DE212005000018U1

DE212005000018U1 - Käfig zum isolierten Unterbringen von Labortieren und zugehöriges Belüftungssystem

Info

Publication number: DE212005000018U1
Application number: DE212005000018U
Authority: DE
Original assignee: Tecniplast SpA
Current assignee: Tecniplast SpA
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2015-03-19
Also published as: ITMI20040530A1; CN2927678Y; WO2005089536A1

Abstract

Käfig zum Unterbringen von Labortieren, wobei der Käfig aufweist:
– zumindest ein Einlassventil zum Einlassen von Luft in den Käfig;
– zumindest ein Auslassventil zum Auslassen von Luft aus dem Inneren des Käfigs in Richtung zur Außenumgebung;
– ein externes Gehäuse zum Abtrennen der Umgebung innerhalb des Käfigs, insbesondere zum Abdichten gegenüber Luftleckagen, wobei dieses Gehäuse stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil angeordnet ist, von der Umgebung außerhalb des Käfigs, und/oder zum Einschließen jeglicher infektiöser Erreger in der Innenumgebung stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Käfig zum Unterbringen von Labortieren in Isolation in Bezug auf die Umgebung und das System zum Belüften desselben.
Stand der Technik
Aktuell werden zur Untersuchung infektiöser Erreger mit Labortieren in Strukturen mit dem Sicherheitspegel BSL3 (Bio Safety Level 3, das heißt, Strukturen zum Arbeiten mit infektiösen Erregern, welche ernsthafte und tödliche Erkrankungen durch Einatmung hervorrufen können, wie etwa die neuesten SARS-und West-Nile-Viren) "Isolatoren" verwendet, welche im Wesentlichen luftdichte Behälter sind, die von der äußeren Umgebung isoliert sind, die üblicherweise in Bezug auf die Außenseite unter geringfügig pneumatischem Unterdruck gehalten werden, und in welchen infizierte Labortiere untergebracht sind. Das Laborpersonal kann die Tiere in dem Isolator mit Hilfe von Ärmeln und flexiblen Handschuhen handhaben, die an dem Isolator angebracht sind, und diese sind ebenfalls hermetisch in Bezug auf mögliche Luftleckagen und Leckagen infektiöser Erreger aus dem Inneren abgedichtet.
Für Experimente an Labortieren bei niedrigeren Gefahrenpegeln werden jedoch häufig verschiedene Arten von IVC (individually ventilated cage), individuell belüftete Käfige verwendet:
derartige Käfige zeichnen sich im Vergleich zu den Isolatoren durch unterschiedliche und signifikante wirtschaftliche Vor teile aus; bis heute existieren jedoch keine individuell belüfteten Käfige zum Abtrennen der Außenumgebung von einer Innenseite mit dem Sicherheitspegel BSL3 oder einem vergleichbaren Sicherheitspegel. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen individuell belüfteten Käfig für Labortiere und ein Käfigbelüftungssystem mit verbesserten Abdichtungsmerkmalen in einem Sicherheitsbehälter für infektiöse Erreger und eine Isolation in Bezug auf die Außenumgebung zu schaffen, und zwar verbessert im Vergleich zu bekannten, individuell belüfteten Käfigen und diesbezüglichen Gehäusesystemen.
Zusammenfassung der Erfindung
Erreicht wird dieses Ziel in Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Erfindung durch einen Käfig zum Unterbringen von Labortieren, wobei der Käfig aufweist:

– zumindest ein Einlassventil, um Luft in den Kreislauf im Käfig einzuspeisen;
– zumindest ein Auslassventil, um Luft aus der Innenseite des Käfigs zur Umgebungsaußenseite von diesem austreten zu lassen;
– ein Außengehäuse zum Abtrennen, insbesondere zum Abdichten gegenüber Luftleckagen, der Umgebung innerhalb des Käfigs selbst, wobei das Gehäuse stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil, von der Umgebung außerhalb von ihm zu liegen kommt und/oder dazu ausgelegt ist, beliebige infektiöse Erreger innerhalb der internen Umgebung stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil einzuschließen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch ein Käfigbelüftungssystem für Labortiere erreicht, wobei das System aufweist:

– mehrere Gehäuse für Käfige, von denen jedes dazu ausgelegt ist, zumindest einen Käfig zu versorgen, der seinerseits ein oder mehr Labortiere aufnehmen kann;
– einen Luftverteilungskreislauf zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung, zum Verteilen der Luft in die eingesetzten Käfige und gegebenenfalls in die Gehäuse für Käfige und zum Austragen derselben aus den Käfigen.

Dieses System ist dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine Pneumatikkopfgeneratoreinheit aufweist, die dazu ausgelegt ist, ausschließlich Luft durch den Verteilungskreislauf von stromaufwärts nach stromabwärts zu saugen oder diese ausschließlich durch den Verteilungskreislauf von stromaufwärts nach stromabwärts zu pumpen.
Die mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile erschließen sich dem Fachmann auf diesem Gebiet dieser Technik aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Beispiels einer nicht beschränkenden speziellen Ausführungsform unter Bezug auf die nachfolgenden Figuren.
