WO2001091544A1 - Ivc-käfigregalsystem und verfahren zum nachweis infektiöser partikel in einem ivc-käfigregalsystem - Google Patents

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WO2001091544A1
WO2001091544A1 PCT/EP2001/006012 EP0106012W WO0191544A1 WO 2001091544 A1 WO2001091544 A1 WO 2001091544A1 EP 0106012 W EP0106012 W EP 0106012W WO 0191544 A1 WO0191544 A1 WO 0191544A1
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WO
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ivc
cage
detection
air
cages
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Application number
PCT/EP2001/006012
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Jörg Schmidt
Markus Brielmeier
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GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/02—Pigsties; Dog-kennels; Rabbit-hutches or the like
    • A01K1/03—Housing for domestic or laboratory animals
    • A01K1/031—Cages for laboratory animals; Cages for measuring metabolism of animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/0047—Air-conditioning, e.g. ventilation, of animal housings

Definitions

  • IVC cage rack system and method for the detection of infectious particles in an IVC cage rack system
  • the present invention describes an IVC cage shelf system and a method for the detection of infectious particles in an IVC cage shelf system and in particular the improvement of the microbiological monitoring of laboratory mice, gerbils, hamsters and rats or other laboratory animals which are kept under specific, sterile conditions.
  • IVC cage rack systems IVC: individually ventilated micro-isolator cages
  • laboratory animals such as. B. laboratory mice, gerbils, hamsters and rats
  • IVC cage shelf system the experimental animals are kept in sterile air to improve the experimental conditions under which experiments are carried out with the experimental animals.
  • pathogen-free (SPF) laboratory mice and rats are rapidly gaining importance in basic and applied biomedical research.
  • the IVC cages represent a set of individual micro-isolator cages which enable the keeping of experimental animals in a specifically pathogen-free area (see for example WO 99/11 119).
  • Figure 1 shows a conventional IVC cage shelf system in principle. In this conventional IVC cage rack system, ambient air is drawn in by a fan to absorb particles through a prefilter, passed through a HEPA particle filter (high-performance particulate matter absorption filter) and finally distributed to the individual IVC cages.
  • the IVC cages are individually supplied with sterile air by a distribution system and specific air distribution flaps, which are mounted on the IVC cages.
  • the IVC cages contain experimental animals for biomedical examinations. The experimental animals inhale the sterile air.
  • Your exhaled air is either passed passively or actively drawn into a particle filter unit (HEPA particle filter) by a fan through a pre-filter and then fed either to the room air or the exhaust air from the building's air conditioning system.
  • the particle filter unit contains a pre-filter, the fan and a HEPA particle filter. This filters the exhaled air that is produced by the test animals in the IVC cages. The filtered exhaled air can then either be returned to the shelving system or the room environment or the exhaust air duct of the air conditioning system.
  • FIG. 2 shows a conventional IVC cage racking system in accordance with the state of the art.
  • the IVC cage rack system according to the prior art consists of several IVC cages, which are arranged in different rows.
  • the sterile air is led through a vertical pipe to the various horizontal distribution pipes leading to the IVC cages.
  • the exhaled air from the IVC cages in each row is brought together into a vertical exhaust pipe via horizontal manifolds and fed into the particle filter unit.
  • all IVC cages are individually supplied with sterile supply air so that there is no exchange of air between the individual cages.
  • the investigated experimental animals are infected by viruses, bacteria or parasites. Infected animals are then returned to the IVC cage and can infect other experimental animals. Another possibility of infecting experimental animals is a defective particle filter unit on the supply air side, the air then no longer being sterile filtered.
  • the exchange of laboratory animals between different laboratories is another source of possible infection of laboratory animals.
  • laboratory animals may already be infected when they are placed in an IVC cage for the first time. Such latently infected laboratory animals can then develop an open or acute disease and infect other laboratory animals in the same IVC cage.
  • the object of the present invention is therefore to create an IVC cage shelf system and a method for the detection of infectious particles within all cages IVC cage shelf system, whereby infections in the IVC cage shelf system can be detected within a very short period of time.
  • the invention provides an IVC cage shelf system in which sterile air is supplied to experimental animals in a large number of IVC cages.
  • collecting points are used to create at least one detection cage in which sentinel animals, i.e. Guardian or detection animals sit as bioindicators for the detection of infectious particles in the exhaust air, supplied as supply air.
  • the detection animals are thus used as bioindicators for the detection of infectious pathogens.
  • infectious pathogens are preferably those that are in the exhaust air.
  • the IVC cages and the detection cages fans for the air supply include to control the air pressure in the IVC rack system 'and regulate.
  • the detection cages in accordance with the present invention, are equipped with fans for regulating the supply air quantity in order to regulate the air flow of the exhaust air samples into the detection cage.
  • the sterile air is preferably supplied via supply air pipes and enters the IVC cages via air distributors which are attached to the IVC cages.
  • a supply air particle filter unit is used for the generation of sterile air, which contains a pre-filter through which ambient room air is drawn in. This is followed by a HEPA filter, which is connected to the pre-filter to produce sterile air from the pre-filtered ambient air.
  • an exhaust air particle filter unit is set up according to the present invention, which has a pre-filter for filtering the exhaust air from the IVC cages and filters or filters the exhaust air from the detection cage, and a HEPA filter, which with the Prefilter is connected.
