JP2022017768A - 動物実験設備および動物実験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実験に要する時間を短縮でき、かつ小さいスペースで動物実験を行うことができる動物実験設備および動物実験方法を提供する。【解決手段】動物実験設備１０は、飼育ケージユニット１と、安全キャビネット２と、区画室ユニット３と、隔離室ユニット４とを備える。飼育ケージユニット１は、飼育ケージ１１および流通機構１２を有する。安全キャビネット２は、キャビネット部２１および排気機構２２を有する。区画室ユニット３は、区画室３１および給気機構３２を有する。隔離室ユニット４は、隔離室４１および排気機構４２を有する。流通機構１２は、第１供給系１３と第１排出系１４とを備える。排気機構２２は、キャビネット部２１内を陰圧にする第２排出系２３とフィルタ２４とを備える。給気機構３２は、区画室３１内を陽圧にする第３供給系３３とフィルタ３４とを備える。排気機構４２は、隔離室４１内を陰圧にする第４排出系４３を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、動物実験設備および動物実験方法に関する。

動物実験では、例えば、マイクロバイオーム動物実験のように、隔離された環境で行われるものがある。隔離環境を確保できる実験設備としては、アイソレータがあり、中でもビニールアイソレータがよく用いられる。アイソレータは、プラスチックシートで形成された収容容器を備え、無菌動物、ノトバイオート動物、免疫不全動物、感染症に罹患させた感染症モデル動物などの実験動物を安全に収容可能である（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０－９４０８７号公報

ビニールアイソレータには、実験の準備および後処理などに長時間を要するという課題がある。例えば、ビニールアイソレータに実験用動物を搬入する前にはビニールアイソレータを滅菌する必要がある。滅菌には、消毒、乾燥、無菌検査の各工程があり、無菌検査により無菌が確認されたことにより、滅菌が成立する。これらの作業には３週間程度を要する。
また、ビニールアイソレータを用いた動物実験において、実験動物に投与する菌が複数ある場合には、複数のビニールアイソレータが必要となるため、広い設置スペースが必要となっていた。ビニールアイソレータを用いた動物実験では、作業によっては、未経験者が操作に習熟するのに長期間を要するという課題もあった。

本発明の一態様は、実験に要する時間を短縮でき、かつ小さいスペースで動物実験を行うことができる動物実験設備および動物実験方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を含む。
［１］実験動物を収容する１または複数の飼育ケージ、および前記飼育ケージ内に空気を流通させる流通機構を有する飼育ケージユニットと、前記飼育ケージを出し入れ自在に収容可能なキャビネット部、および前記キャビネット部内の空気を排出するキャビネット排気機構を有する安全キャビネットと、前記キャビネット部を収容する区画室、および前記区画室内に空気を供給する給気機構を有する区画室ユニットと、前記区画室を収容する隔離室、および前記隔離室内の空気を排出する隔離室排気機構を有する隔離室ユニットと、を備え、前記流通機構は、前記飼育ケージに空気を供給する第１供給系と、前記飼育ケージ内の空気を排出する第１排出系と、を備え、前記第１供給系および前記第１排出系は、前記飼育ケージに着脱自在であり、前記飼育ケージは、前記第１供給系からの空気を清浄化する給気フィルタと、前記飼育ケージから前記第１排出系に流れる空気を清浄化する排気フィルタとを備え、前記キャビネット排気機構は、前記キャビネット部内の空気を排出することによって前記キャビネット部内を陰圧にする第２排出系と、前記第２排出系によって排出される空気を清浄化する第２排出系フィルタとを備え、前記給気機構は、前記区画室に空気を供給することによって前記区画室内を陽圧にする第３供給系と、前記第３供給系によって前記区画室に供給される空気を清浄化する第３供給系フィルタと、を備え、前記隔離室排気機構は、前記隔離室内の空気を排出することによって前記隔離室内を陰圧にする第４排出系を備える、動物実験設備。

［２］前記給気フィルタ、前記排気フィルタ、前記第２排出系フィルタ、および前記第３供給系フィルタは、ＨＥＰＡフィルタである、［１］記載の動物実験設備。

［３］前記隔離室内に、前記飼育ケージを収容するケージ用ラックをさらに備える、［１］または［２］に記載の動物実験設備。

［４］前記区画室は、可撓性を有するシートで形成され、前記キャビネット部を収容する収容体と、前記収容体を支持する支持フレームと、を備える、［１］～［３］のうちいずれか１つに記載の動物実験設備。

［５］［１］～［４］のうちいずれか１項に記載の動物実験設備を用いた動物実験方法であって、複数の前記飼育ケージのうち第１の飼育ケージを、前記第１供給系および前記第１排出系から取り外し、前記キャビネット部内に搬入する第１工程と、前記キャビネット部内で前記第１の飼育ケージを開放し、前記第１の飼育ケージ内の前記実験動物を用いて動物実験を行う第２工程と、前記キャビネット部内で前記第１の飼育ケージを閉止し、前記第１の飼育ケージを前記キャビネット部から搬出して前記第１供給系および前記第１排出系に接続する第３工程と、を含む、動物実験方法。