Figurenliste
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Beispiels einer Ausführungsform eines individuell belüfteten Käfigs in Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt schematisch eine aufgeschnittene Ansicht des Käfigs von 1;
3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Deckels des Käfigs von 1;
4 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht der luftdichten Dichtung entlang dem Verbindungsrand der beiden Halbschalen des Käfigs in 1;
4A zeigt schematisch eine Querschnittseinzelheit der aufeinanderliegenden Verbindungsränder des Käfigs von 1 bei verformter Dichtung von 4;
5 zeigt schematisch eine Querschnittseinzelheit entlang einer Vertikalebene der Arretierungszone bzw. Verriegelungszone des Käfigs von 1;
6 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements der Schlösser und des diesbezüglichen Ver-/Entriegelungssystems von 1;
7 zeigt schematisch eine aufgeschnittene Ansicht des Auslassventils des Käfigs von 1;
8 zeigt schematisch eine aufgeschnittene Ansicht entlang einer Vertikalebene der Anzeigeeinrichtung für den internen Unterdruck-/Überdruck des Käfigs von 1;
9 zeigt ein Schema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Belüftungskreislaufs für Käfige für Labortiere in Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
10 und 11 zeigen schematisch zwei aufgeschnittene Ansichten entlang einer Längsschnittebene und eine geschlossene und geöffnete Konfiguration eines in dem Belüftungssystem von 9 genutzten Anschlusses zum Zuführen und Absaugen von Luft aus einem Käfig gemäß 1;
12 zeigt eine Abwandlung des Käfigs von 1 unter Hervorhebung von Gleitträgern des Käfigs und Gleitschienen sowie eine Vergrößerung von diesen;
13A und 13B zeigen eine weitere Abwandlung des Käfigs von 1 im Hinblick auf die Fixierungssysteme bzw. Befestigungssysteme;
14A und 14B zeigen Einzelheiten der Befestigungssysteme von 13A und 13B entlang dem Querschnitt T-T in Bezug auf die Befestigungs- bzw. Fixierungs-Spangen in geschlossenen und geöffneten Stellungen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 bis 8 zeigen eine nicht beschränkende bevorzugte Ausführungsform eines einzelnen belüfteten Käfigs, der allgemein mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist, in Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Dieser Käfig ist mit einem Einlassventil 1 (siehe 1 bis 3) versehen, das dazu ausgelegt ist, Luft in den Käfig einzulassen bzw. einzutragen, die beispielsweise von einem Luftverteilungssystem herrührt, und mit einem Auslassventil 2, das dazu ausgelegt ist, die Luft aus dem Inneren des Käfigs in Richtung auf eine geeignete stromabwärtige Verzweigung des Luftverteilungssystems auszulassen bzw. auszutragen. Die Ventile 1 und 2 sind bevorzugt in dem Deckel 8 des Käfigs integriert.
Der Käfig legt in seinem Inneren einen Raum 3 (2) fest, in welchem ein Labortier oder mehrere Labortiere, beispielsweise Mäuse, Ratten oder Mehrschweinchen unterbringbar sind.
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Käfig außerdem ein Außengehäuse 4 (2) zum Abtrennen, im Wesentlichen luftdichten Abtrennen der Umgebung innerhalb des Gehäuses, das seinerseits stromabwärts vom Einlassventil 1 und stromaufwärts vom Auslassventil 2 an geordnet ist, oder das jedenfalls dazu geeignet ist, potentiell infektiöse Erreger innerhalb des Gehäuses einzuschließen, wie beispielsweise Bakterien oder Viren; wobei das Gehäuse 4, im vorliegenden Beispiel in Gestalt einer Kunststoffschale, sowohl sämtliche Labortiere, die je nachdem infiziert oder "rein" sind, sowie sämtliche Gegenstände oder Teile innerhalb des Gehäuses einschließt und isoliert, sowie Substanzen, die potentiell und üblicherweise durch die Tiere infiziert werden – oder Futterreste oder Exkremente -, und die durch Personal während der Reinigung oder üblichen Wartung der Käfige gehandhabt werden müssen: auf diese Weise muss Laborpersonal, um mit den infizierten Gegenständen und Materialien in Kontakt zu gelangen, den Käfig öffnen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination des Personals vermieden oder jedenfalls signifikant verringert wird.
Bevorzugt ist der Käfig innerhalb des Gehäuses 4 mit einer Tragmulde 6 aus Stahldraht, mit Halbblech oder Kunststoffmaterial und mit einem Filter 7 versehen, der dazu ausgelegt ist, zumindest den Hauptteil der pathogenen Erreger einzuschließen, die potentiell in Suspension in der Luft vorliegen, die aus dem Gehäuse austritt. Ein derartiger Filter kann beispielsweise ein HEPA-Filter (ein High Efficiency Particulate Air Filter bzw. ein Partikelluftfilter hohen Grads) oder ein anderer Absolutfilter der Klasse 4 oder 5 in Übereinstimmung mit ISO 14644.1 oder einen HEPA-Filter der Klasse M2.5 oder M3.5 in Übereinstimmung mit dem Federal Standard 209E sein: derartige Filter erlauben indikativ den Hindurchtritt von 2300 bis 23000 Partikel mit einem Korngrößenverteilung nicht größer als 0,2 μm pro Kubikmeter gefilterte Luft, und sie sind deshalb geeignet, innerhalb des Käfigs den Hauptanteil aktuell bekannter Arten von infektiösen Erregern einzuschließen, die sich gegebenenfalls innerhalb des Käfigs befinden.
Bevorzugt wird der mit einem luftdichten O-Ring versehene Filter 7 in der Umgebung des Auslassventils 2 sowie stromaufwärts von diesem angeordnet und diesem Filter ist ein Vorreiniger vorgeschaltet, der aus Gewebe/Nichtgewebe 7A hergestellt ist. Sowohl der Filter 7 wie der Vorreiniger 7A sind entfernbar und können ersetzt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Außenschale 4 aus zwei Halbschalen 8, 9, die aus geeignetem Kunststoffmaterial hergestellt sind, und die längs ihrer jeweiligen Verbindungsränder verbindbar sind, um den Käfig zu verschließen (2).
Längs der Gesamtheit des Verbindungsrands der oberen Halbschale 8, vorliegend auch als Deckel 8 bezeichnet, verläuft typischerweise eine Verschlussdichtung 12 (4, 5) mit Querschnitten mit im Wesentlichen dünnen Wandungen sowie in U-Form.
Der in der vorliegenden Beschreibung genutzte Ausdruck "Querschnitt mit dünnen Wandungen" bedeutet Querschnitte mit Wanddicken, die im Wesentlichen nicht größer sind als ein Drittel der maximalen Querschnittsabmessung; in dem aktuellen Beispiel der bevorzugten Ausführungsform besteht die Verschlussdichtung 12 aus Silikongummi mit einem Verhältnis (Dicke der dünnen Wandungen zur maximalen Größe des U-Abschnitts) im Bereich zwischen etwa 3,5 und 4.