  • test animals and the detection animals are preferably laboratory mice, gerbils, hamsters or rats.
  • the IVC cage rack system is a one-sided loaded IVC cage rack system.
  • the IVC cage rack system is a double-sided IVC rack system.
  • a preferred embodiment of the IVC cage shelf system contains a sample tapping point in each row in which IVC cages are located in the IVC cage rack system.
  • a further preferred embodiment of the IVC cage rack system contains a sampling point on the vertical exhaust air collection pipe of the IVC cage rack system.
  • An alternative embodiment includes a sampling point on each IVC cage of the IVC cage shelf system.
  • Figure 1 is a block diagram of a prior art IVC cage shelf system
  • Figure 2 shows the structure of an IVC cage shelf system according to the current state of the art
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an IVC cage shelf system in accordance with the present invention.
  • Figure 4 shows a preferred embodiment of an IVC cage shelf system in accordance with the present invention
  • Figure 5 shows another preferred embodiment of the IVC cage shelf system according to the present invention.
  • FIG. ⁇ a the supply air pipes of an IVC cage rack system according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 6b shows the exhaust pipes of an IVC cage rack system according to a preferred embodiment of the present invention
  • the IVC-Kaflgregalsystem 1 has an air inlet 2 through which room air is drawn with a pipe 3 into a pre-filter 4, which filters out particles from the room air.
  • the room air is drawn from the pre-filter 4 by a fan 5, through a pipe 6, which is connected to the outlet side of the pre-filter 4.
  • the fan 5 transports the pre-filtered air through a pipe 7 and an air flow regulating valve 8 to a HEPA filter 9.
  • the air flow regulating valve 8 is via a
  • Control line 10 regulated by a controller.
  • the prefilter 4, the fan 5 and the HEPA filter 9 form an inlet filter unit 11.
  • the inlet filter unit 11 generates sterile air from the room air. This sterile air is distributed through air lines 12a-12c with supply diffusers in IVC cages 13a, 13b, .... 13n.
  • the IVC cages 13 are used for breeding and housing experimental animals such as laboratory mice, gerbils, hamsters and rats.
  • the exhaust air from the IVC cages 13 is transported through exhaust air ducts to a sampling point 15. From this sampling point 15, a representative part of the exhaust air from the IVC cages is passed through a pipe 16 into an inlet 17 of an infection detector 18.
  • the infection detector 18 contains an inlet tube 19 which is connected to a fan 20 is connected, which draws in sample air from the sampling point 15.
  • the fan 20 is regulated by the controller via a control line 23.
  • the fan 20 is connected to the detection cage 24 on the outlet side via the tube 21, in which an anemometer 22 is located.
  • the anemometer 22 is connected to the controller via the measuring line 25.
  • the test air that was sucked in by the fan 20 is conducted into a detection cage 24 via a pipe 25.
  • the detection cage 24 contains detection animals for the detection of infectious particles from the test air, which is fed to the infection detector 18 through the tube 16.
  • Infectious, air-borne pathogenic particles that come from the test animals in the test cages 13a, 13b,... 13n are directed to the detection animals in the detection cages 24 of the infection detector 18.
  • the detection animals are specially bred as bioindicators for the detection of infectious particles. They are selected so that they are particularly suitable for the detection of infectious particles.
  • the infection detector 18 has an outlet tube 26 in which an anemometer 27 is located.
  • the anemometer 27 is connected to the controller via the measuring line 29.
  • the outlet pipe 26 connects the detection cage 24 to the fan 30, which is regulated by the controller via the control line 28. With the outlet pipe 26, the exhaust air from the fan 30 is then passed through the pipe 31 to an outlet 32 of the infection detector 18.
  • the infection detector 18 preferably has a particle collection filter 33 which is connected to the inlet pipe 19 via the pipe 34.
  • a fan 52 which is regulated by the control via the control line 53 and an anemometer 54 which is connected to the control via the measurement line 55.
  • the exhaust air from the par Particulate filter is guided into the tube 31 via the tube 51 and passes through this and the tube 35 into the outlet tube 36.
  • the particle collector filter 33 can be used to collect infectious particles which are fed to the infection detector 18. By incubating the particle collection filter 33 on bacterial culture media, these bacteria can be multiplied, identified and characterized.
  • the outlet air of the infection detector 18 is conducted from the outlet 32 via the pipe 35 to the outlet pipe 36.
  • the outlet pipe 36 is connected to an outlet filter unit 37.
  • This consists of a prefilter 38, from which air is drawn through a pipe 39 with a fan 40.
  • the outlet filter unit 37 also has a regulation valve 41, which is regulated by the control unit through a control line 42.
  • the exhaust air is transported by the fan 40 to a HEPA filter 43 via a pipe 44.
  • the HEPA filter filters the exhaust air and directs it through a pipe 45 to an outlet point 46 of the IVC cage rack 1.
  • the IVC cages 13a, 13b, ... 13n and the detection cages 24 contain pressure sensors 47 and 48 to measure the pressure in the cages.
  • the pressure sensors 47, 48 conduct the pressure values for control via measuring lines 49, 50.
  • the pressure conditions in the IVC cages 13 a, b, c ... are regulated by the pressure sensor 47, the fans 5 and 40, and the regulating valves 8 and 41, all of which are connected to the control.
