JP3866547B2 - 実験動物用の個別環境制御飼育装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、犬、ミニブタ等の実験動物の飼育装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子操作の実験や細菌、ウイルスなどを植え付けて感染を生じる実験などの分野では、実験動物が飼育・管理されている。そこでは、実験動物の飼育・管理のために必要な飼育装置などの施設が設置されているほかに、実験動物の正常な飼育のために多くの人手を要して日常管理されている。
たとえば、衛生面を管理する上で床敷き材の交換は重要且つ必須作業であるが、従来から床敷き材の交換は飼育室を１つ１つ取出して手作業によって行われていた。しかしながら、実験用の飼育室は通常は多数に上り、その床敷きの交換作業のために多くの人手を要していた。したがって、この飼育室の床敷きの交換作業を出来るだけ人手を省いて行えるようにすることが関係者間では熱望されていた。
なお、既存の、例えば米国特許第5,165,362号に開示されたマイクロアイソレーション装置においても、床敷き材の交換はケージ毎に手作業によらざるを得なかった。
また、各ケージに均等に給気及び排気を行うとともに、飼育動物を有害微生物等感染から守るため、給気及び排気用ダクトの内部の洗浄を容易に行えることが望まれていた。
さらには、ケージ内の飼育動物の有害微生物等感染を速やかに検知するモニタリングを常時行うことが望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、実験動物用飼育装置において、床敷きの交換作業を出来るだけ簡易に行えるようにし、従来多数の人の手作業による床敷き交換の困難を解消することにある。
また、人手の介在を大幅に削減することで、人に由来する微生物等による実験動物への感染を防止することを目的とする。
また、各ケージへの給気及び排気を均等化することを目的とする。
また、給気及び排気用ダクトの内部を容易に洗浄できるようにして有害微生物等による汚染をなくし、飼育動物への感染を防止することを目的とする。
さらに、万一、飼育動物が有害微生物等に感染してもモニタリングにより早期に発見して対処できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１記載の発明によれば、ラックに複数段の棚を設け、各棚毎に複数のケージを取り外し可能に設けてなると共に、棚の全幅に亘る底部材をケージの下方に配置した飼育装置であって、
各ケージ底部には動物を支持する床網を配置し、
上記底部材をこの床網と接離自在に構成し、
さらに、ラック側方に床敷き交換装置を昇降自在に設けてなり、
当該床敷き交換装置は、汚物回収箱の上方にロールペーパー及びロールペーパーを切断するカッターを備える実験動物用の個別環境制御飼育装置（以下単に「実験動物用飼育装置」又は「飼育装置」と称する。）を提供することによって達成される。
また、請求項２記載の発明は、前記底部材は、上面に凹凸を形成したものであることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記各ケージへの給気及び排気用ダクトは、鉛直方向に配設された複数本の分岐管と、各分岐管から水平方向に配設されて各ケージと接続する枝管とを備えてなる構成としている。
また、請求項４記載の発明は、前記給気及び排気用ダクトの一部を開閉可能または取り外し可能に構成している。
また、請求項５記載の発明は、前記ケージ内の飼育実験動物の微生物等感染モニタリング手段を備える構成としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る実験動物用飼育装置の構成を示す図である。一つのラック１には複数段の棚２を設け、各棚には複数列のケージ３を設置する。各ケージ３の中には、動物の大きさにもよるが、例えばマウスの場合だと通常は数匹を一緒に飼育する。このケージ３は棚２に支持され、取り外しが可能になっている。各ケージ３にはそれぞれ、給気口、排気口、給水口、および給餌・床敷投入口が取付けられており、各ケージ３内の飼育環境が制御される。各ケージ３は密閉構造であり、給気、排気及び給水口を通じて中の動物が呼吸、飲み水の飲用を行う。また、各ケージ３からの排気は他のケージ３内に混入しないようにして集団感染を防いでいる。ラック１全体の給気ダクト、排気ダクトの配置、接続を特に縦方向にすることにより、ダクト内の洗浄が容易に行えるようになるので好ましい。
【０００６】
