу. Вторинне обмеження поширення - захист навколишнього середовища від впливу інфекційного матеріалу забезпечується комбінацією технологічної конструкції лабораторії та робочими операціями. Елементи обмеження поширення потенційно небезпечних біологічних об'єктів: робочі операції і методи;

обладнання, що забезпечує безпечну роботу; інженерно-технологічна конструкція лабораторій.

Відповідно до рекомендацій ВООЗ встановлено чотири рівні біобезпеки (Biosafety level, BSL), які являють собою комбінацію вказівок із проведення робіт у лабораторії і відповідних методів, обладнання, що забезпечує безпечну роботу, а також конструктивних особливостей лабораторних приміщень.

Кожна з таких комбінацій спеціально призначена для проведення певних процедур з урахуванням встановленого чи передбаченого шляху передачі інфекційних агентів, з якими проводиться робота, і завдань лабораторії.

Рівні біологічної безпеки для роботи з конкретними мікроорганізмами, при дотриманні всіх правил, забезпечують безпеку маніпуляцій з інфекційним агентом. Залежно від рівня ризику приміщення розділені на чотири категорії: BSL-4 - приміщення, в яких проводять роботи з мікроорганізмами I групи патогенності; Б 8Ь-3 - приміщення лабораторій, де проводять роботи зі збудниками II групи патогенності; Б 8Ь-2 -приміщення, де проводять роботи з мікроорганізмами III і IV груп патогенності; Б 8Ь-1 -приміщення, де проводять роботи з мікроорганізмами IV групи патогенності.

Перший рівень біобезпеки - це рівень запобігання поширенню інфекційних агентів, який вимагає тільки ретельного виконання стандартних запобіжних заходів і не потребує застосування ніяких спеціальних первинних і вторинних бар'єрів крім пристроїв для обробки рук і спеціального захисного одягу. Перший рівень біобезпеки придатний для використання в навчальних лабораторіях, у лабораторіях, де ведуться роботи з відомими, добре охарактеризованими штамами життєздатних мікроорганізмів, які не викликають захворювання у здорових людей. Загальні вимоги до лабораторій 1-го рівня: лабораторія не повинна бути обов'язково ізольована від приміщень всієї будівлі; робота може проводиться без використання спеціального захисного обладнання; персонал лабораторій повинен проходити звичайне навчання техніці безпеки, працювати під керівництвом керівника лабораторії, що має досвід роботи в стандартній мікробіологічній лабораторії.

Другий рівень біобезпеки рекомендується для лабораторій, які проводять роботи з більш небезпечними біологічними об'єктами, що належать до групи помірного ризику і викликають у людини захворювання середньої тяжкості. До таких робіт можна віднести: діагностичні, експериментальні й виробничі роботи; молекулярно- генетичну діагностику (етап обробки і підготовки проб); діагностичні дослідження холери і токсину ботулізму, що виконуються з метою профілактики цих інфекцій; імунологічні (серологічні) дослідження з виявлення в крові людей антигенів мікроорганізмів II, III груп патогенності або антитіл до них (без накопичення збудника); дослідження з контролю якості продукції на наявність санітарно- показових мікроорганізмів. Загальні вимоги для лабораторій 2-го рівня: для персоналу, що працює з агентами помірної небезпеки, основний ризик зараження надходить від випадкового контакту інфекційних матеріалів зі слизовою оболонкою або шкірними покривами чи від їх потрапляння у травний тракт. Всі маніпуляції з високим ризиком утворення аерозолів (центрифугування, сушіння, приготування суспензій тощо) обов'язково повинні проводитися з використанням первинних бар'єрів. Можуть застосовуватися й інші первинні бар'єри: захисні екрани, що охороняють від бризок, запобіжні щитки, лабораторні халати й рукавички. Крім того, для скорочення потенційної контамінації навколишнього середовища необхідне застосування таких вторинних бар'єрів як раковини для миття рук і обладнання для деконтамінації відходів.

Третій рівень біобезпеки стосується клінічних, діагностичних, викладацьких, наукових або виробничих об'єктів, у яких робота виконується з місцевими або екзотичними агентами, які можуть викликати серйозні або летальні захворювання після інгаляції. Перелік таких БО включає різні бактерії, паразити і віруси, які можуть викликати важкі й смертельні хвороби в організмі людини, але проти яких існують методи лікування. Персонал лабораторії повинен мати спеціальну підготовку для роботи з патогенними і потенційно смертельно небезпечними агентами та контролюватися компетентними вченими, які мають досвід роботи з такими агентами. Всі процедури, пов'язані з маніпуляціями з інфекційним матеріалом, проводяться в боксах біологічної безпеки, спеціально розроблених витяжках, інших фізичних герметичних пристроях або ж персоналом, який має відповідний захисний одяг і обладнання.

Слід зазначити, що деякі існуючі об'єкти можуть не мати всіх характеристик, рекомендованих для 3-го рівня біобезпеки (наприклад, зони доступу з подвійними дверима та герметичні проходи). За таких обставин достатній рівень безпеки для проведення рутинних процедур може бути досягнений на об'єктах 2-го рівня біобезпеки, що забезпечують такі заходи та засоби: відвід відфільтрованого лабораторного повітря назовні у відкрите повітря; вентиляція в лабораторії збалансована і забезпечує ламінарний потік повітря; доступ до лабораторії обмежується на час роботи; неухильно дотримуються стандартні операційні процедури, а також правила техніки безпеки для 3-го рівня біобезпеки.