  • the pressure conditions in the detection cage 24 are regulated by the pressure sensor 48, the fans 20 and 30 and the anemometers 22 and 27, all of which are connected to the control.
  • the vent Lator 52 and the anemometer 54 which are connected to the controller, the amount of air that flows through the particulate filter is regulated and quantified.
  • FIG 4 shows a schematic front view of a one-sided IVC cage shelf system 1 according to the present invention.
  • an infection detector 18a is present for the detection of infections in cages 13a in the first row of the IVC cage shelf system 1.
  • An infection indicator 18a can be assigned to each row of the IVC cage shelf system 1 via a row sampling point 15a and the test tube 16a.
  • a shelf infection indicator 18b can receive sample air from all cages of the IVC cage shelf system 1 via a shelf sampling point 15b.
  • Each row of the IVC cage rack system 1 contains ne plurality of IVC cages 13a, 13b, .... 13n, each of which receives sterile air individually from horizontal distributors 12a, 12b, 12c. All IVC cages 13a, 13b,... 13n within a row discharge their exhaust air into horizontal exhaust air channels 14a, 14b, 14c, which are connected to a vertical exhaust air collection pipe of the IVC cage rack system 1.
  • Assigning an infection detector 18a to each row allows the source of infection to be narrowed within the shelf and allows the steps to control or eliminate the infection.
  • Figure 5 shows the schematic front view of a one-sided IVC cage rack with factory-installed infection detectors 18c, 18d. As can be seen from Figures 4 and 5, it is possible to use the invention either as a retrofit kit for conventional IVC cage racking systems or for IVC cage racking systems as infection detectors 18 installed at the factory.
  • FIGs 6a and 6b show side views of a double-sided IVC cage rack system 1 according to the present invention.
  • a row sampling point 15a is installed in the IVC cage rack system 1 for row a.
  • a series sampling point can be installed in the IVC cage rack system 1 for each row.
  • an infection detector detection cage 18 is connected to each individual IVC cage 13 of an IVC cage shelf system 1. With this arrangement It is possible to immediately identify the exact location of the infection.
  • the IVC cage shelf system 1 facilitates the rapid detection of new infections of test animals in IVC cages with airborne germs by sentinel animals in the detection cage 24.
  • the detection animals have only contact with the exhaust air emitted by the test animals from the IVC cages 13 ,
  • the room air is first filtered in order to produce sterile supply air for the test animals in the IVC cages 13.
  • Infected experimental animals distribute the infectious particles that they excrete, among other things, via the exhaust air from their cages. At least one detection cage with detection animals is supplied with this exhaust air. The infectious particles are recognized by the detection animals, which act as bioindicators.
  • the sampling tube which is connected to the exhaust system of the IVC cages 13 through the sample collection point, transports representative portions of the total exhaust air from its catchment area to the infection detector 18.
  • the sample air which contains potential air-borne pathogenic particles, is fed into the fan 20 by the fan 20 Detection cages 24 transported.
  • the exhaust air from the detection animals is blown back by the fan 30 into the exhaust air system of the IVC cage shelf system 1.
  • the air pressure and the air flows in the IVC cage rack system 1 are controlled by a controller via the air regulation valves and the fans.
  • a continuous air flow with low air speeds in the IVC cage rack system 1 guarantees sufficient air exchange in each IVC cage 13 of the IVC cage rack system 1.

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Abstract

IVC-Käfigregalsystem mit einer Vielzahl von IVC-Käfigen (13) für Testtiere, die mit steriler Luft versorgt werden, wobei Proben der von den IVC-Käfigen (13) abgegebenen Abluft von Sammelpunkten (15) mindestens einem Nachweiskäfig (24) zugeführt werden, wobei der Nachweiskäfig (24) Nachweistiere als Bioindikatoren für den Nachweis infektiöser Partikel innerhalb der Abluftproben enthält, und einen Drucksensor (48) zur Messung des Druckes in dem Nachweiskäfig (24) aufweist, der über eine Messleitung (50) mit einer Steuerung verbunden ist, die zur Regulierung des Druckes in dem Nachweiskäfig (24) einen ersten Ventilator (20) zum Zuführen der Abluft von den Sammelpunkten zu dem Nachweiskäfig (24) und einen zweiten Ventilator (30) zum Abgeben der Abluft aus dem Nachweiskäfig (24) ansteuert.

Description

IVC-Käfigregalsystem und Verfahren zum Nachweis infektiöser Partikel in einem IVC-Käfigregalsystem
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein IVC-Käfigregalsystem und ein Verfahren für den Nachweis infektiöser Partikel in einem IVC-Käfigregalsystem und insbesondere die Verbesserung der mikrobiologischen Überwachung von Labormäusen, Gerbils, Hamstern und Ratten oder anderer Labortiere, welche unter spezifischen, sterilen Bedingungen gehalten werden.
Im Bereich der experimentellen Medizin und der Versuchstierkunde werden IVC-Käfigregalsysteme (IVC: individuell ventilierte Mikro-Isolatorkäfige) für die Haltung- von Versuchstieren, wie z. B. Labormäusen, Gerbils, Hamstern und Ratten ver- wendet. Bei einem IVC-Käfigregalsystem werden die Versuchstiere in steriler Luft gehalten, um die Versuchsbedingungen, unter denen Experimente mit den Versuchstieren gemacht werden, zu verbessern. Spezifisch pathogenfreien (SPF) Labormäusen und Ratten kommt in der Grundlagen- und angewandten biomedizinischen Forschung eine schnell zunehmende Bedeutung zu.