［６］前記第３工程の後、前記キャビネット部を消毒し、次いで、複数の前記飼育ケージのうち第２の飼育ケージについて、前記第１工程～第３工程を行う、［５］記載の動物実験方法。

本発明の一態様によれば、実験に要する時間を短縮でき、かつ小さいスペースで動物実験を行うことができる。

実施形態の動物実験設備を模式的に示す平面図である。 実施形態の動物実験設備を模式的に示す正面図である。 個別換気飼育ケージの一例の正面図である。 蓋部を開いた状態の飼育ケージの模式図である。 飼育ケージユニットの一例の模式図である。 安全キャビネットの一例の側面図である。 区画室ユニットの一例の斜視図である。 区画室の収容体の一例の模式図である。

［動物実験設備］
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態の動物実験設備を模式的に示す平面図である。図２は、実施形態の動物実験設備を模式的に示す正面図である。図３は、個別換気飼育ケージの一例の正面図である。図４は、蓋部を開いた状態の飼育ケージユニットの模式図である。図５は、飼育ケージユニットの一例の模式図である。図６は、安全キャビネットの一例の側面図である。図７は、区画室ユニットの一例の斜視図である。図８は、区画室ユニットの一例の模式図である。

図１および図２に示すように、動物実験設備１０は、飼育ケージユニット１と、安全キャビネット２と、区画室ユニット３と、隔離室ユニット４と、ケージ用ラック５と、を備える。
以下、各構成要素について説明する。

＜飼育ケージユニット＞
飼育ケージユニット１は、１または複数の個別換気飼育ケージ１１と、流通機構１２とを備える。

図３に示すように、個別換気飼育ケージ１１は、ケージ本体１１１と、蓋部１１２と、給気フィルタ１１４と、排気フィルタ１１５とを備える。個別換気飼育ケージ１１は、ＩＶＣ（Individually Ventilated Cage）ともいう。個別換気飼育ケージ１１は、「飼育ケージ」の一例である。

ケージ本体１１１は、容器状に形成されている。ケージ本体１１１は、底板１１１ａと、側板１１１ｂとを備える。底板１１１ａは、矩形状に形成されている。側板１１１ｂは、底板１１１ａの周縁に立設されている。底板１１１ａと側板１１１ｂとは一体成型されていてもよい。

ケージ本体１１１は、実験動物Ｍを収容できる。ケージ本体１１１は、例えば、プラスチック板、ガラス板などで構成される。ケージ本体１１１は、透明であると、実験動物Ｍの状態を観察しやすくなるため好ましい。

蓋部１１２は、ケージ本体１１１の上部開口を閉止する。蓋部１１２は、ケージ本体１１１の上部開口を開閉自在である（図４参照）。蓋部１１２を閉じることによって、個別換気飼育ケージ１１は閉止状態となる。蓋部１１２を開くことによって、個別換気飼育ケージ１１は開放状態となる。

蓋部１１２は、給気接続部１１６と、排気接続部１１７とを備える。
給気接続部１１６には、第１供給系１３の供給路１３１（図１および図２参照）が着脱自在に接続される。給気接続部１１６は、供給路１３１からの空気を個別換気飼育ケージ１１内に導く通気孔１１６ａを有する。排気接続部１１７には、第１排出系１４の排出路１４１（図１および図２参照）が着脱自在に接続される。排気接続部１１７は、個別換気飼育ケージ１１内の空気を排出路１４１に導く通気孔１１７ａを有する。

給気フィルタ１１４は、蓋部１１２に設けられている。給気フィルタ１１４は、例えば、給気接続部１１６に取り付けられ、給気接続部１１６の通気孔１１６ａを塞ぐ。給気フィルタ１１４には、供給路１３１から供給された空気が透過する。給気フィルタ１１４は、この空気を清浄化して個別換気飼育ケージ１１内に通す。なお、図３において、吸気フィルタ１１４は蓋部１１２の内側に示すが、供給路１３１において通気孔１１６ａの手前（図３において給気接続部１１６の上）に設置しても同様の効果を奏する。

排気フィルタ１１５は、蓋部１１２に設けられている。排気フィルタ１１５は、例えば、排気接続部１１７に取り付けられ、排気接続部１１７の通気孔１１７ａを塞ぐ。排気フィルタ１１５には、個別換気飼育ケージ１１から排出路１４１に流れる空気が透過する。排気フィルタ１１５は、この空気を清浄化する。なお、図３において、排気フィルタ１１５は蓋部１１２側の内側に示すが、排気路１１７において通気孔１１７ａの後側（図３において排気接続部１１７の上）に設置しても同様の効果を奏する。

給気フィルタ１１４および排気フィルタ１１５としては、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが望ましい。ＨＥＰＡフィルタは、空気中の粒子状物質（例えば、細菌、カビ、ウィルスなど）を除去することができるもので、例えば、粒子径０．３μｍの粒子状物質を９９．９７％～９９．９９９％の範囲で捕集する。そのため、個別換気飼育ケージ１１の内部には清浄な空気を供給し、ケージ１１外へも清浄な空気を排出することができる。高い清浄度が必ずしも必要ではない動物の飼育においては、捕集性能が低いフィルタを用いることもできる。