Dichtungen mit Querschnitten mit dünnen Wänden können aus Elastomermaterialien hergestellt sein – wie etwas Silikongummi –, die nicht expandiert und deshalb in der Lage sind, Druck zu widerstehen, der für autoklaven Desinfektionsbehandlungen typisch ist, und die geeignet sind, eine gute Abdichtung gegenüber Luftleckagen zu gewährleisten, und zwar mit Verschlussdrücken, welchen andere Teile des Käfigs wiederstehen können.
Die U-Dichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist außerdem mit vier Rippen 13, 14 im Wesentlichen dreieckiger Form versehen, die kontinuierlich über die gesamte Länge der Dichtung verlaufen. Jede der Rippen 13 kommt an einem Ende der zwei Schenkel des U zu liegen, während die Rippen 14 am Grund des U-Abschnitts zu liegen kommen.
Die Gehäuse auf den beiden Halbschalen, welche die Dichtung 12 aufnehmen, sind so geformt, dass sie während des Verschließens des Käfigs diese auf den vier Rippen 13, 14 – in vertikaler Richtung in Bezug auf 4 – derart zusammenquetschen, dass sie sich seitlich geringfügig wölben (4A), um auch auf den Seiten Kontaktzonen in Bezug auf die Seitenwandungen der Gehäuse und eine Abdichtung zu erzeugen.
Diese Dichtung ist dazu geeignet, insgesamt eine bessere Abdichtung gegenüber Luftleckagen im Vergleich zu anderen bekannten Dichtungen zu gewährleisten.
Um eine wirksamere Dichtung zu gewährleisten und den Verschlussdruck gleichmäßiger entlang den Verbindungsrändern zu verteilen, ist der Käfig des aktuell bevorzugten Beispiels der Ausführungsform im Wesentlichen rechteckig und mit zumindest zwei Befestigungszonen 15 (1) auf jeder der Längsseiten des Käfigs versehen. Ein noch größerer Vorteil ergibt sich in diesem Zusammenhang bei größeren Abmessungen der Käfige.
Jede Fixierungszone bzw. Befestigungszone 15 umfasst einen Haken 16 (5) und eine Verbindungsstange 17, welcher den Haken 16 am Deckel 8 festlegt bzw. fixiert und die in einer geschlossenen Position verriegelt und entriegelt werden kann und die zwischen zwei stabilen Stellungen hin- und herfedert.
Bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, sind die beiden Haken 16 der zwei Außenbefestigungszonen 15 auf derselben Seite des Käfigs an einem einzigen Verbindungselement 18 (1, 5) angebracht – oder in jedem Fall mit diesem verbunden -, wodurch sie gleichzeitig eingehakt oder ausgehakt werden können, und zwar mit einer schnelleren Bewegung unter Verringerung der Wahrscheinlichkeit, dass die Festlegung von einem der zahlreichen Befestigungselemente vergessen wird, die im übrigen in größeren Anzahlen vorliegen. Bevorzugt kann jedes der beiden Verbindungselemente 18 außerdem in der Fixierungsstellung bzw. Festlegungsstellung verriegelt oder entriegelt werden mittels einer geeigneten Sicherheitsverriegelung bzw. eines geeigneten Sicherheitsschlosses. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Sicherheitsschloss eine Taste 19 und einen Zapfen 20 mit T-förmigem Querschnitt (1, 5). Der T-Zapfen 20 ist integral mit dem Deckel 8 gebildet, während die Taste 19 an dem Verbindungselement 18 angebracht ist und relativ zu diesem auf- und abwärts gleiten kann. Wenn die beiden Befestigungszonen 15 verhakt werden, kann der Sicherheitsknopf 19 gedrückt werden, so dass ein geeigneter eindringbarer Sitz, der an ihm vorgesehen ist, über den Zapfen 20 über ihm zu liegen bzw. eingeführt wird und selbst am Zapfen 20 angebracht wird, um das Öffnen der beiden Befestigungselemente 15 zu stoppen. Um den Käfig zu öffnen, ist es andererseits zunächst erforderlich, die Taste 19 anzuheben. Dies unterbindet ein unbeabsichtigtes oder versehentliches Öffnen des Käfigs, beispielsweise in dem Fall, dass er herunterfällt oder an ein Hindernis stößt.
Andererseits sind in den Abwandlungen der 13A und 13B die Befestigungszonen 15' getrennt (gebildet).
Bevorzugt ist das Befestigungselement 15 mit einem Paar von Rippen 141 versehen (14A, 14B), die mit der Verbindungsstange 17 Reibung erzeugen. Die Reibung zwischen dem Befestigungselement 15 und der Verbindungsstange 17 erlaubt es dem Befestigungselementen 15, während dem Positionieren und Entfernen der Halbschale auf/von der Halbschale 9 gehalten zu werden. Dieser Spreizungsvorgang verhindert unerwünschte störende Eingriffe.
Bevorzugt ist bzw. sind auf der Innenseite von jedem Verbindungselement 18 ein oder mehrere Geräuschdämpfungspuffer 21 vorgesehen (die in 1 mit strichliertem Umriss gezeigt sind), welche aus weichem Material hergestellt sind – beispielsweise aus Gummi oder einem Elastomer -, welches das Geräusch der Verbindungselemente 18 verringert, welche beim Schließen an den Deckel 8 stoßen, um die in dem Käfig gehaltenen Tiere nicht zu irritieren.