Die Zucht und Haltung von SPF-Mäusen, Gerbils, Hamstern und Ratten, oder anderen Labortieren, setzen für die Tiere eine keimfreie Umgebung und ein definiertes Klima innerhalb des Barrieresystem voraus.
Die IVC-Käfige stellen einen Satz individueller Mikro- Isolator-Käfige dar, welche die Haltung von Versuchstieren in einem spezifisch pathogenfreien Bereich ermöglichen (siehe beispielsweise WO 99/11 119) . In der Abbildung 1 ist ein konventionelles IVC- Käfigregalsystem im Prinzip dargestellt. In diesem konventionellen IVC-Käfigregalsystem wird durch einen Ventilator Umgebungsraumluft zur Absorption von Partikeln durch einen Vor- filter angesaugt, durch einen HEPA-Partikelfilter (Hochleis- tungsschwebstoffpartikelabsorptionsfilter) geführt und schließlich auf die individuellen IVC-Käfige verteilt. Die IVC-Käfige werden individuell durch ein Verteilungssystem und spezifische Luftverteilerklappen, welche auf den IVC-Käfigen montiert sind, mit steriler Luft versorgt. Die IVC-Käfige enthalten Versuchstiere für biomedizinische Untersuchungen. Die Versuchstiere atmen die sterile Luft ein. Ihre Ausatmungsluft wird entweder passiv geleitet oder aktiv mittels eines Ventilators durch einen Vorfilter auf eine Partikelfil- tereinheit (HEPA-Partikelfilter) gesaugt und anschließend entweder der Raumluft oder der Abluft der Klimaanlage des Gebäudes zugeführt. Die Partikelfiltereinheit, wie in der Abbildung 1 gezeigt, enthält einen Vorfilter, den Ventilator und einen HEPA-Partikelfilter. Diese filtriert die Ausat- mungsluft, welche von den Versuchstieren in den IVC-Käfigen erzeugt wird. Die filtrierte Ausatmungsluft kann dann entweder wieder dem Regalsystem oder der Raumumgebung oder dem Abluftkanal der Klimaanlage zugeführt werden.
In der Abbildung 2 ist ein konventionelles IVC- Käfigregalsystem, entsprechend den Stand der Technik, detailliert dargestellt. Wie aus der Abbildung 2 erkennbar, besteht das IVC-Käfigregalsystem entsprechend dem Stand der Technik aus mehreren IVC-Käfigen, die in unterschiedlichen Reihen angeordnet sind. Die sterile Luft wird über ein senkrechtes Rohr zu den verschiedenen waagrechten Verteilungsrohren geführt, welche zu den IVC-Käfigen führen. Die Ausatmungsluft aus den IVC-Käfigen jeweils einer Reihe wird über waagrechte Sammelrohre in ein senkrechtes Abluftrohr zusammengeführt und in die Partikelfiltereinheit geleitet. In einem IVC Käfigregalsystem werden alle IVC-Käfige individuell mit steriler Zuluft versorgt, so dass es keinen Austausch von Luft zwischen den einzelnen Käfigen gibt. Bei der Durchführung von biomedizinischen Untersuchungen werden die Versuchstiere von Wissenschaftlern oder Technikern aus den IVC-Käfigen herausgenommen. Während der Untersuchungen der Versuchstiere ist es möglich, dass die untersuchten Versuchstiere durch Viren, Bakterien oder Parasiten infiziert werden. Infizierte Tiere werden dann in den IVC-Käfig zurückgebracht und können weitere Versuchstiere infizieren. Eine andere Möglichkeit der Infektion von Versuchstieren ist bei einer defekten Partikelfiltereinheit auf der Zuluftseite gegeben, wobei daraufhin die Luft nicht mehr steril gefiltert wird. Der Austausch von Versuchstieren zwischen verschiedenen Laboratorien stellt eine weitere Quelle für mögliche Infektion von Versuchstieren dar. Weiterhin können Versuchstiere bereits infiziert sein wenn sie das erste Mal in einen IVC- Käfig kommen. Derart latent infizierte Versuchstiere können daraufhin eine offene oder akute Erkrankung entwickeln und andere Versuchstiere im gleichen IVC-Käfig infizieren.
Aufgrund der Tatsache dass es zwischen den verschiedenen IVC- Käfigen keinen Luftaustausch gibt, sind Hygieneuntersuchungen von Versuchstierkolonien durch die Verwendung von einzelnen Tieren aus verschiedenen IVC-Käfigen nicht hilfreich, denn Infektionen in anderen IVC-Käfigen bleiben dabei unentdeckt. Im Falle von Neuinfektionen von Versuchstieren in einem IVC Regalsytem ist das Risiko hoch, dass die Infektion von Ver- suchstierkolonien sich während der Behandlung und des Umsetzens der Versuchstiere ausbreitet, bevor sie entdeckt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines IVC-Käfigregalsystems und eines Verfahrens für den Nachweis infektiöser Partikel innerhalb aller Käfige eines IVC-Käfigregalsystems, wobei Infektionen in dem IVC Käfigregalsystem innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums festgestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein IVC-Käfigregalsystem mit den im Hauptanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft ein IVC-Käfigregalsystem, in dem sterile Luft Versuchstieren in einer großen Zahl von IVC-Käfigen zugeführt wird.