給気フィルタ１１４および排気フィルタ１１５を通過した空気は清浄化され、清浄空気となる。清浄空気の清浄度は、例えば、ＩＳＯ１４６４４－１による分類でクラス５～クラス８とすることができる。

個別換気飼育ケージ１１は、給気フィルタ１１４および排気フィルタ１１５を備えているため、供給路１３１および排出路１４１（図１および図２参照）から取り外した状態でも、内部を清浄な状態に維持することができる。

図４に示すように、個別換気飼育ケージ１１は、蓋部１１２を開くと、ケージ本体１１１の上部開口が開放される。そのため、作業者Ｗ（図１および図２参照）は、ケージ本体１１１内に手を差し入れて実験動物Ｍを取り扱うことができる。
無菌動物や感染動物を扱う場合には、作業者Ｗと実験動物Ｍの相互の生物学的な汚染を予防するため、作業者Ｗは、無塵衣、マスク、手袋、帽子等の保護具を着用する。

図１および図２に示すように、流通機構１２は、第１供給系１３と、第１排出系１４とを備える。流通機構１２は、ケージ用ラック５に設置された個別換気飼育ケージ１１内に空気を流通させる。

第１供給系１３は、供給路１３１と、送風機１３２とを備える。供給路１３１は、個別換気飼育ケージ１１がケージ用ラック５に設置されたとき、個別換気飼育ケージ１１の給気接続部１１６（図３参照）に接続することができる。
送風機１３２は、供給源（図示略）から供給された空気を、供給路１３１を通して各個別換気飼育ケージ１１内に供給する。

第１排出系１４は、排出路１４１を備える。排出路１４１は、個別換気飼育ケージ１１がケージ用ラック５に設置されたとき、個別換気飼育ケージ１１の排気接続部１１７（図３参照）に接続される。排出路１４１は、個別換気飼育ケージ１１内の空気を系外に排出する。
供給路１３１と排出路１４１とを「空気流通路」と総称することがある。

複数の個別換気飼育ケージ１１には、異なる空気流通路（供給路１３１および排出路１４１）が接続される。個別換気飼育ケージ１１は、個別の空気流通路が接続されるため、複数の個別換気飼育ケージ１１の相互の生物学的な汚染を回避できる。

このように、流通機構１２は、供給路１３１を通して個別換気飼育ケージ１１内に供給し、個別換気飼育ケージ１１内の空気を排出路１４１から排出することによって、個別換気飼育ケージ１１内に空気を流通させ、これにより、個別換気飼育ケージ１１内を換気することができる。

＜ケージ用ラック＞
図５に示すように、ケージ用ラック５は、ケージ収納部５１と、第１機器部５２と、第２機器部５３とを備える。ケージ収納部５１には、１または複数の個別換気飼育ケージ１１を収納できる。図５に示すケージ用ラック５では、複数の個別換気飼育ケージ１１を多段に設置できる。ケージ収納部５１は、例えば、個別換気飼育ケージ１１を３×３、６×６、６×８、８×１０などのマトリクス状に並べて収納できる。
動物実験では、異なる菌を定着させた複数の実験動物が必要となる場合がある。その場合、これら複数の実験動物を、例えば１頭ずつ個別換気飼育ケージ１１に収容できる。

複数の個別換気飼育ケージ１１は、ケージ収納部５１内に設置したとき、給気接続部１１６および排気接続部１１７（図３参照）に、それぞれ供給路１３１（第１供給系１３）および排出路１４１（第１排出系１４）を接続できる。
個別換気飼育ケージ１１は、給気接続部１１６および排気接続部１１７（図３参照）を取り外すと、ケージ用ラック５から取り出すことができる。

第１機器部５２は、送風機１３２（図１および図２参照）などを収納する。第２機器部５３は、第１供給系１３および第１排出系１４における空気流量を制御する制御部（図示略）などを収納する。
図１および図２に示すように、ケージ用ラック５は、例えば、隔離室４１内であって区画室３１の外に設置されている。なお、ケージ用ラック５は、区画室３１内であってキャビネット部２１の外に設置してもよい。

動物実験設備１０は、ケージ用ラック５を備えるため、所望の数の実験動物Ｍを、隔離された環境で飼育できる。ケージ用ラック５は、個別換気飼育ケージ１１をコンパクトに収納できるため、省スペース化の点で好適である。

＜安全キャビネット＞
図６に示すように、安全キャビネット２は、キャビネット部２１と、キャビネット排気機構２２とを備える。安全キャビネットは、「生物学的安全キャビネット」ともいう。
キャビネット部２１は、キャビネット本体２１１と、シャッター２１２と、循環用フィルタ２１３とを備える。

キャビネット本体２１１の内部には、作業空間２１４、第１排気路２１５および第２排気路２１６が形成されている。第１排気路２１５は、作業空間２１４の底面に形成された取入れ口から、作業空間２１４内の空気を取り入れ、送風機２３２に導く。第２排気路２１６は、作業空間２１４の背面側に形成され、第１排気路２１５からの空気をキャビネット部２１の上部に導く。

キャビネット本体２１１には、作業空間２１４に通じる前面開口２１７が形成されている。作業者Ｗは、前面開口２１７を通して、個別換気飼育ケージ１１を作業空間２１４に出し入れできる。作業者Ｗは、前面開口２１７から手を差し入れ、作業空間２１４内の個別換気飼育ケージ１１を操作することができる。