7 zeigt schematisch ein aufgeschnittenes Ventil 2 für den Luftdurchlass zu und von dem Käfig in Übereinstimmung mit dem aktuellen bevorzugten Ausführungsbeispiel (im vorliegenden Beispiel ist das Einlassventil 1 im Wesentlichen identisch hergestellt). Das Ventil 2, das im vorliegenden Beispiel ge eignet ist, mit einem Kreislauf zum Zuführen und Abführen von Luft verbunden zu werden, wie nachfolgend näher erläutert, umfasst ein bewegliches Element 200 – insbesondere ein Gleitelement bzw. ein Schlitten 200 –, das aus geeignetem starren Kunststoffmaterial hergestellt ist – wie nachfolgend näher erläutert –, und das ausgeprägte Rohrform besitzt, und zwei Ringdichtungen 201, 202 – beispielsweise O-Ringe aus Gummi oder Elastomermaterial, wie in 7 gezeigt. Der O-Ring 201, der auf der Außenseite des Gehäuses 4 zu liegen kommt, verhindert Luftleckagen zwischen dem Gleitstück 200 und dem Sitz 203, in welchem das Gleitstück läuft, oder verringert diese Leckagen signifikant, wenn das Ventil 2 geöffnet und vollständig nach rechts verschoben ist, wenn es mit dem Luftverteilungskreislauf in Verbindung steht, wie nachfolgend näher erläutert, während ein O-Ring 202, der innerhalb des Gehäuses 4 zu liegen kommt, Luftleckagen zwischen dem Gleitstück 200 und dem Sitz 203 verhindert oder jedenfalls signifikant verringert, wenn das Ventils 2 geschlossen und vollständig nach links verschoben ist, geschoben durch eine nicht gezeigte Rückstellfeder, wenn es von dem Luftverteilungskreislauf getrennt ist. In 7 bezeichnen die Pfeile schematisch den Luftpfad durch das Ventil.
Auf diese Weise erzielt das Ventil 2 eine doppelte Abdichtung gegenüber Leckagen, und zwar sowohl in Offen- wie in Schließstellung.
Wenn das Gleitstück 200 sich in einer Zwischenstation befindet, werden deshalb, weil das Ventil öffnet oder schließt, die Leckagen zwischen dem Gleitstück 200 und dem Sitz 203 in Richtung zur Außenseite des Käfigs in jedem Fall durch den Unter druck – oder den Überdruck – in Bezug auf den Umgebungsdruck vermieden, der innerhalb des Käfigs herrscht.
In anderen Ausführungsformen, die nicht gezeigt sind, kann die Funktion des Gleitstücks 200 generell ausgeführt werden durch ein bewegliches, beispielsweise sich drehendes oder verschwenkendes Element, und das Paar von O-Ringen kann beispielsweise ersetzt sein durch ein einziges Element aus Elastomermaterial, welches eine doppelte Abdichtung erzielt.
8 zeigt schematisch eine Anzeigeeinrichtung für den Innendruck/Unterdruck, welche insgesamt mit der Bezugsziffer 300 bezeichnet ist, und mit welcher ein Käfig in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise versehen sein kann.
Eine derartige Anzeigeeinrichtung umfasst eine Anzeigemembran 301, beispielsweise aus Silikongummi, die selbstverformbar ist, oder die in jedem Fall sich in Übereinstimmung mit der Differenz der Drücke bewegt, die in der Kammer 302 vorliegen, das heißt, innerhalb des Gehäuses 4, weil die Kammer 302 sich in pneumatischer Verbindung mit dem Abteil 304 stromabwärts von dem Filter 7 und stromaufwärts von dem Auslassventil 2 und außerhalb des Gehäuses 4 befindet, das heißt, in der Zone 303 des Abteils 302.
Ein Anzeigerstift 305 ist integral auf der Anzeigemembran 301 derart festgelegt, dass er abhängig von den Verformungen der Membran in den zylindrischen Sitz 306 eintritt oder aus diesem austritt. Die Spitze des Stifts 305 ist bevorzugt gefärbt, so dass sie deutlich sichtbar ist, wenn sie nach außen vorsteht.
Durch Beobachten der Spitze des Stifts 302 kann Bedienpersonal sofort dank einer sehr einfachen und zuverlässigen Einrichtung feststellen, ob im Inneren des Käfigs in Übereinstimmung mit der Erfindung der erwartete Arbeitsunterdruck oder -überdruck vorliegt, oder ob unnormale Bedingungen vorliegen – beispielsweise der Innendruck des Käfigs gleich dem Umgebungsdruck ist und damit das Risiko besteht, dass infektiöse Erreger aus dem Käfig austreten – und geeignete Vorsichtsmaßnahmen können getroffen werden.
Vorteilhafterweise ist der scheibenförmige Träger 307, der sämtliche andere Bestandteile der Anzeigeeinrichtung enthält, an der Außenwand des Gehäuses 4 über ein Paar von O-Ringen 308, 309 angebracht, der zusätzlich zur Gewährleistung einer angemessenen Abdichtung in Bezug auf das Austreten von Luft aus der Innenseite eine "schwimmende Verbindung" bereitstellt, welche die Kompensation von Verformungen ermöglicht, die auftreten kann, wenn der Käfig autoklaven Behandlungen unterliegt.
Zur Erhöhung der Sicherheit ist die Anzeigeeinrichtung für Druck/Unterdruck 300 stromabwärts von dem Filter 7 und stromaufwärts von dem Auslassventil 2 in einer nicht kontaminierten Zone angeordnet, die stromabwärts von dem HEPA-Filter 7 vorliegt.
9 und 10 betreffen das System zum Unterbringen und Belüften von Labortieren in Käfigen beispielsweise der vorstehend genannten Art.
Ein derartiges Gehäuse umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen mit Einschiebeböden bzw. Regalplatten versehenen Tragrahmen zur Festlegung mehrerer Gehäuse, von denen jeder einen Käfig 100 aufnehmen kann (oder gegebenenfalls mehrere Käfige 100).
Jeder Käfig 100 kann beispielsweise mit Gleitträgern 101 (1 und 12) auf den horizontalen Gleitschienen 22 des Gehäusesystems positioniert sein. Wie besser aus der vergrößerten Darstellung von 12 hervorgeht, sind die Gleitträger 121 mit bevorzugt angeschrägten Anhebemitteln 122 an ihren Enden versehen, die, wenn der Käfig in das Gehäusesystem eingeführt wird, sich selbst an den entsprechenden endseitigen Anhebemitteln 221 der Schienen 22 festlegen, wodurch der Käfig in Position verriegelt wird.