Четвертий рівень біобезпеки необхідний для роботи з небезпечними та екзотичними агентами, які становлять високий індивідуальний ризик передачі лабораторних інфекцій шляхом аерозолю агентів, що викликають важкі та смертельні хвороби у людей і для яких немає вакцин або інших доступних методів лікування. При роботі з біологічною небезпекою на цьому рівні обов'язковим є використання персонального скафандра з надмірним тиском і роздільним підведенням повітря. Вхід і вихід з таких приміщень має включати декілька душових, вакуумний зал, кімнату ультрафіолетового світла та інші заходи безпеки, розроблені щоб знищити всі сліди біологічних об'єктів. Шлюзи працюють в електронному режимі, щоб уникнути відкривання обох дверей одночасно. Повітря і вода, що поступають і виходять із лабораторії 4го рівня безпеки, проходять процедури деконтамінації, щоб виключити можливість випадкового потрапляння патогена в навколишнє середовище. Члени персоналу лабораторії повинні мати специфічну і ґрунтовну підготовку по роботі з особливо небезпечними інфекційними агентами. Персонал має перебувати під постійним наглядом кваліфікованих вчених, які навчені і досвідчені в роботі з такими агентами. Доступ до лабораторії має суворо контролюватися керівником лабораторії. Об'єкт має розміщуватися або в окремому будинку, або в контрольованій зоні, розташованій всередині будівлі і повністю ізольованій від усіх інших приміщень будівлі. Для запобігання зараженню в лабораторних умовах можуть застосовуватися такі методи: стандартні та спеціальні мікробіологічні методики; первинні та вторинні бар'єри. Персонал, який працює з інфекційними агентами або іншим матеріалом, який може виявитися інфікованим, повинен бути обізнаним щодо існуючої потенційної небезпеки, мати відповідну кваліфікаційну підготовку і вміти застосовувати методи, необхідні для безпечної роботи з таким матеріалом. Кожна лабораторія, яка працює з потенційно інфекційним матеріалом, повинна мати інструкцію з біобезпеки, в якій детально описані всі можливі небезпечні моменти, з якими працівники можуть зіткнутися під час проведення робіт з біологічними об'єктами, всі робочі процедури та заходи безпеки, призначені для мінімізації та/або повного виключення можливого контакту з патогеном.

Весь персонал лабораторії повинен бути ознайомлений із потенційним ризиком, який може виникнути в процесі роботи. Співробітники лабораторії допускаються до роботи з біологічними об'єктами тільки після проведення інструктажу з дотримання вимог біологічної безпеки. Всі співробітники, що працюють з біологічними об'єктами III і IV груп патогенності, повинні перебувати на диспансерному спостереженні. Відповідно до чинних документів проводяться медичні огляди. Науковий співробітник, який отримав допуск до самостійної роботи, несе повну відповідальність за проведення робіт з будь-якими інфекційними агентами або інфікованим матеріалом. Відповідальність за виконання правил біологічної безпеки покладається на завідувача підрозділу і керівника організації, в якій проводяться різні види робіт з біологічними об' єктами.

Для мінімізації ризику при роботі з небезпечними біологічними об'єктами слід використовувати: засоби індивідуального захисту персоналу; бокс біологічної безпеки; герметичні пристрої для центрифуг; герметичні пристрої для транспортування інфікованого матеріалу. Також для забезпечення належного рівня біобезпеки використовують бокси, призначені для обмеження поширення бризок або аерозолів, що містять інфекційний матеріал і можуть формуватися в процесі проведення операцій. Бокси поділяються на три основних класи.

Бокс біологічної безпеки I класу захисту це - бокс із переднім вікном, через яке оператор може проводити маніпуляції всередині боксу, сконструйований таким чином, щоб забезпечити захист оператора. Це досягається видаленням контамінації, створюваної в боксі, за допомогою вхідного повітряного потоку через вікно оператора з подальшою ефективною його фільтрацією. Такі бокси призначені для захисту оператора і навколишнього середовища при роботі з небезпечними для здоров'я оператора агентами. При цьому робота проводиться в нестерильних умовах, відсутній захист продукту від зовнішніх забруднень. Бокс біологічної безпеки класу II - це бокс із переднім вікном, через яке оператор може виконувати маніпуляції всередині боксу, сконструйований таким чином, щоб забезпечити захист оператора, при цьому ризик забруднення продукту і перехресної контамінації є низьким, а видалення контамінації, створюваної всередині боксу, контролюється за допомогою профільтрованого внутрішнього повітряного потоку і високоефективної фільтрації повітря, що видаляється. Звичайним способом досягнення цих умов є створення односпрямованого спадного повітряного потоку всередині ламінарного боксу і повітряної завіси в передньому вікні. Призначення боксу біологічної безпеки класу III - забезпечення максимального первинного рівня захисту продукту, персоналу та навколишнього середовища при роботі з агентами і мікроорганізмами I і II груп патогенності.

Контрольні запитання

1. Дайте визначення терміна "біобезпека".

2. Назвіть основні складові оцінки біологічних ризиків.

3. Дайте характеристику потенційно небезпечним біологічним об'єктам.

4. Наведіть чотири рівня біобезпеки.

5. Розкажіть про бокси біологічної безпеки класу І - III.

Список рекомендованої літератури