キャビネット部２１は、第２排気路２１６によって導かれた空気の一部を、循環用フィルタ２１３を通して作業空間２１４に戻すことができる。循環用フィルタ２１３は、第２排気路２１６から作業空間２１４に戻る空気を清浄化する。

作業空間２１４は、個別換気飼育ケージ１１を出し入れ自在に収納できる。
シャッター２１２は、前面開口２１７を開閉自在とされる。図６では、シャッター２１２は、前面開口２１７の一部を覆っている。シャッター２１２は、ガラス、プラスチックなどで構成されている。シャッター２１２は、透明であることが好ましい。
作業空間２１４内には、廃棄物用の容器２１８を設置するのが好ましい。容器２１８は、プラスチックシートで形成された包装袋などであってよい。
なお、図示しないが、バイオセーフティレベル３に対応するために、キャビネット部には、両手用のグローブを備えたグローブボックス構造を採用してもよい。

キャビネット排気機構２２は、第２排出系２３と、第２排出系フィルタ２４とを備える。
第２排出系２３は、排出路２３１と、送風機２３２とを備える。排出路２３１は、キャビネット部２１内の空気（詳しくは、第２排気路２１６によって導かれた空気の一部）を系外に排出する。

送風機２３２は、作業空間２１４内の空気を、第１排気路２１５および第２排気路２１６を通して排出路２３１に導く。これによって、送風機２３２は、作業空間２１４内を陰圧にすることができる。ここでいう「陰圧」は、区画室３１内であってキャビネット部２１の外の空間に対して気圧が低いことをいう。

第２排出系フィルタ２４は、排出路２３１に設けられている。第２排出系フィルタ２４は、排出路２３１によって排出される空気を清浄化する。第２排出系フィルタ２４は、キャビネット部２１外に設けられていてもよいし、キャビネット部２１内に設けられていてもよい。

循環用フィルタ２１３および第２排出系フィルタ２４としては、ＨＥＰＡフィルタが好ましい。
クラスＩＩの安全キャビネット２では、循環用フィルタ２１３および第２排出系フィルタ２４として、ＨＥＰＡフィルタは必須である。ＨＥＰＡフィルタを通過した空気は清浄化され、清浄空気となる。清浄空気の清浄度は、例えば、ＩＳＯ１４６４４－１による分類でクラス５～クラス８とすることができる。
なお、クラスＩの安全キャビネットでは、循環用フィルタ２１３は設置されない。

＜区画室ユニット＞
図７に示すように、区画室ユニット３は、区画室３１と、給気機構３２とを備える。
区画室３１は、収容体３１１と、支持フレーム３１２とを備える。
収容体３１１は、例えば、可撓性を有するシートで構成される。可撓性を有するシートは、例えば、プラスチックシートである。収容体３１１は、透明であることが好ましい。

収容体３１１は、天面部３１３と、側面部３１４とを備える。天面部３１３は、例えば、矩形状とされている。側面部３１４は、天面部３１３の全周縁から垂下する。側面部３１４の長さは、側面部３１４の下端が床面Ｆに達するか、または床面Ｆに近接する長さであることが好ましい。収容体３１１は、少なくともキャビネット部２１を収容可能である（図１および図２参照）。収容体３１１は、安全キャビネット２の全体を収容可能であってもよい。収容体３１１は、キャビネット部２１の前面側に作業者Ｗが作業できるスペースを確保できることが好ましい。
図示しないが、側面部３１４には、作業者Ｗが区画室３１に出入りするための１または複数のスリットが形成されている。

支持フレーム３１２は、枠体３１５と、４つの支持脚３１６とを備える。枠体３１５は、矩形状に形成されている。枠体３１５は、収容体３１１の天面部３１３を支持する。支持脚３１６は、枠体３１５の４つの角部（コーナー部）に形成され、枠体３１５を支える。支持脚３１６の下端には、キャスタ車輪３１７が設けられていてもよい。

区画室３１は、可撓性を有するシートで形成された収容体３１１を備えるため、設置が容易である。また、可撓性を有するシートで形成された収容体３１１は安価であり、コスト面で有利となる。

給気機構３２は、第３供給系３３と、第３供給系フィルタ３４とを備える。
第３供給系３３は、供給路３３１と、送風機３３２とを備える。供給路３３１は、送風機３３２から送られた空気を区画室３１に導く。供給路３３１は、収容体３１１の上部に接続されている。
送風機３３２は、供給路３３１を通して区画室３１に空気を供給することによって、区画室３１内を陽圧にすることができる。ここでいう「陽圧」は、隔離室４１内であって区画室３１の外の空間に対して気圧が高いことをいう。
区画室３１内の空気の一部は、側面部３１４の下端と床面Ｆとの隙間、側面部３１４のスリットなどから区画室３１の外に流出する。