各ケージ３底部には、動物を支える床網が配置され、この床網は取り外し可能にケージ３に支持されている。また、各ケージ３の上部には床敷き投入口があり、ここからケージ内部に床敷きの材料となるもの、例えばおが屑を落とし込んで供給する。さらに、各ケージ列の下に底部材４が配置され、通常は各ケージ３の底面（床網）と接触している。なお、各ケージ３の底面は床網が配置されており、上記底部材４が各ケージ３の底部を密閉状態に塞いでいる。床敷き材は上記供給部からケージ３内に供給され、上記底部材４の上方に堆積し、一部は床網の上方にも堆積して、動物の床敷きを構成する。なお、上記ケージ３は金属製でも樹脂製でもよい。その形状についても、底面が空いていて、床網が配置されていること以外は特に限定されない。
【０００７】
ところで、上記底部材４は、例えばステンレス製の底板の上にペーパーを載せたもので構成されている。この底板は横に連なった各ケージ３の底面を覆うことの出来る大きさに形成され、前述したように、通常は底板が各ケージ３の底面と接触していて、各ケージ３は密閉状態となっている。そして、この底板の下にはその両側にあって長手方向の複数箇所にそれぞれ車輪５を取り付け、また、各棚２の上部には上記各車輪５の位置と対応して固定レール６をそれぞれ取り付けている。
上記底板の各車輪５は山６ａ（頂上は平坦）とその両側の斜面６ｂを有する固定レール６の山６ａの上に乗っかっており、上述したようにこの状態で底板は各ケージ３の底面に密着しているわけである。
【０００８】
また、上記底部材４の一端には底部材４を引き出したり元の位置に戻したりして簡単に操作できるように取っ手等を設けており、この取っ手等を持って底部材４を長手方向側に引き出すと、各車輪５が上記固定レール６の山６ａから斜面６ｂを下りてその分だけ底板全体が下に下がるため、底板は各ケージ３の底面より下に離れて非接触の状態となる（図２の（ｂ）参照）。
そして、引き出した上記底部材４を再び元の位置へ戻すと、上記各車輪５が上記固定レール６の斜面６ｂから山６ａへ乗り上げて底板全体が上に上がり、底板は各ケージ３の底面と接触状態になる（図２の（ａ）参照）。なお、一番奥側（図２では右側）にある固定レール６の山６ａにはストッパー６ｃを設け、引き出した底部材４を元の位置に戻すときのストッパーとなる。
【０００９】
ところで、床敷き交換の際には、上記底部材４が手前に引き出され、同時に底板全体が一定距離だけ下に下がるので、この時にそれまで各ケージ３内に堆積していた床敷き材はケージ底面より離れた上記底部材４上に落下する。そして、ラック１の側方には図３に示すような床敷き交換装置が設置されており、当該床敷き交換装置は、ロールペーパー８、カッター９、汚物回収箱１０、これらの支持架台７、該支持架台７を床敷き交換用ラック１２内で上下方向に移動させるための昇降装置とそのハンドル１１を備えている。
上記底部材４は、前述したように、底板上にペーパーを配置して構成しているが、このペーパーはロール状のものから所定長さに切断されて供給される。本実施形態では、ロールペーパー８は上記のように床敷き交換装置内に設置され、ハンドル１１の操作によりロールペーパー８の位置は昇降可能であり、床敷き材を交換する底部材４の位置に合わせて上下動することになる。
【００１０】
上記床敷き交換装置は、ロールペーパー８及び汚物回収箱１０をハンドル１１によりラック１の各段に上下動して床敷き材と共に汚物回収を行う。床敷き交換方法について説明すると、まず本体給気装置（送風機）及び排気装置を床敷き交換モード（給気を強レベル、排気を停止）とし、ケージ３内の雰囲気を清浄状態に維持する。次いで、例えばラック１の最上段に床敷き交換部位を合わせる。ここで、前述したようにして底部材４を降下させ、底板上のペーパーを一方に引き出し、ペーパーとともにその上にある床敷き、排泄物等を汚物回収箱１０内に廃棄する。そして、新しいペーパーをロールペーパー８から引き出して底板上に敷設し、末端をカッター９で切断する。その後、このペーパーを敷いた底部材４を上昇させる。
床敷き交換部位を次の段に合わせて、同様の作業を行う。こうして、全ての段の床敷き交換（ペーパー交換）を終了してから、本体給気装置及び排気装置を通常モード（給気と排気を共に中レベル）に戻す。
【００１１】
なお、底板上に敷いたペーパーは排泄物によって濡れると底板にくっ付いてしまい、床敷き交換時に引き出すことが困難になることもあるので、予め底板の表面に適宜突起等を設けて凹凸を形成しておくこともできる。また、ハンドル操作によって汚物回収箱１０を上下動させる代わりに、汚物回収箱１０を人の操作により各段毎に移動させることも可能である。
【００１２】