Aus der von den IVC-Käfigen abgegebenen Abluft wird von Sammelpunkten aus mindestens einem Nachweiskäfig, in dem Senti- neltiere, d.h. Wächter- oder Nachweistiere als Bioindikatoren für den Nachweis infektiöser Partikel in der Abluft sitzen, als Zuluft zugeführt.
Somit werden die Nachweistiere als Bioindikatoren für den Nachweis von infektiösen Krankheitserregern verwendet.
Diese infektiösen Krankheitserreger sind bevorzugt solche, welche sich in der Abluft befinden.
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die IVC- Käfige und die Nachweiskäfige Ventilatoren für die Zuluft, um den Luftdruck in den IVC-Käfigregalsystem zu kontrollieren' und regulieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des IVC- Käfigregalsyste s sind die Nachweiskäfige, entsprechend der vorliegenden Erfindung, mit Ventilatoren für die Regelung der Zuluftmenge ausgestattet, um den Luftfluß der Abluftproben in den Nachweiskäfig zu regulieren. Die sterile Luft wird vorzugsweise über Zuluftrohre zugeführt und tritt in die IVC-Käfige über Luftverteiler ein, die an den IVC-Käfigen angebracht sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Zuluft- Partikelfiltereinheit für die Erzeugung von steriler Luft verwendet, welche einen Vorfilter enthält, durch welchen Um- gebungs-Raumluft angesaugt wird. Danach folgt ein HEPA Filter, der mit dem Vorfilter verbunden ist, um aus der vorge- filterten Umgebungs-Raumluft sterile Luft herzustellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des IVC- Käfigregalsystems wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Abluftpartikelfiltereinheit eingerichtet, welche einen Vorfilter zur Filtrierung der Abluft aus den IVC- Käfigen aufweist und die Abluft aus den Nachweiskäfig filtriert bzw. filtert, sowie einen HEPA Filter, welcher mit dem Vorfilter verbunden ist.
Die Versuchstiere und die Nachweistiere sind vorzugsweise Labormäuse, Gerbils, Hamster oder Ratten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des IVC- Käfigregalsystems ist das IVC-Käfigregalsystem, entsprechend der vorliegenden Erfindung, ein einseitig beschicktes IVC- Käfigregalsystem.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des IVC- Käfigregalsystems, entsprechend der vorliegenden Erfindung, ist das IVC-Käfigregalsystem ein zweiseitig beschicktes IVC- Regalsystem.
Eine bevorzugte Ausführungsform des IVC-Käfigregalsystem enthält, entsprechend der vorliegenden Erfindung, einen Probe- entnahmepunkt in jeder Reihe, in der sich im IVC- Käfigregalsystem IVC-Käfige befinden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des IVC- Käfigregalsystem enthält, entsprechend der vorliegenden Erfindung, einen Probenentnahmepunkt am senkrechten Abluftsammeirohr des IVC-Käfigregalsystems .
Eine alternative Ausführungsform enthält einen Probeentnahme- punkt an jedem IVC-Käfig des IVC-Käfigregalsystems .
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die exakte Lokalisation der Quelle einer Infektion in einem IVC-Käfigregalsystem nachgewiesen werden kann.
Die bevorzugten Ausführungsformen des IVC-Käfigregalsystems und ein Verfahren für den Nachweis infektiöser Partikel in einem IVC-Käfigregalsystem werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung der erfindungswesentli- chen Merkmale beschrieben.
Es zeigt:
Abbildung 1 ein Blockdiagramm eines IVC-Käfigregalsystems nach dem Stand der Technik;
Abbildung 2 den Aufbau eines IVC-Käfigregalsystems nach dem derzeitigen Stand der Technik;
Abbildung 3 ein Blockdiagramm welches ein IVC- Käfigregalsystem darstellt gemäß der vorliegenden Erfindung;
Abbildung 4 eine bevorzugte Ausführungsform eines IVC- Käfigregalsystem gemäß der vorliegenden Erfindung; Abbildung 5 eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform des IVC- Kafigregalsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Abbildung βa die Zuluftrohre eines IVC-Kafigregalsystems ge- maß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;
Abbildung 6b die Abluftrohre eines IVC-Kafigregalsystems gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfin- düng;
Entsprechend Abbildung 3 besitzt das IVC-Kaflgregalsystem 1 einen Lufteinlass 2, durch den Raumluft mit einem Rohr 3 in einen Vorfilter 4 gezogen wird, der Partikel aus der Raum- luft herausfiltert. Die Raumluft wird mit einem Ventilator 5, durch ein Rohr 6, das mit der Austrittseite des Vorfilters 4 verbunden ist, aus dem Vorfilter 4 gezogen. Der Ventilator 5 transportiert die vorgefilterte Luft durch ein Rohr 7 und ein Luftstromregulationsventil 8 zu einem HEPA- Filter 9. Das Luftstromregulationsventil 8 wird über eine
Steuerleitung 10 von einer Steuerung reguliert. Der Vorfilter 4, der Ventilator 5 und der HEPA-Filter 9 bilden eine Einlass-Filtereinheit 11. Die Einlass-Filtereinheit 11 erzeugt sterile Luft aus der Raumluft. Diese sterile Luft wird durch Luftleitungen 12a-12c mit Versorgungsdiffusoren in IVC-Kafige 13a, 13b, ....13n verteilt.