第３供給系フィルタ３４は、送風機３３２から区画室３１に向かう空気を清浄化する。第３供給系フィルタ３４としては、ＨＥＰＡフィルタを用いることができる。作業空間２１４において、厳密に微生物を排除した環境を必要とする無菌動物などを扱う場合には、作業空間内に清浄な空気が必要であるので、第３供給系フィルタ３４としては、ＨＥＰＡフィルタを使用する。第３供給系フィルタ３４を通過した清浄空気の清浄度は、例えば、ＩＳＯ１４６４４－１による分類でクラス５～クラス８となる。

図８に示すように、収容体３１１の上部には、天面部３１３から下方に離れた位置に多孔シート３１８が設けられていてもよい。多孔シート３１８は、全領域にわたって分散して形成された多数の通気孔３１８ａを有する。多孔シート３１８は、例えば、プラスチックで形成されている。多孔シート３１８は、天面部３１３との間に、導入空間３１９を形成する。

供給路３３１は、多孔シート３１８より高い位置で収容体３１１に接続されているため、供給路３３１からの空気は導入空間３１９に導入される。導入空間３１９内の空気は、多孔シート３１８の通気孔３１８ａを通って収容体３１１内の空間に放出される。これにより、供給路３３１からの空気は収容体３１１内に偏りなく供給される。

区画室ユニット３として好適な市販品としては、バイオバブル社または日本クレア株式会社の「バイオバブルクリーンルーム」がある。

＜隔離室ユニット＞
図１および図２に示すように、隔離室ユニット４は、隔離室４１と、隔離室排気機構４２とを備える。
隔離室４１は、区画室３１および飼育ケージユニット１を収容可能である。隔離室４１は、区画室ユニット３の全体を収容可能であることが好ましい。

隔離室排気機構４２は、第４排出系４３と、第４排出系フィルタ４４とを備える。
第４排出系４３は、排出路４３１と、送風機４３２とを備える。排出路４３１は、隔離室４１内の空気を系外に排出する。送風機４３２は、隔離室４１内の空気を、排出路４３１を通して排出することによって、隔離室４１内を陰圧にすることができる。ここでいう「陰圧」は、大気圧に対して気圧が低いことをいう。

第４排出系フィルタ４４は、排出路４３１に設けられている。第４排出系フィルタ４４は、排出路４３１を通る空気を清浄化する。第４排出系フィルタ４４としては、例えば、ＨＥＰＡフィルタを使用できる。ＨＥＰＡフィルタを通過した空気は清浄化され、清浄空気となる。清浄空気の清浄度は、例えば、ＩＳＯ１４６４４－１による分類でクラス５～クラス８とすることができる。

隔離室４１としては、ＢＳＬ２またはＢＳＬ３（ＢＳＬ：バイオセーフティレベル）の設備を使用できる。

［動物実験方法］
次に、動物実験設備１０を用いた動物実験方法の一例について説明する。
この動物実験方法に用いられる実験動物は、特に限定されないが、例えば、げっ歯類（マウス、ラット、ハムスター、モルモットを含む）、ネコ、イヌ、ウサギ、サル、ブタ、フェレットなどの哺乳類などが使用できる。実験動物は、ニワトリなどの鳥類であってもよい。
実験動物としては、ノトバイオート動物、無菌動物、ＳＰＦ（Specific pathogen free）動物などを用いることができる。実験動物は、免疫不全動物でもよいし、感染症に罹患させた感染症モデル動物でもよい。

動物実験としては、例えば、マイクロバイオーム動物実験がある。「マイクロバイオーム」は、例えば、動物（例えば、ヒト）の皮膚の表面および内部（例えば、唾液、口腔粘膜、結膜、消化管、生殖・泌尿器管、膣管など）に存在する微生物の集合を指す。マイクロバイオームは、例えば、細菌、真菌、および古細菌を含む。例えば、消化管内（例えば、腸内）の微生物は、栄養物の消化、生理活性物質の合成、当該動物が生産できない酵素の生産などに貢献することがある。

動物実験は、実験動物に対する実験処置であってもよいし、飼育管理であってもよい。
実験処置には、例えば、無菌あるいはＳＰＦ動物への実験的な菌の投与（消化管内、皮膚、口腔）、データ採取作業（状態観察、体重測定、定着菌解析のためのサンプリング）、ビニールアイソレータでは困難な作業（例えば、注射による投薬、装置を用いる解析）、剖検などがある。

実験動物に投与する被験物質としては、例えば、特定の微生物を含む物質が挙げられる。特定の微生物を含む物質は、例えば、ヒト由来の微生物（例えば、腸内細菌）を含有する糞便由来材料などである。被験物質としては、このほか、薬剤、腫瘍細胞、感染性生物などが挙げられる。被験物質の投与の経路は、経口投与または経肛門投与でもよいし、血管などへの投与でもよい。

実験動物からの試料採取において採取する試料としては、例えば、糞便、体液（血液など）、臓器、体毛などを例示できる。

飼育管理は、例えば、特定の微生物（例えば、ヒトの腸内細菌）を定着させた実験動物の状況確認などである。

以下、図１および図２に示す動物実験設備１０を用いた場合を例として、動物実験方法の具体的な手順について説明する。

（準備工程）
図１および図２に示すように、隔離室ユニット４の隔離室排気機構４２を稼働させ、隔離室４１内の空気を、排出路４３１を通して排出することによって、隔離室４１内を陰圧にする。
隔離室４１内には、区画室ユニット３、安全キャビネット２、およびケージ用ラック５が設置されている。図５に示すように、ケージ用ラック５には、複数の個別換気飼育ケージ１１が収納されている。