床敷き交換後、ケージ３には新しい床敷き材が供給される。この間、ケージ３内の動物は床網で支持されている。
以上のように、本発明は、各ケージ３内を清浄な雰囲気に維持し、微生物等の汚染から実験動物を防御するバリアシステムであるとともに、ケージ３内の床換えを簡易な方法で行えるようにしたものである。参考例としては、図４に示すように、ラック１の各段毎にロールペーパー８ａ、…８ｆを配置することも可能であるが、設備の簡便さからは前記昇降させる形式がよい。
【００１３】
なお、上述の実施形態では、底部材４は底板上にペーパーを敷設しているが、底板上にペーパーを用いないで、底板上に溜まった汚物等をワイパーを利用して直接掻き出して汚物回収箱１０内に回収することも可能であるが、汚物回収の簡便さからはペーパーを用いたほうがよい。
また、上述の実施形態では、底部材４が上下動することで各ケージ３の底面と底板とを接離自在に構成しているが、ケージ３の方を上下動することで同様に各ケージ３の底面と底板とを接離自在に構成することも可能である。
【００１４】
また、餌は図５に示すような密閉可能な構造を有する給餌装置により個別に給餌される。餌は事前に無菌処理されて、給餌装置に収納される。図５に示す構造のものは、餌がドラム部２３で一定量に計量された後、下の供給口へ運ばれ、餌の自重にて供給口２４が開き、ケージ３内に供給される。
【００１５】
次に、本発明の飼育装置における給気及び排気用ダクトの構成について説明する。
図６の（ａ）は装置の全体構成を示す正面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）はその平面図である。図７の（ａ）は装置の全体構成を示す背面図、（ｂ）はその右側面図である。図８は給気及び排気用ダクトの分岐管構造を示す斜視図、図９R>９は分岐管と枝管との接続構造を示す斜視図である。図１０１０の（ａ）はラック背面の給気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。図１１の（ａ）はラック背面の排気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。また、図１２の（ａ）は給気装置の断面図、（ｂ）はその外観図であり、図１３の（ａ）は排気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【００１６】
ラック上部には給気装置からの給気口３９が設けられ、該給気口３９に臨んで水平方向に主給気管４７が横設され、該主給気管４７の下に鉛直方向の複数の分岐管４１…、４２…が取り付けられている。そして、各分岐管からは水平方向に複数の枝管４３、４４が取り付けられ、各枝管４３、４４の先端は各ケージ３の給気口又は排気口に接続される。なお、給気用の分岐管４１と排気用の分岐管４２とは交互に配置され（図８等を参照）、給気用の分岐管４１に取り付けられた枝管４３が各ケージ３の給気口と接続され、排気用の分岐管４２に取り付けられた枝管４４が各ケージ３の排気口と接続される。枝管４３のケージ接続側先端部は、小径のステンレス管４３ｂ（ここではステンレス管を使用したが樹脂管等であってもよい）とパッキン４３ａ等を備えて接続時の気密性を確保している。ゆえに、各ケージ３はそれぞれ給気用と排気用の２本の分岐管４１、４２に接続している。なお、給気用の分岐管４１の上下方向に設ける複数の枝管４３において、上下方向での各ケージ３への給気量を均等化するため、下方の枝管径を適宜絞る（小径化）ことも可能である。
【００１７】
給気口３９からの給気は上記主給気管４７を通って各給気用の分岐管４１…の上部に入り、各分岐管４１内を上から下へ流れていく途中で各枝管４３を通って各ケージ３内に給気される。図１０中の矢印は給気の流れを示している。そして、各ケージ３からの排気は枝管４４を通って各排気用の分岐管４２…に入り、各分岐管４２内を下へ流れて、各分岐管４２…からの排気は下方の主排気管４８によって集合し、各ケージ３の排気が一緒になって再び上方へ送られて、上部の排気口４０より排出される。図１１中の矢印は排気の流れを示している。
上記給気口３９には給気装置が、上記排気口４０には排気装置がそれぞれ取り付けられており、この給気装置４９は図１２に示すように、下からファン５０、超高性能フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）５１及びプレフィルタ（粗フィルタ）５２を組み合わせて構成され、排気装置５３は図１３に示すように、下からプレフィルタ５２、超高性能フィルタ５１及びファン５０を組み合わせて構成される。
【００１８】