Die IVC-Kafige 13 werden zur Zucht und Unterbringung von Versuchstieren, wie Labormausen, Gerbils, Hamstern und Rat- ten verwendet. Die Abluft aus den IVC-Kafigen 13 wird durch Abluftkanale zu einem Probeentnahmepunkt 15 transportiert. Von diesem Probeentnahmepunkt 15 wird ein repräsentativer Teil der Abluft aus den IVC-Kafigen durch ein Rohr 16 in einen Einlass 17 eines Infektionsdetektors 18 geleitet. Der Infektionsdetektor 18 enthalt ein Einlassrohr 19, das mit einem Ventilator 20 verbunden ist, welcher Probenluft vom Probeentnahmepunkt 15 ansaugt. Der Ventilator 20 wird über eine Steuerleitung 23 von der Steuerung reguliert. Der Ventilator 20 ist über das Rohr 21, in dem sich ein Anemometer 22 befindet, auf der Auslassseite mit dem Nachweiskäfig 24 verbunden. Das Anemometer 22 ist über die Messleitung 25 mit der Steuerung verbunden. Die Probeluft, die durch den Ventilator 20 angesaugt wurde, wird in einen Nachweiskäfig 24 ü- ber ein Rohr 25 geleitet. Der Nachweiskäfig 24 enthält Nach- weistiere für den Nachweis von infektiösen Partikeln aus der Probeluft, die dem Infektionsdetektor 18 durch das Rohr 16 zugeführt wird. Infektiöse, luftübertragbare pathogene Partikel, die von den Versuchstieren in den Versuchskäfigen 13a, 13b,....13n kommen, werden zu den Nachweistieren in den Nachweiskäfigen 24 des Infektions-Detektors 18 geleitet. Die Nachweistiere werden speziell als Bioindikatoren für den Nachweis von infektiösen Partikeln gezüchtet. Sie werden so ausgesucht, dass sie für den Nachweis von infektiösen Partikeln besonders geeignet sind.
Der Infektionsdetektor 18 besitzt ein Auslassrohr 26, in dem sich ein Anemometer 27 befindet. Das Anemometer 27 ist über die Messleitung 29 mit der Steuerung verbunden. Das Auslassrohr 26 verbindet den Nachweiskäfig 24 mit dem Ventilator 30, der über die Steuerleitung 28 von der Steuerung geregelt wird. Mit dem Auslassrohr 26 wird die Abluft aus dem Ventilator 30 dann durch das Rohr 31 zu einem Auslass 32 des Infektionsdetektors 18 geleitet.
Der Infektionsdetektor 18 besitzt bevorzugt einen Partikelsammelfilter 33, welcher mit dem Einlassrohr 19 über das Rohr 34 verbunden ist. Im Rohr 34 befindet sich ein Ventilator 52, der über die Steuerleitung 53 von der Steuerung reguliert wird und ein Anemometer 54, das über die Messleitung 55 mit der Steuerung verbunden ist. Die Abluft aus dem Par- tikelsammelfilter wird über das Rohr 51 in das Rohr 31 geführt und gelangt über dieses und das Rohr 35 in das Auslassrohr 36. Der Partikelsammeifilter 33 kann zum Sammeln von infektiösen Partikeln benutzt werden, die dem Infekti- onsdetektor 18 zugeführt werden. Durch Inkubation des Parti- kelsammelfilters 33 auf Bakteriennährböden können diese Bakterien vermehrt, identifiziert und charakterisiert werden.
Die Auslassluft des Infektionsdetektors 18 wird vom Auslass 32 über das Rohr 35 zum Auslassrohr 36 geleitet.
In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in Abbildung 3 dargestellt ist, ist das Auslassrohr 36 mit einer Auslassfiltereinheit 37 verbunden. Diese besteht aus einem Vorfil- ter 38, aus welchem Luft durch ein Rohr 39 mit einem Ventilator 40 gezogen wird. Die Auslassfiltereinheit 37 weist ferner ein Regulationsventil 41 auf, das von der Steuereinheit durch eine Steuerleitung 42 geregelt wird. Die Abluft wird durch den Ventilator 40 zu einem HEPA-Filter 43 über ein Rohr 44 transportiert. Der HEPA-Filter filtert die Abluft und leitet sie durch ein Rohr 45 zu einem Auslasspunkt 46 des IVC-Käfigregals 1.
Die IVC-Käfige 13a, 13b, ....13n und die Nachweiskäfige 24 enthalten Drucksensoren 47 und 48, um den Druck in den Käfigen zu messen. Die Drucksensoren 47, 48 leiten die Druckwerte zur Steuerung über Messleitungen 49, 50.
Durch den Drucksensor 47, die Ventilatoren 5 und 40, sowie die Regulationsventile 8 und 41, die alle mit der Steuerung verbunden sind, werden die Druckverhältnisse in den IVC- Käfigen 13 a, b, c ... reguliert. Durch den Drucksensor 48, die Ventilatoren 20 und 30, sowie die Anemometer 22 und 27, die alle mit der Steuerung verbunden sind, werden die Druck- Verhältnisse im Nachweiskäfig 24 reguliert. Durch den Venti- lator 52 und das Anemometer 54, die mit der Steuerung verbunden sind, wird die Luftmenge, die den Partikelsammelfil- ter durchströmt geregelt und quantifiziert.