Um den Käfig 100 in das Gehäusesystem einzuführen, gleiten die Träger 121 auf den Gleitschienen 22 nach unten, wobei aus der Elastizität von Verbindungsmitteln 603 Nutzen gezogen wird, wenn diese selbstelastisch mit den Ventilen 1 und 2 in Verbindung gelangen (3), weshalb die Anhebemittel 122 sich selbst definitiv an den entsprechenden Anhebemitteln 221 festlegen. Um den Käfig 100 aus dem Gehäusesystem zu entfernen, wird der Käfig in Richtung auf die Verbindungsmittel 603 geschoben und das Vorderende des Käfigs wird derart angehoben, dass die vorderen Anhebemittel 122 relativ zu den entsprechenden Anhebemitteln 221 ausheben, und der Käfig wird entfernt, wodurch die Verbindungsmittel 603 außer Verbindung mit Ventilen 1 und 2 gelangen.
Die Profile der Schienen und Träger erlauben es, den Käfig 100 durch Nutzen der Elastizität der Verbindungsmittel 603 ohne die Nutzung zusätzlicher kinetischer Bewegungen, unbeweglich zu machen.
Der Tragrahmen trägt außerdem eine Reihe von Schläuchen bzw. Rohren 600 bis 602, 614 (9), die genutzt werden, um Belüftungsluft in jeden Käfig 100 einzuführen und abzuführen, der in eines der Gehäuse des Regals eingeführt ist.
Die von der Außenumgebung durch einen Hauptschlauch 600 angesaugte Luft wird zu mehreren sekundären Schläuchen bzw. Rohren 601 verteilt, die parallel zu dem Hauptschlauch bzw. Hauptrohr 600 pneumatisch in Verbindung gebracht sind, und aus jedem sekundären Rohr 601 zu den Käfigen 100, die in ihre Gehäuse eingesetzt sind durch ein Paar von Verbindungsmitteln bzw. Anschlüssen 603 (9, 10): ein erster Anschluss 603 ist mit dem Einlassventil 1 eines Käfigs 100 zum Einführen neuer Luft in diesen verbunden, und ein zweiter Anschluss 603 ist mit dem Auslassventil eben dieses Käfigs 100 verbunden, um die alte Luft abführen zu können.
Die verrundete Spitze 604 der Verbindungsmittel 603 nimmt seinerseits Verbindung mit der entsprechenden konkaven Fläche 204 (7) der Ventile 1 und 2 der Käfige auf.
Bevorzugt handelt es sich sowohl bei der Spitze 604 der Verbindungsmittel 603 wie bei der konkaven Fläche 204 um Abschnitte kugelförmiger Flächen, wobei der Radius der zweiten größer ist als derjenige der ersten: diese Verbindung bzw. Kopplung von Formen erlaubt es, eine stärkere Abdichtung gegenüber Leckagen aus dem Verbindungsventil bzw. dem Verbindungsanschluss zu erzielen durch Kompensieren der abmessungsmäßigen Ungenauigkeiten der Teile der Verbindung bzw. Kopplung.
Der Anmelder hat verifiziert, dass eine stärkere Dichtung erzielbar ist, indem die Spitze 604 der Verbindungsmittel 603 und der konkave Sitz 204 hergestellt wird unter Verwendung von im Wesentlichen steifem Kunststoffmaterial anstelle von weichem Material oder weichem Gummi, wobei die möglichen Leckagen durch die Verbindung in jedem Fall beseitigt werden durch die Druckdifferenz, wie bereits angesprochen – in Gestalt von Überdruck oder Unterdruck – zwischen dem Inneren des Belüftungskreislaufs und der äußeren Umgebung.
Aus den Käfigen durch die sekundären Auslassrohre bzw. Schläuche 614 (9) austretende alte Luft erreicht den Hauptauslassschlauch 602 und wird daraufhin abgeführt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verteilungskreislauf für Belüftungsluft zu und von den Käfigen 100 mit einem Pneumatikkopfgenerator 605 verbunden – beispielsweise einer Belüftungspumpe oder einem Ventilator -, der dazu ausgelegt ist, a) ausschließlich beim Ansaugen von Luft von den Käfigen, wenn diese stromaufwärts von dem Kopfgenerator 605 in dem Pneumatikkreislauf zu liegen kommen oder b) ausschließlich durch Pumpen von Luft in Richtung der Käfige 100 zu arbeiten, wenn diese stromabwärts von dem Kopfgenerator 605 in den Pneumatikkreislauf zu liegen kommen, ohne Luft in die Käfige ausgehend von stromaufwärts zu blasen und gleichzeitig Luft aus einer Position pneumatisch stromabwärts von den Käfigen abzusaugen, wie dies bei den Belüftungs- und Verteilungssystemen der Fall ist, die aktuell bekannt sind.
Dies erbringt die folgendem Vorteile: wenn die Käfige 100 mit einem kombinierten System aus Pumpen ausgehend von stromaufwärts und gleichzeitigem Absaugen ausgehend von stromabwärts belüftet werden, würde bei einem Ausfall der stromabwärtigen Ansaugpumpe in den Käfigen 100 ein Überdruck in Bezug auf die Außenumgebung unvermeidlich entstehen, weil die stromaufwärtige Pumpe weiterhin Luft blasen würde; ein Gehäusesystem bzw. Unterbringungssystem beispielsweise für den Sicherheitspegel BSL3, das mit dauerhaft unter Unterdruck stehenden Käfigen 100 in Bezug auf die Außenseite arbeiten würde, würde stattdessen mit Überdruck unter hohem Risiko arbeiten, da infektiöse Erreger aus den Käfigen nach außen austreten würden.