図３に示すように、個別換気飼育ケージ１１内には、実験動物Ｍが飼育されている。個別換気飼育ケージ１１には、供給路１３１および給気フィルタ１１４を通して清浄な空気が供給される。個別換気飼育ケージ１１内の空気は排出路１４１を通して排出される。個別換気飼育ケージ１１に対する空気の供給および排出によって、個別換気飼育ケージ１１内は換気される。個別換気飼育ケージ１１には清浄な空気が供給されるため、実験動物Ｍは、個別換気飼育ケージ１１外に対して隔離された環境で飼育される。

図１および図２に示すように、区画室３１に消毒（または滅菌）を施す。消毒は、例えば、収容体３１１および支持フレーム３１２（図７参照）への消毒剤の散布によって行うことができる。これにより、区画室３１内は清浄な環境となる。

消毒剤の有効成分としては、例えば、二酸化塩素、過酸化水素、アルコール、次亜塩素酸ナトリウム、第４級アンモニウム化合物などを挙げることができる。
なお、消毒（disinfection）とは、例えば、微生物を殺すための物理的あるいは化学的な操作をいう。滅菌（sterilization）とは、例えば、全てのクラスの微生物および胞子を殺すか、または取り除く操作をいう。

区画室ユニット３の給気機構３２を稼働させ、区画室３１内に清浄空気を供給する。区画室３１内は陽圧に保たれるため、区画室３１内の清浄な環境は維持される。

（第１工程：個別換気飼育ケージの搬入）
ケージ用ラック５に収納されている複数の個別換気飼育ケージ１１のうち、第１の個別換気飼育ケージ１１（第１の飼育ケージ）を、供給路１３１および排出路１４１から取り外し、ケージ用ラック５から搬出する。個別換気飼育ケージ１１は、給気フィルタ１１４および排気フィルタ１１５（図３参照）を備えているため、供給路１３１および排出路１４１から取り外した状態でも、内部は清浄な状態に維持される。

個別換気飼育ケージ１１は、区画室３１への搬入の前に消毒を施す。消毒は、例えば、個別換気飼育ケージ１１の外面への消毒剤の散布などにより行うことができる。

個別換気飼育ケージ１１を区画室３１内に入れる。次いで、図６に示すように、個別換気飼育ケージ１１を、キャビネット部２１の作業空間２１４に、前面開口２１７を通して搬入する。
作業者Ｗは、無塵衣、マスク、手袋、帽子等の保護具を着用することが好ましい。

（第２工程：動物実験）
図４に示すように、作業者は、個別換気飼育ケージ１１の蓋部１１２を開き、ケージ本体１１１内の実験動物Ｍに対して、動物実験、例えば、実験処置（実験動物Ｍへの被験物質の投与、実験動物Ｍからの試料採取など）を行う。

図６に示すように、作業空間２１４内は陰圧であるため、前面開口２１７から空気が作業空間２１４に流入する可能性がある。しかし、キャビネット部２１は清浄な区画室３１内にあるため、作業空間２１４に流入する空気は清浄空気である。そのため、実験動物Ｍに、外部からの生物学的な汚染は生じない。

作業空間２１４内は陰圧であるため、作業空間２１４内の空気は、キャビネット部２１の外には放出されない。そのため、作業者Ｗに生物学的な曝露は起こらず、作業者Ｗに生物学的な汚染は生じない。

実験処置後、個別換気飼育ケージ１１の蓋部１１２を閉じる。
動物処置の過程で生じた廃棄物（手袋など）は、作業空間２１４内に設置した容器２１８に入れる。

（第３工程：個別換気飼育ケージの搬出）
個別換気飼育ケージ１１を、前面開口２１７を通してキャビネット部２１から搬出する。個別換気飼育ケージ１１には、搬出の前に、消毒を施す。消毒は、例えば、個別換気飼育ケージ１１の外面への消毒剤の散布などにより行うことができる。

図１および図２に示すように、個別換気飼育ケージ１１を区画室３１の外に搬出し、ケージ用ラック５に再び収納する。個別換気飼育ケージ１１に、供給路１３１および排出路１４１を接続し、個別換気飼育ケージ１１内の換気を再開する。

図６に示すように、個別換気飼育ケージ１１を搬出した後の作業空間２１４には、消毒剤の散布などにより消毒を施すことが好ましい。例えば、作業空間２１４の底面および内側面、シャッター２１２の内面などに消毒を施すことができる。これにより、作業空間２１４は、再び清浄な環境となる。動物実験で使用した実験器具（ピンセット等）についても、消毒剤の散布などにより消毒する。
廃棄物を収容した容器２１８は、消毒剤の散布などにより外面を消毒した後、キャビネット部２１から搬出する。容器２１８は、オートクレーブなどにより滅菌処理した後に廃棄する。