Im normalen Betrieb wird in den IVC-Käfigen 13a, 13b, ....13n und in den Nachweiskäfigen 24 gegenüber der Umgebungsluft Überdruck hergestellt. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Umgebungsluft in die IVC-Käfige 13 und Nachweiskäfige 24 gelangen kann. Wenn jedoch mit gefährlichen Keimen oder Substanzen gearbeitet wird, wird der Druck in den IVC- Käfigen 13 und Nachweiskäfigen 24 gegenüber der Umgebung niedriger reguliert. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Luft aus den IVC-Käfigen 13 und Nachweiskäfigen 24 in die Umgebungsluft gelangen und Wissenschaftler, Techniker und/oder die Umwelt gefährden kann. Die Nachweistiere werden aus dem Nachweiskäfig 24 in regelmässigen Abständen oder bei Auffälligkeiten herausgenommen und untersucht. Dabei wird zum Beispiel der gesamte Tierkörper patholo- gisch/histologisch/mikrobiologisch und auf Organveränderun- gen und das Serum der Tiere auf Antikörperbildung untersucht. Diese Untersuchungsergebnisse können mit den Ergebnissen verglichen werden, die mittels des Partikelsammelfil- ters 33 des Infektionsdetektors 18 gewonnen werden.
Abbildung 4 zeigt eine schematische Frontalansicht eines einseitigen IVC-Käfigregalssystems 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung. In dieser Anordnung ist ein Infektionsdetektor 18a für den Nachweis von Infektionen in Käfigen 13a in der ersten Reihe des IVC-Käfigregalsystems 1 vorhanden. Zu jeder Reihe des IVC-Käfigregalsystems 1 kann ein Infektionsindikator 18a über einen Reihen-Probenahmepunkt 15a und das Proberohr 16a zugeordet werden. Weiterhin kann ein Regalinfektionsindikator 18b über einen Regalprobenahmepunkt 15b Probeluft aus allen Käfigen des IVC-Käfigregalsystems 1 erhalten. Jede Reihe des IVC-Käfigregalsystems 1 enthält ei- ne Mehrzahl von IVC-Käfigen 13a, 13b, ....13n, die jeder einzeln sterile Luft aus horizontalen Verteilern 12a, 12b, 12c erhalten. Alle IVC-Käfige 13a, 13b,....13n innerhalb einer Reihe geben ihre Abluft in horizontale Abluftkanäle 14a, 14b, 14c ab, die mit einem vertikalen Abluftsammeirohr des IVC-Käfigregalsystems 1 verbunden sind.
Die Zuordnung eines Infektionsdetektors 18a zu jeder Reihe ermöglicht die Eingrenzung der Infektionsquelle innerhalb des Regals und lässt die Schritte zur Kontrolle oder Eliminierung der Infektion zu.
Abbildung 5 zeigt die schematische Frontalansicht eines einseitigen IVC-Käfigregals mit vom Werk eingebauten Infekti- onsdetektoren 18c, 18d. Wie man aus den Abbildungen 4 und 5 entnehmen kann, ist es möglich, die Erfindung entweder als Nachrüstsatz für konventionelle IVC-Käfigregalsyste e oder für IVC-Käfigregalsysteme als vom Werk eingebaute Infektionsdetektoren 18 zu verwenden.
Die Abbildungen 6a und 6b zeigen Seitenansichten von einem zweiseitigen IVC-Käfigregalsystem 1, gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Abbildung 6b ersichtlich, ist für die Reihe a ein Reihenprobenahmepunkt 15a im IVC-Käfigregalsystem 1 eingebaut. Es kann für jede Reihe ein Reihenprobenahmepunkt im IVC-Käfigregalsystem 1 eingebaut werden. Weiterhin gibt es einen Regalprobenahmepunkt 15b für die Überwachung des gesamten IVC-Käfigregalsystems 1. Zusätzliche Seitenprobe- nahmepunkte 47a, 47b machen eine Unterscheidung möglich, auf welcher Seite des IVC-Käfigregals eine Infektion stattgefunden hat .
In einer alternativen Ausführungsform ist je ein Infektionsdetektor Nachweiskäfig 18 mit jedem einzelnen IVC-Käfig 13 eines IVC-Käfigregalsystems 1 verbunden. Mit dieser Anord- nung ist es möglich, sofort den exakten Ort der Infektion zu erkennen.
Das IVC-Käfigregalsystem 1 erleichtert, entsprechend der vorliegenden Erfindung, die schnelle Feststellung neuer Infektionen von Versuchstieren in IVC-Käfigen mit luftübertragenen Keimen durch Sentineltiere im Nachweiskäfig 24. Die Nachweistiere haben ausschließlich Kontakt mit der von den Versuchstieren aus den IVC-Käfigen 13 abgegebenen Abluft.