Mit einem erfindungsgemäßen Belüftungssystem kann dem entgegen die Kopfgeneratoreinheit 605 im Fall eines Zusammenbruchs im ungünstigsten Fall arbeiten, jedoch die Druckdifferenz zwischen Innenseite und Außenseite der Käfige 100 nicht invertieren. Der fortgesetzte Betrieb kann in jedem Fall durch eine Reservepumpe gewährleistet werden, welche ebenfalls ausschließlich bläst oder ausschließlich ansaugt.
Ein symmetrischer Fall bzw. Umstand tritt in Fall eines Belüftungssystems bekannter Art auf, das mit Käfigen unter einem höheren Druck als Umgebungsdruck bei einem Ausfall der stromaufwärtigen Pumpe arbeiten muss, und auch in diesem Fall ist ein Belüftungssystem in Übereinstimmung mit dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung von Vorteil.
Die Kopfgeneratoreinheit 605 ist pneumatisch mit einem Kontrollkäfig verbunden, in welchem die Druckdifferenz zwischen Innenseite und Außenseite bezogen auf den Käfig aufgezeichnet wird. Die Druckdifferenz erlaubt eine Selbstregulierung des Kopfgenerators 605, um in jedem Käfig die Aufrechterhaltung des Parameters innerhalb gewählter Schwellenwerte zu gewähr leisten. Der Kontrollkäfig kann mit einem System versehen sein, welches die Funktions- und Sicherheitsparameter anzeigt.
Die Kopfgeneratoreinheit 605 ist mit einer ununterbrechbaren Versorgungseinheit versehen und weist zwei Betriebsarten auf. Bei einem Ausfall von einem der beiden Motoren ist die Aufrechterhaltung des Vorzeichens (positiv oder negativ) der Druckdifferenz zwischen Innenseite und Außenseite bezogen auf den Käfig dessen ungeachtet gewährleistet.
Bevorzugt umfasst das Belüftungssystem zumindest einen stromaufwärtigen Filter 607 (9) zum Filtern der Luft, die aus der Außenumgebung angesaugt wird, bevor sie in die Käfige geleitet wird, und zumindest einen stromabwärtigen Filter 608 stromabwärts von den Käfigen 100 und außerhalb von diesen, um die Luft zu filtern, die aus den Käfigen herrührt, bevor sie aus dem Belüftungssystem ausgestoßen wird, wodurch zusätzlich die Risiken einer Kontamination verringert werden; bevorzugt handelt es sich bei dem stromaufwärtigen Filter 607 und/dem stromabwärtigen Filter 608 ebenfalls um HEPA-Filter.
In dem Fall, dass ein stromaufwärtiger HEPA-Filter vorhanden ist, können die Verbindungen bzw. Anschlüsse 603, welche Luft in die Käfige einlassen, nicht luftdicht ausgebildet sein, weil die Risiken einer Kontamination durch das Vorhanden sein des HEPA-Filters beseitigt werden.
Im Fall eines Belüftungssystems mit Käfigen 100 unter pneumatischem Unterdruck in Bezug auf die Außenseite sind vorteilhafterweise zumindest die Verbindungen 603, welche die Luft in die Käfige zuführen, von der in 10 gezeigten Art, das heißt, sie verhalten sich ähnlich einem Ventil, welches öff net, wenn sie mit einem Käfig 100 verbunden werden, während sie schließen, während sie nicht in Verbindung mit einem Käfig stehen: auf diese Weise wird die in 11 gezeigte unerwünschte Situation vermieden. Im Belüftungssystem von 11 weisen die Zuflussöffnungen keine Ventile 603 auf und wenn, wie in der Figur, im Käfig 100 in eines der Gehäuse eingeführt wird, wird aus den Zutrittsöffnungen ungefilterte Luft direkt aus der Umgebung mit einer dadurch verursachten Verschmutzung der Luft angesaugt, welche durch den stromaufwärtigen Filter 607 korrekt gefiltert wird, der auf der Ansaugseite des gesamten Systems zu liegen kommt.
In dem Anschluss 603 von 10 wird der Verschluss des Ventils dank elastischer Kraft der Faltenbalge 605 erzielt, welche bei Abwesenheit eines zuzuführenden Käfigs 100 den Verschluss 604 derart nach oben schiebt, dass der konische Kopf 606 das Ventil schließt, wenn ein Ventil 1 oder 2 gegen das verrundete Ende 604 des Anschlusses 603 drückt, wobei das letztgenannte öffnet und Luft durch das Loch 609 strömen lässt.
In dem aktuell bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Regaltragrahmen mit seinem Verteilungsschlauch auf Rädern beweglich. Außerdem ist auf ihm die Einheit mit Gebläse- oder Ansaugventilatoren derart eingebracht, dass er auf den Boden rollen kann und frei beweglich ist von einem Ort zu einem anderen, wobei die mehreren Käfige 100 stets mit dem Pneumatickdruck- oder Unterdruckgeneratorkreislauf verbunden bleibt.
Das vorstehend erläuterte Belüftungssystem und die Käfige zum Unterbringen der Tiere vereinigen vorteilhafte Aspekte – insbesondere leichte und schnelle Nutzbarkeit -, die für indivi duell belüftete Käfigsysteme mit Merkmalen zum Einschließen infektiöser oder in jedem Fall gesundheitsschädlicher Erreger typisch sind, und die üblicherweise sicher sind, was Isolationsstrukturen, wie die bekannten Isolatoren kennzeichnet.
Die Anmelderin hat verifiziert, dass das Käfig- und Käfigbelüftungssystem, das vorstehend erläutert ist, einen Grad an Einschließung gemäß BSL3 gewährleistet oder einen vergleichbaren Sicherheitsstandard, in Bezug auf infektiöse Erreger und gesundheitsschädliche Substanzen zwischen Außenseite und Innenseite des Käfigs, der in sein Belüftungssystem eingeführt und isoliert ist.
