Die Untersuchung von Viren und die sichere Wissenschaft verschmelzen in Hochsicherheitslaboratorien. Was steckt hinter der Konstruktion dieser Labors, um die Ausbreitung der Viren einzudämmen und Forscher, die Bevölkerung und die Umwelt zu schützen?
Viren sind allgegenwärtig, und der rasche Wandel in unserer schnelllebigen Welt stellt uns vor ein neues Rätsel, wenn es darum geht, sie zu isolieren und die Bedrohung einzudämmen, die sie für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden darstellen. Rasches Bevölkerungswachstum in Verbindung mit schnellen und leicht zugänglichen Fernreisen ist die ideale Voraussetzung für eine rasche Übertragung von Viren. Verschärft wird diese Situation durch den Klimawandel. Viren, die zuvor in bestimmten Regionen endemisch waren, breiten sich nun über diese Gebiete hinaus aus und erreichen einen größeren Teil der Weltbevölkerung.
Biosicherheitsstufen (BSL) oder Erregerschutzstufen sind weltweit anerkannte Biocontainment-Vorkehrungen, die eingehalten werden müssen, um biologische Wirkstoffe, die eine Gefahr darstellen, in einer geschlossenen Laboreinrichtung zu isolieren. Die Einschließungsstufen reichen von der niedrigsten – BSL-1 – bis zur höchsten – Stufe 4. Viren und Bakterien, die in BSL-3- und BSL-4-Laborumgebungen fallen, stellen mit größerer Wahrscheinlichkeit ein hohes Gesundheitsrisiko dar und sind lebensbedrohlich.
Biosicherheit ist die Grundlage der Virusforschung
Biosicherheit ist bei der Forschung an gesundheits- und lebensbedrohlichen Viren von entscheidender Bedeutung. Um eine mögliche Ausbreitung zu verhindern, sind Hochsicherheitslaboratorien so konzipiert, dass das Risiko einer Freisetzung des Virus in Laborstudien auf ein Minimum reduziert wird und eine Gefahr für Forscher und Umwelt darstellt. Die Planung dieser Speziallabore erfordert besondere Kenntnisse und Erfahrungen.
So gestalten wir eine sichere Umgebung
Als Spezialisten für die Planung von Hochsicherheitslaboratorien sorgen wir für die strikte Einhaltung der Normen und Vorschriften der Weltgesundheitsorganisation (WHO), des Center for Disease Control (CDC) und der Biosicherheit in mikrobiologischen und biomedizinischen Laboratorien (BMBL). Ein guter technischer Entwurf berücksichtigt diese Richtlinien und berücksichtigt gleichzeitig den praktischen Nutzen und die optimale Sicherheit für jede Situation.
" Deerns hat mehrere Projekte auf BSL-3- und BSL-4-Niveau entworfen und eine wichtige Rolle bei der Planung der mechanischen und elektrischen Anlagen gespielt.
Durch die in verschiedenen Projekten gesammelten Erfahrungen haben wir innovative und bahnbrechende maßgeschneiderte Lösungen entwickelt, um eine sichere Arbeitsumgebung zu schaffen, in der die Benutzer ihre Tätigkeiten sicher ausführen können.
Der Entwurfsprozess
Bei Deerns beginnt der Entwurfsprozess mit der Definition der Benutzeranforderungen, wobei eine Reihe von Treffen mit den Beteiligten aus jeder Abteilung organisiert werden, um die spezifischen Bedürfnisse und Anforderungen jeder Forschungsgruppe zu berücksichtigen. Dieser Prozess der Einbindung der Interessengruppen fließt in die Entscheidungsfindung für die Gestaltung der Aktivitäten und Logistikabläufe ein.
Unser Ziel ist es immer, ein sicheres und redundantes System zu schaffen, das unter allen Bedingungen eine Risikostreuung gewährleistet. Beispiele hierfür sind:
- Aufrechterhaltung des Unterdrucks im Falle eines Stromausfalls durch unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und NSA-Systeme.
- Aufrechterhaltung der gesamten Leittechnik für die High-Containment-Anlage.
- Einsatz von RTP-Systemen für den sicheren Transfer von Hochrisikomaterial zwischen Forschungsstandorten.