他の個別換気飼育ケージ１１内の実験動物についても実験が必要である場合には、次のようにする。
図１および図２に示すように、ケージ用ラック５に設置された複数の個別換気飼育ケージ１１のうち、第２の個別換気飼育ケージ１１（第２の飼育ケージ）を、供給路１３１および排出路１４１から取り外し、ケージ用ラック５から搬出する。
この個別換気飼育ケージ１１内の実験動物について、前述の第１工程～第３工程に沿って動物実験を行う。第１工程～第３工程を繰り返すことによって、必要な数の実験動物について実験を行うことができる。

［実施形態の動物実験設備および動物実験方法が奏する効果］
動物実験設備１０によれば、区画室３１は、給気機構３２によって清浄な陽圧環境となる。そのため、キャビネット部２１内が陰圧であるにもかかわらず、キャビネット部２１内で個別換気飼育ケージ１１を開放しても、実験動物Ｍに対する生物学的な汚染を抑制することができる。さらに、キャビネット部２１内は陰圧であるため、作業者Ｗには生物学的な曝露が起こりにくく、汚染を抑制できる。このように、動物実験設備１０は、実験動物Ｍと作業者Ｗの両方について生物学的な汚染を抑制できる点で優れている。

動物実験設備１０は、隔離室ユニット４を備える。隔離室４１内は、隔離室排気機構４２によって陰圧となる。そのため、区画室３１内が陽圧であるにもかかわらず、動物実験設備１０の外への生物学的な汚染を防ぐ。
このように、動物実験設備１０は、安全キャビネット２と、区画室ユニット３と、隔離室ユニット４とを備える多重構造を有するため、実験動物Ｍおよび作業者Ｗの汚染抑制だけでなく、外部に生物学的な汚染が広がるのを抑制することができる。

動物実験設備１０は、構造が簡略であるため、実験の準備が容易である。実験の準備としては、例えば、区画室３１および個別換気飼育ケージ１１の消毒などがあるが、これらの作業は容易であり、短時間で終了する。また、実験の後処理（後片付け）としては、キャビネット部２１の作業空間２１４の消毒、個別換気飼育ケージ１１の消毒などがあるが、動物実験設備１０は、構造が簡略であるため後処理も容易であり、作業時間を短縮できる。
実験の準備または後処理において、個別換気飼育ケージ１１、実験器具等の滅菌を行う場合には、オートクレーブを用いた滅菌処理が可能であるため、作業時間の短縮が可能である。さらに、動物実験設備１０は、ビニールアイソレータに比べ、構造が簡略で取り扱いが容易であることから、作業者の育成も短時間で可能である。
このように、動物実験設備１０は、実験に要する時間の短縮を図ることができる。

動物実験設備１０に代えて、ビニールアイソレータを用いる場合には、次のような問題が起こり得る。ビニールアイソレータは耐熱性が低くオートクレーブによる滅菌ができないため、ビニールアイソレータを消毒剤により消毒し、乾燥後、無菌であることを確認した後でなければ、動物を搬入できない。消毒作業後、無菌であることの確認までは最短でも３週間程度は必要である。実験後の消毒でも同程度（３週間程度）の時間を要するので、ビニールアイソレータを用いた実験では、実験の準備および後処理に最低でも６週間程度の長い時間を要する。また、ビニールアイソレータでは、側部に設けられたグローブを介して実験処置を行うことになるが、グローブを使用した作業は容易でないため、作業によっては作業時間が長くなることがある。また、ビニールアイソレータでは、操作が煩雑となるため、作業者の育成に長い時間を要することがある。

動物実験設備１０は、実験動物の清浄環境を確保するために、個別換気飼育ケージ１１を用いる。個別換気飼育ケージ１１はサイズが小さいため、ビニールアイソレータを用いた場合に比べ、省スペース化が可能である。また、それぞれ隔離が必要となる複数の菌を取り扱う実験群を設定する場合、複数の個別換気飼育ケージ１１が必要となるが、個別換気飼育ケージ１１のサイズが小さいため、小さい設置スペースで動物実験が実施可能となる。

動物実験設備１０は、安全キャビネット２を備えるため、広いスペースを確保できる作業空間２１４内で実験動物Ｍを用いた実験を行うことができる。そのため、隔離されていない一般の実験環境とほぼ同じ実験手技で動物実験を行うことができる。よって、作業スペースの制約があるビニールアイソレータを用いた場合に比べ、より短時間で作業ができる。

ビニールアイソレータを用いた実験および飼育では、汚染事故が発生した場合に、同じビニールアイソレータ内に飼育される動物がすべて汚染されてしまう。
一方、動物実験設備１０では、動物は個別換気飼育ゲージ１１内で個別の換気システムにより飼育されているため、仮に汚染事故が発生した場合でも、特定の飼育ケージ１１だけの汚染に留めることができる利点がある。

動物実験設備１０は、破損しやすい構成部材が少ないため取り扱いが容易であり、汚染事故は起こりにくい。これに対し、ビニールアイソレータは、容器を構成するプラスチックシートが破損しないよう注意する必要があるため、取り扱い性の点で劣る。

動物実験設備１０は、安全キャビネット２を備えるため、ビニールアイソレータを用いた場合に比べて広い作業空間２１４を提供できる。そのため、例えば、実験装置等の機器を作業空間２１４に持ち込み、実験に利用できる。測定装置等の機器は、作業空間２１４に持ち込む前に、適切な滅菌処理（たとえばホルマリン滅菌なと）を施すことが好ましい。