Die Käfige und das Belüftungssystem, die vorstehend erläutert sind, sind zahlreichen Modifikationen und Abwandlungen zugänglich, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann das vorstehend erläuterte Belüftungssystem auch zum Einsatz gelangen mit bekannten Arten von Käfigen, die geeignet sind, Labortiere unterzubringen, oder für Käfige, die sich unterscheiden von den Käfigen in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Jede Modifikation und Abwandlung fällt in den Umfang der anliegenden Ansprüche.

Claims

Käfig zum Unterbringen von Labortieren, wobei der Käfig aufweist: – zumindest ein Einlassventil zum Einlassen von Luft in den Käfig; – zumindest ein Auslassventil zum Auslassen von Luft aus dem Inneren des Käfigs in Richtung zur Außenumgebung; – ein externes Gehäuse zum Abtrennen der Umgebung innerhalb des Käfigs, insbesondere zum Abdichten gegenüber Luftleckagen, wobei dieses Gehäuse stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil angeordnet ist, von der Umgebung außerhalb des Käfigs, und/oder zum Einschließen jeglicher infektiöser Erreger in der Innenumgebung stromabwärts von dem zumindest einen Einlassventil und stromaufwärts von dem zumindest einen Auslassventil.
Käfig nach Anspruch 1, aufweisend einen Filter, der in dem Außengehäuse eingeschlossen und dazu ausgelegt ist, die Luft zu filtern, die von der Zone innerhalb des Gehäuses herrührt, das geeignet ist, die Labortiere aufzunehmen, bevor sie aus dem Außengehäuse durch das zumindest eine Auslassventil austritt, wobei der Filter im Wesentlichen stromaufwärts von dem Auslassventil zu liegen kommt.
Käfig nach Anspruch 1, wobei der Filter zum Einschließen der Mehrheit der infektiösen Erreger ausgelegt ist, und zwar potentiell in Suspension in der Luft im Inneren des Gehäuses.
Käfig nach Anspruch 2 oder 3, wobei dem Filter ein Gewebe-Nichtgewebe-Vorreiniger vorgeschaltet ist.
Käfig nach Anspruch 4, wobei der Filter 7 und der Vorreiniger entfernbar und austauschbar sind.
Käfig nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Filter ein HEPA-Filter oder ein anderer Absolutfilter der Klasse 4 oder 5 gemäß ISO 14644.1 ist, oder ein HEPA-Filter der Klasse M2.5 oder M3.5 gemäß dem Federal Standard 209E.
Käfig nach Anspruch 1, aufweisend zumindest zwei Halbschalen, welche eine obere Halbschale und eine untere Halbschale umfassen und dazu ausgelegt sind, entlang ihren jeweiligen Verbindungsrändern unter Abdichtung des externen Gehäuses fest verbunden zu werden, und zumindest eine Verschlussdichtung, die entlang dem Verbindungsrand von zumindest einer der Halbschalen angeordnet ist, wobei die Verschlussdichtung Querschnittsbereiche mit ausgeprägten Innenwandungen aufweist.
Käfig nach Anspruch 7, wobei die Einlass- und Auslassventile beide innerhalb der oberen Halbschale liegen.
Käfig nach Anspruch 7, wobei die zumindest eine Verschlussdichtung im Wesentlichen U-förmige Querschnittsbereiche aufweist.
Käfig nach Anspruch 9, wobei die zumindest eine Verschlussdichtung zumindest eine Rippe umfasst, die längs zur Dichtung verläuft und derart angeordnet ist, dass sie am Verbindungsrand von einer der Halbschalen ruht.
Käfig nach Anspruch 7, wobei der Perimeter der Verbindungsränder der Halbschalen eine Seite über mehrere Seiten des Käfigs festlegt und aufweisend ein Verschlusssystem, das dazu ausgelegt ist, die Halbschale zu verschließen, indem sie gegeneinander gedrückt werden und aufweisend auf zumindest einer der Seiten zwei Festlegungszonen, in denen die beiden Schalen reversibel aneinander festgelegt werden können.
Käfig nach Anspruch 11, wobei auf zumindest einer Seite des Perimeters der Verbindungsränder zumindest eine der beiden Halbschalen ein Verbindungselement aufweist, welches zumindest zwei der Festlegungszonen verbindet, um sie gleichzeitig mit der anderen Halbschale in Verbindung und außer Verbindung bringen zu können.
Käfig nach Anspruch 11, wobei jede der beiden Festlegungszonen eine Umklammerung bzw. einen Haken und eine Verbindungsstange umfasst, der die Umklammerung auf der oberen Halbschale festlegt und in der Schließstellung verriegelt werden kann sowie im unverriegelten Zustand zwischen den beiden stabilen Stellungen federt.
Käfig nach Anspruch 13, wobei die Umklammerung bzw. der Haken mit Rippen versehen ist, welche mit der Verbindungsstange eine Reibung hervorrufen, wobei die Reibung die Umklammerung in die Lage versetzt, während der Positionierung oder Entfernung der oberen Halbschale auf der unteren Halbschale bzw. einer Entfernung von dieser beabstandet gehalten zu werden.
Käfig nach Anspruch 12, wobei das Verbindungselement in der Schließstellung oder der unverriegelten Stellung mittels einer Sicherheitsverriegelung verriegelt werden kann.
Käfig nach Anspruch 11, wobei die beiden Festlegungszonen getrennt (gebildet) sind.
Käfig nach Anspruch 12, aufweisend zumindest ein Verriegelungs-/Entriegelungssystem zum Verriegeln bzw. Entriegeln des zumindest einen Verbindungselements.
Käfig nach Anspruch 1, aufweisend eine Anzeigeeinrichtung für den internen Unterdruck/Überdruck zum Anzeigen, ob der Druck innerhalb des Gehäuses höher oder niedriger als der Druck außerhalb des Gehäuses ist.
Käfig nach Anspruch 18, wobei die Anzeigeeinrichtung für den internen Unterdruck/Überdruck aufweist: – eine Anzeigemembran, von welcher zumindest ein Teil selbst verformbar ist bzw. sich abhängig davon bewegt, ob die Differenz zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb des Gehäuses höher, gleich oder niedriger als der Druck außerhalb des Gehäuses ist, und – eine Anzeigeeinrichtung, um Stellung und Verformung der Anzeigemembran von der Außenseite des Gehäuses aus sichtbar zu machen.