- Die sichere Entsorgung von Abfällen (Wasser) mit Autoklaven oder VHP-Desinfektionsschleusen.
- Anwendung von Desinfektionsduschen für das Personal.
- Verwendung von doppelwandigen Abflussrohren für Abwassersysteme, die mit Lecksuch- und Kill-Tank-Systemen ausgestattet sind.
- Sicherstellung des Unterdrucks unabhängig von äußeren Windlasten.
- Aufrechterhaltung des Unterdrucks beim Feuerlöschen (Gaslöschen).
- Aufrechterhaltung des Unterdrucks während der validierten automatischen Desinfektion (VHP-Desinfektion) des Labors.
Fünf kritische Entwurfsphasen
High-Containment-Projekte bestehen häufig aus den folgenden fünf Phasen:
- Durchführbarkeitsstudie (Standort, Gebäude, Anlagen)
- Unterstützung bei der Ausarbeitung eines Anforderungsprogramms
- Endgültiger Entwurf und Ausschreibung für die Anlagen
- Einweisung und Überwachung während der Realisierungsphase
- Unterstützung und Überwachung während der Inbetriebnahme und Validierung
Abschirmung Ausrüstung zur Risikominderung
Da die Risikominderung im Mittelpunkt der biologischen Sicherheit steht, schirmen wir die Forschungsausrüstung so weit wie möglich vom Bediener und seiner Umgebung ab, in der Regel durch Sicherheitsbarrieresysteme wie biologische Sicherheitswerkbänke oder Isolatoren. Beispiele sind Werkbänke der Klasse II, die eine offene Arbeitsfront mit einem schützenden Einlass haben, während Isolatoren der Klasse 3 eine physische Trennwand zwischen dem Forschungsmaterial und dem Forscher und seiner unmittelbaren Umgebung haben.
Gerichtetes Luftstromsystem für Notfälle
In Notfällen wird der Gefahr einer Ausbreitung durch eine Druckkaskade im Labor entgegengewirkt. Durch Druckunterschiede zwischen der Zugangsschleuse und dem Labor wird ein gerichteter Luftstrom zum kritischen Labor erzeugt. Die Luft, die in das Labor ein- und ausgeht, wird durch HEPA-Filter gefiltert.
Je nach dem zu untersuchenden Material sind diese Filter doppelt vorhanden. Um die Sicherheit des Technikers bei der Wartung zu gewährleisten, können die HEPA-Filter unabhängig vom System desinfiziert und mit einem Bag-in-Bag-out-System sicher ausgetauscht werden.
Das „Box-in-Box“-System
Um ein mögliches Entweichen kontaminierter Luft zu verhindern, ist das High-Containment-Labor als „Box-in-Box“-System ausgeführt. Die Innenstruktur ist von der Außenfassade getrennt, wobei ein Überdruck im umgebenden Korridor dafür sorgt, dass keine Außenluft in das Labor eindringen und keine möglicherweise kontaminierte Luft das Labor verlassen kann.
Schutz vor unbefugten Personen
Während der technische Aufbau die biologische Sicherheit (Biosafety) in einem High-Containment-Labor gewährleistet, ist die Biosicherheit entscheidend, um die unbefugte Verwendung des viralen Materials zu verhindern.
In diesem Zusammenhang werden verschiedene Sicherheitsmaßnahmen in die Konstruktion integriert, darunter:
- fortschrittliche Sicherheitssysteme zur Erkennung des „Mitgehens“ eines Forschers
- Zugangskontrolle über Ausweise, Eingabecodes, Fingerabdrücke oder Irisscans
- Unabhängige digitale Systeme zur Blockierung unbefugter Anmeldeversuche
- Verschlüsselte digitale Übertragung der Forschungsergebnisse an ein separates System
- Angemessene Vorkehrungen für die Meldung und Überwachung drohender Katastrophen, möglicherweise unterstützt durch einen ständig besetzten Kontrollraum
Biosafety und Biosecurity sind unverzichtbare Komponenten bei der Konzeption eines High-Containment-Labors, das die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter und der Gesellschaft gewährleistet.