以上の給気及び排気用ダクトの構成により、各ケージ３への給気及び排気を均等化することができる。
なお、床敷交換の際に底板全体が一定距離だけ下がり、ケージ底部と隙間が生じるが、この際に各ケージへの給気用ダクトからの給気量を増して調節することにより、ケージ内部は清浄な空気環境に維持されるので好適である。
また、各ケージ３への給水は、給水配管４６より給水ノズル４５を使用して行われる。
ここで、上記ケージ３の構成についてさらに補足する。
図１４の（ａ）はケージ上部の一側面図、（ｂ）はその他側面図である。図１５はケージ下部の給水口を示す側面図であり、図１６の（ａ）はケージへの給気口及び排気口構造を示す図、（ｂ）はその平面断面図である。また、図１７R>７の（ａ）はケージへの給餌口構造を示す図、（ｂ）はその側断面図である。
【００１９】
図１４に示すように、各ケージ３の上部には蓋体５４が載せられて密閉性を保つようにしている。該蓋体５４の一側面には、前述の給気口５５及び排気口５６が設けられ、他の側面には給餌・床敷投入口５７が設けられている。さらに、各ケージ３の一側面には図１５R>５に示すように給水口５８が設けられている。
上記給気口５５及び排気口５６には、図１６に示すように、コイルバネ５９により常時閉じる方向に付勢されたカバー５５ａ及び５６ａが取り付けられており、前述の枝管４３、４４を押し込むことによってセットされる構成になっている。また、上記給餌・床敷投入口５７にも図１７に示すように、コイルバネ６０により常時閉じる方向に付勢されたカバー５７ａが取り付けられており、給餌時には上記カバー５７ａを内方へ押し込んで給餌する。
【００２０】
次に、上述の給気及び排気用のダクトの洗浄について説明する。
本発明の飼育装置では、給気及び排気用のダクトを洗浄出来るように構成している。例えば、図１８に示すように、一端をヒンジ６１で止め、他端を止め金具６２で固定できるような蓋６３を設けることにより、主給気管４７の一部を開閉可能に構成する。蓋６３を開いて、上から洗浄水（清浄水）等を流し込んで各ダクト内部を洗浄する。洗浄、乾燥後は蓋６３を閉じて密閉性を保つようにする。
また、図１９に示すように、鉛直方向の分岐管４１…、４２…の上下端を取外し可能な接合構成とすることにより、これら分岐管を取外して洗浄することができる。分岐管を例えば角型ダクトとした場合はフランジ６４をボルト締め構造とし、また丸管ダクトとした場合はフランジ６４をヒンジ止め構造とする。この場合等では、高圧水、蒸気、消毒液等を用いて、ダクト内部を洗浄するとさらによい。
【００２１】
このように、給気及び排気用のダクトを容易に且つ十分に洗浄できるような構成とすることにより、有害微生物等の汚染を防止することができる。
次に、有害微生物等のモニタリングについて説明する。
本発明の飼育装置は、図２０に示すように、ラック１内の全ケージ３からの排気が集合する排気部６５にモニタリング用の微生物等の捕集部６６を設け、その検体を採取して微生物等の分析装置により分析することにより、常時モニタリングを可能としている。上記排気部６５は例えば、前述の排気装置５３の手前とし、ここに例えば捕集用のフィルタを公知の適当な手段によって設置しておく。この場合、排気の流れ（配管構造による）によって、図２１の（ａ）に示すように端に設置したり、（ｂ）に示すように中央部に設置することができる。他の実施形態としては、排気集合部６５にバイパスの小径のダクトを取り付け、そのバイパスのダクト部に微生物等の捕集部を設け、その検体を採取して微生物等の分析装置により分析することも可能である。
【００２２】
ところで、上述のように、全ケージの排気から細菌及びウイルスをモニターする場合、細菌についてはフィルタをブイヨンに入れ２４時間培養した後、上液を各種選択培地にまき、２４〜４８時間培養する。各種選択した培地を検査する。ウイルスについては上記フィルタを滅菌水で洗浄し、その水を遠心して、沈殿物をＰＣＲ法等で検査する。ＰＣＲ法とは、ＤＮＡポリメラーゼ連鎖反応を使ってごく微量のＤＮＡを数百万倍に増幅させて検出する方法である。
このように、各ケージからの排気が集合する位置で採取を行い、いずれの動物が万一感染しても、その呼気または雰囲気からの塵埃排出中の微生物等を採取することにより、早期に感染モニタリングを行える。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１、２の発明の実験動物用飼育装置によれば、従来は多くの人手を要していた床敷きの交換作業の労力を大幅に削減できる。また、人手の介在を大幅に削減することで、人に由来する微生物等による実験動物の感染を防止することができる。さらに、従来の多くの人手による床敷き交換作業を行っていたときのように、飼育装置を収容する飼育室全体を超清浄空間にする必要はなく、省エネルギー、設備費低減などの効果がある。また、ペーパーとともにその上にある床敷、排泄物等を汚物回収箱に廃棄した後、新しいペーパーの敷設を簡便に行える。これに加え請求項２の発明の実験動物用飼育装置は、ペーパーが排泄物によって濡れても引き出し易い。