Käfig nach Anspruch 1, wobei zumindest entweder das zumindest eine Einlassventil oder das zumindest eine Auslassventil aufweist: – ein bewegliches Element zur Bewegung zwischen einer offenen Stellung, in welcher das Ventil Luft von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses oder umgekehrt strömen lässt, und einer geschlossenen Stellung bzw. Schließstellung, in welcher das Ventil abgedichtet gegenüber Luftleckagen die Gehäuseinnenseite von der Außenumgebung des Gehäuses trennt; – einen Sitz für das bewegliche Element, wobei das bewegliche Element sich zugunsten eines Übergangs aus der offenen Stellung in die geschlossene Stellung bewegen kann; – eine Einrichtung zur doppelten Abdichtung, um Luftleckagen zwischen dem beweglichen Element und seinem Sitz zu unterbinden bzw. zu beschränken, und zwar jeweils wenn das Ventil sich in seiner offenen Stellung und seiner Schließstellung befindet.
Käfig nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zur doppelten Abdichtung zumindest eine Doppeldichtung, zwei Dichtungen, zumindest einen Körper, der aus Gummi oder Elastomer besteht, umfasst.
Belüftungssystem für Käfige für Labortiere in Übereinstimmung mit einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das System aufweist: – mehrere Gehäuse für Käfige, die jeweils geeignet sind, zumindest einen Käfig aufzunehmen, der seinerseits geeignet ist, ein Labortier oder mehrere Labortiere aufzunehmen; – einen Luftverteilungskreislauf zum Ansaugen von Luft aus der Umgebung, zum Verteilen der Luft in die eingesetzten Käfige, und gegebenenfalls in die Gehäuse für die Käfige, und zum Abziehen der Luft aus diesen Käfigen, außerdem aufweisend eine Pneumatikkopfgeneratoreinheit zum entweder ausschließlichen Ansaugen der Luft durch den Verteilungskreislauf von stromaufwärts nach stromabwärts oder zum ausschließlichen Pumpen der Luft durch den Verteilungskreislauf von stromaufwärts nach stromabwärts.
Belüftungssystem nach Anspruch 22, wobei der Luftverteilungskreislauf eine Luftverteilungsleitung aufweist, die dazu ausgelegt ist, Luft zu den zumindest zwei Käfigen zum Unterbringen der Labortiere pneumatisch parallel zueinander zu liefern, wobei die Leitung mit mehreren Verbindungsmitteln versehen ist, die dazu ausgelegt sind, zu öffnen und Luft hindurch zu lassen, um diese einem Käfig zuzuführen, wenn dieser in das Gehäuse für die Käfige eingesetzt ist, wobei ein Ventil vorgesehen ist, das selbstschließend ist und den Luftdurchlass blockiert, wenn kein Käfig in dem Gehäuse eingesetzt ist, in welchem das Ventil vorgesehen ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 23, wobei die mehreren Verbindungsmittel mit einer verrundeten Spitze versehen sind, welche ihrerseits an einer entsprechenden konkaven Fläche der Ventile anbringbar ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 24, wobei die verrundete Spitze und die konkave Fläche Kugelflächenabschnitte sind, von denen die zweite einen größeren Radius als die erste aufweist.
Belüftungssystem nach Anspruch 24, wobei die verrundete Spitze und die konkave Fläche im Wesentlichen aus steifem Kunststoffmaterial bestehen.
Belüftungssystem nach Anspruch 22, wobei der Käfig horizontale Gleitträger umfasst, und wobei das Gehäuse horizontale Gleitschienen umfasst, wobei der Käfig mit den Gleitträgern auf den horizontalen Gleitschienen positionierbar ist, wobei die Gleitträger mit Hubmitteln an den Enden versehen sind, welche, wenn ein Käfig in das Gehäusesystem eingesetzt ist, selbstsichernd an entsprechenden endseitigen Hubmitteln der Schienen anliegen und den Käfig unbeweglich machen.
Belüftungssystem nach Anspruch 27, wobei die Verbindungsmittel elastisch sind und zum Einführen und Entfernen des Käfigs in das und aus dem Gehäuse beitragen.
Belüftungssystem nach Anspruch 22, außerdem aufweisend zumindest einen stromaufwärtigen Filter zum Filtern der Luft, die aus der Außenumgebung angesaugt wird, wofür sie in die Käfige geleitet wird, und zumindest einen stromabwärtigen Filter stromabwärts von den Käfigen und außerhalb von diesen zum Filtern der Luft, die aus den Käfigen herrührt, bevor sie aus dem Belüftungssystem ausgestoßen wird.
Belüftungssystem nach Anspruch 29, wobei der stromaufwärtige Filter und/oder der stromabwärtige Filter HEPA-Filter sind.
Belüftungssystem nach Anspruch 23, wobei die Kopfgeneratoreinheit pneumatisch mit einem Steuerkäfig verbunden ist, in welchem die Differenz zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb des Käfigs aufgezeichnet wird, wobei der Kontrollkäfig mit einem System zur Anzeige der Funktions- und Sicherheitsparameter versehen ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 23, wobei die Kopfgeneratoreinheit mit einer ununterbrechbaren Versorgung versehen ist und zwei Motoren aufweist, wobei im Fall eines Ausfalls von einem der beiden Motoren die Aufrechterhaltung des Vorzeichens (positiv oder negativ) der Druckdifferenz zwischen der Innenseite und Außenseite unter Bezug auf den Käfig gewährleistet ist.
Belüftungssystem nach Anspruch 23, wobei das Schließen von zumindest einer der Verbindungsmittel durch ein elastisches Element gesteuert ist.
Belüftungssystem nach einem der Ansprüche 22 bis 33, aufweisend zumindest einen Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 21, der mit dem Verteilungskreislauf verbunden ist.