動物実験設備１０は、個別換気飼育ケージ１１を用いるため、ケージ用ラック５内で飼育していた実験動物Ｍを、個別換気飼育ケージ１１に入ったままで移送してキャビネット部２１内での実験に供することができる。実験終了後には、個別換気飼育ケージ１１をそのままケージ用ラック５に戻すことができる。このように、飼育のための個別換気飼育ケージ１１を、そのまま動物実験のための搬送手段として用いることができるため、実験の作業が容易となる。

前記動物実験方法では、動物実験設備１０と同様の効果を奏する。例えば、前述のように、実験動物Ｍと作業者Ｗの両方について生物学的な汚染を抑制できる。また、外部に生物学的な汚染が広がるのを抑制することができる。

上述の実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
例えば、図１および図２に示す動物実験設備１０では、区画室３１は、可撓性を有するシートで構成された収容体３１１と、支持フレーム３１２とを備えているが、区画室の構成はこれに限定されない。例えば、区画室は、剛性が高い区画壁で構成された、自立可能な構造物であってもよい。
キャビネット排気機構２２は、第２排出系２３と第２排出系フィルタ２４とを備えるが、実施形態の動物実験設備は、キャビネット排気機構が第２排出系フィルタを備えない場合でも前述の効果を奏する。

１…飼育ケージユニット、２…安全キャビネット、３…区画室ユニット、４…隔離室ユニット、５…ケージ用ラック、１１…個別換気飼育ケージ（飼育ケージ）、１２…流通機構、１３…第１供給系、１４…第１排出系、２１…キャビネット部、２２…キャビネット排気機構、２３…第２排出系、２４…第２排出系フィルタ、３１…区画室、３２…給気機構、３３…第３供給系、３４…第３供給系フィルタ、４１…隔離室、４２…隔離室排気機構、４３…第４排出系、１１４…給気フィルタ、１１５…排気フィルタ、３１１…収容体、３１２…支持フレーム、Ｍ…実験動物。

Claims (6)

1. 実験動物を収容する１または複数の飼育ケージ、および前記飼育ケージ内に空気を流通させる流通機構を有する飼育ケージユニットと、
   前記飼育ケージを出し入れ自在に収容可能なキャビネット部、および前記キャビネット部内の空気を排出するキャビネット排気機構を有する安全キャビネットと、
   前記キャビネット部を収容する区画室、および前記区画室内に空気を供給する給気機構を有する区画室ユニットと、
   前記区画室を収容する隔離室、および前記隔離室内の空気を排出する隔離室排気機構を有する隔離室ユニットと、を備え、
   前記流通機構は、前記飼育ケージに空気を供給する第１供給系と、前記飼育ケージ内の空気を排出する第１排出系と、を備え、
   前記第１供給系および前記第１排出系は、前記飼育ケージに着脱自在であり、
   前記飼育ケージは、前記第１供給系からの空気を清浄化する給気フィルタと、前記飼育ケージから前記第１排出系に流れる空気を清浄化する排気フィルタとを備え、
   前記キャビネット排気機構は、前記キャビネット部内の空気を排出することによって前記キャビネット部内を陰圧にする第２排出系と、前記第２排出系によって排出される空気を清浄化する第２排出系フィルタとを備え、
   前記給気機構は、前記区画室に空気を供給することによって前記区画室内を陽圧にする第３供給系と、前記第３供給系によって前記区画室に供給される空気を清浄化する第３供給系フィルタと、を備え、
   前記隔離室排気機構は、前記隔離室内の空気を排出することによって前記隔離室内を陰圧にする第４排出系を備える、動物実験設備。
2. 前記給気フィルタ、前記排気フィルタ、前記第２排出系フィルタ、および前記第３供給系フィルタは、ＨＥＰＡフィルタである、請求項１記載の動物実験設備。
3. 前記隔離室内に、前記飼育ケージを収容するケージ用ラックをさらに備える、請求項１または２に記載の動物実験設備。
4. 前記区画室は、
   可撓性を有するシートで形成され、前記キャビネット部を収容する収容体と、
   前記収容体を支持する支持フレームと、を備える、
   請求項１～３のうちいずれか１項に記載の動物実験設備。
5. 請求項１～４のうちいずれか１項に記載の動物実験設備を用いた動物実験方法であって、
   複数の前記飼育ケージのうち第１の飼育ケージを、前記第１供給系および前記第１排出系から取り外し、前記キャビネット部内に搬入する第１工程と、
   前記キャビネット部内で前記第１の飼育ケージを開放し、前記第１の飼育ケージ内の前記実験動物を用いて動物実験を行う第２工程と、
   前記キャビネット部内で前記第１の飼育ケージを閉止し、前記第１の飼育ケージを前記キャビネット部から搬出して前記第１供給系および前記第１排出系に接続する第３工程と、を含む、動物実験方法。
6. 前記第３工程の後、前記キャビネット部を消毒し、次いで、複数の前記飼育ケージのうち第２の飼育ケージについて、前記第１工程～第３工程を行う、請求項５記載の動物実験方法。

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