また、請求項３の発明によれば、各ケージへの給気及び排気を均等化することにより、ケージ内の空気質環境のばらつきを解消でき、実験動物の飼育に適した良好な環境を実現できる。
また、請求項４の発明によれば、給気及び排気用ダクトの内部の洗浄を容易且つ十分に行えるので、有害微生物等による飼育動物の感染を防止できる。
さらには、請求項５の発明によれば、万一、飼育動物が有害微生物等に感染しても、常時モニタリングを行うことにより早期に発見して対処できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実験動物用飼育装置の構成を示す図である。
【図２】 各ケージと底部材との接離構造を示す要部側面図である。
【図３】 床敷き交換装置の構成図である。
【図４】 本発明に係る実験動物用飼育装置の別実施形態を示す図である。
【図５】 給餌装置の斜視図である。
【図６】 （ａ）は装置の全体構成を示す正面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）はその平面図である。
【図７】 （ａ）は装置の全体構成を示す背面図、（ｂ）はその右側面図である。
【図８】 給気及び排気用ダクトの分岐管構造を示す斜視図である。
【図９】 分岐管と枝管との接続構造を示す斜視図である。
【図１０】 （ａ）はラック背面の給気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。
【図１１】 （ａ）はラック背面の排気の流れを示す要部背面図、（ｂ）はその要部平面図である。
【図１２】 （ａ）は給気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【図１３】 （ａ）は排気装置の断面図、（ｂ）はその外観図である。
【図１４】 （ａ）はケージ上部の一側面図、（ｂ）はその他側面図である。
【図１５】 ケージ下部の給水口を示す側面図である。
【図１６】 （ａ）はケージへの給気口及び排気口構造を示す図、（ｂ）はその平面断面図である。
【図１７】 （ａ）はケージへの給餌口構造を示す図、（ｂ）はその側断面図である。
【図１８】 ダクトの開閉構造を示す断面図である。
【図１９】 ダクトの取外し構造を示す概略図である。
【図２０】 モニタリングの原理を説明するための図である。
【図２１】 微生物等の捕集手段の構成図である。
【符号の説明】
１ ラック
２ 棚
３ ケージ
４ 底部材
５ 車輪
６ 固定レール
７ 支持架台
８ ロールペーパー
９ カッター
１０ 汚物回収箱
１１ ハンドル
１２ 床敷き交換用ラック

Claims (5)

1. ラックに複数段の棚を設け、各棚毎に複数のケージを取り外し可能に設けてなると共に、棚の全幅に亘る底部材をケージの下方に配置した飼育装置であって、
   各ケージ底部には動物を支持する床網を配置し、
   上記底部材をこの床網と接離自在に構成し、
   さらに、ラック側方に床敷き交換装置を昇降自在に設けてなり、
   当該床敷き交換装置は、汚物回収箱の上方にロールペーパー及びロールペーパーを切断するカッターを備えることを特徴とする実験動物用の個別環境制御飼育装置。
2. 前記底部材は、上面に凹凸を形成したものであることを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
3. 前記各ケージへの給気及び排気用ダクトは、鉛直方向に配設された複数本の分岐管と、各分岐管から水平方向に配設されて各ケージと接続する枝管とを備えてなることを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
4. 前記給気及び排気用ダクトの一部を開閉可能または取り外し可能に構成したことを特徴とする請求項３記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。
5. 前記ケージ内の飼育実験動物の微生物等感染モニタリング手段を備えることを特徴とする請求項１記載の実験動物用の個別環境制御飼育装置。

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