Für die Feststellung von infektiösen Partikeln aus den IVC- Käfigen 13 wird die Raumluft erst gefiltert, um sterile Zuluft für die Versuchstiere in den IVC-Käfigen 13 herzustellen. Infizierte Versuchstiere verteilen die infektiösen Par- tikel, die sie ausscheiden u.a., über die Abluft aus ihren Käfigen. Mindestens ein Nachweiskäfig mit Nachweistieren wird mit dieser Abluft versorgt. Die infektiösen Partikel werden durch die Nachweistiere, die als Bioindikatoren fungieren, erkannt. Das Probenentnahmerohr, das mit dem Abluft- System der IVC-Käfige 13 durch den Probensammelpunkt verbunden ist, transportiert repräsentative Anteile der gesamten Abluft aus seinem Einzugsgebiet zum Infektionsdetektor 18. Die Probenluft, die potentielle luftübertragbare pathogene Partikel enthält, wird durch den Ventilator 20 in die Nach- weiskäfige 24 transportiert. Die Abluft der Nachweistiere wird von dem Ventilator 30 zurück in das Abluftsystem des IVC-Käfig-Regalsystems 1 geblasen.
Um individuelle Gruppen von IVC-Käfigen 13 mit Versuchstie- ren zu überwachen, wird die Probenluft entweder reihen-,
Seiten- oder regalweise entnommen. Reihenprobenahme wird am Ende jedes horizontalen Abluftsammeirohres vor der Einmündung in das vertikale Sammelrohr vorgenommen. In zweiseitigen IVC-Käfigregalsystemen wird die Seitenprobenahme am Ende jedes vertikalen Sammelrohres vorgenommen. Die Regalprobe- nähme wird aus den vereinigten Abluftsammeirohren direkt vor dem Eintritt in die Abluftfiltereinheit 37 vorgenommen.
Der Luftdruck und die Luftströme im IVC-Käfigregalsystem 1 werden von einer Steuerung über die Luftregulationsventile und die Ventilatoren gesteuert. Ein kontinuierlicher Luftstrom mit niedrigen Luftgeschwindigkeiten im IVC-Käfigr egalsystem 1 garantiert ausreichenden Luftaustausch in jedem IVC-Käfig 13 des IVC-Käfigregalsystems 1.

Claims

Patentansprüche
IVC-Käfigregalsystem mit einer Vielzahl von IVC-Käfigen (13) für Testiere, die mit steriler Luft versorgt werden, wobei Proben der von den IVC-Käfigen (13) abgegebenen Abluft von Sammelpunkten (15) mindestens einem Nachweiskäfig (24) zugeführt werden, wobei der Nachweiskäfig (24) Nachweistiere als Bioindikatoren für den Nachweis infektiöser Partikel innerhalb der Abluftproben enthält, und einen Drucksensor (48) zur
Messung des Druckes in dem Nachweiskäfig (24) aufweist, der über eine Messleitung (50) mit einer Steuerung verbunden ist, die zur Regulierung des Druckes in dem Nachweiskäfig (24) einen ersten Ventilator (20) zum Zuführen der Abluft von den Sammelpunkten zu dem
Nachweiskäfig (24) und einen zweiten Ventilator (30) zum Abgeben der Abluft aus dem Nachweiskäfig (24) ansteuert.
IVC-Käfigregalsystem nach Anspruch 1, bei dem die IVC- Käfige (13) Drucksensoren (47) aufweisen.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Nachweiskäfig (24) eingangseitig ein erstes Anemometer (22) aufweist, das über eine Messleitung (25) mit der Steuerung verbunden ist.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Nachweiskäfig (24) ausgangsseitig ein zweites Anemometer (27) aufweist, das über eine Messleitung (29) mit der Steuerung verbunden ist. IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem sterile Luft über Luftzufuhrrohre (12) zugeführt wird und in die IVC-Käfige (13) über Luftverteiler eintritt, die an den IVC-Käfigen (13) angebracht sind.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Zuluft-Partikel-Filtereinheit (11) zur Erzeugung von steriler Luft vorgesehen ist, die einen Vorfilter (4) enthält, dem Umgebungs-Raumluft zugeführt wird, und einen HEPA-Filter (9), der mit dem Vorfilter (4) zur Erzeugung der sterilen Luft aus der vorgefilterten Umgebungs-Raumluft verbunden ist.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Abluft-Partikel-Filtereinheit (37) vorgesehen ist und einen Vorfilter (38) aufweist, der die Abluft aus den IVC-Käfigen (13) und die Abluft aus dem Nachweiskäfig (24) filtert und wobei ein HEPA-Filter (43) an den Vorfilter (38) angeschlossen ist.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Nachweistiere Labormäuse, Gerbils, Hamster oder Ratten sind.
IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Probeentnahmepunkt (15) bei jeder Reihe der IVC-Käfige (13) innerhalb des IVC- Käfigregalsystems (1) vorgesehen ist. . IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Probeentnahmepunkt (15) an einem senkrecht verlaufenden Äbluft-Sammelrohr eines doppelseitigen IVC-Käfigregalsystems (1) vorgesehen ist. . IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-8, bei dem ein Probeentnahmepunkt (15) für jeden IVC-Käfig (13) innerhalb des IVC-Käfigregalsystems (1) vorgesehen ist. . IVC-Käfigregalsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Partikel-Sammelfilter (33) zum
Sammeln infektiöser Partikel vorgesehen ist, die dem Nachweiskäfig (24) zugeführt werden.
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