生物安全柜使用維護的需求分析與技術(shù)選擇
生物安全柜(Bio-safety cabinets，BSCs)是利用空氣凈化技術(shù)，實現(xiàn)*道物理隔離的技術(shù)產(chǎn)品，為操作原代培養(yǎng)物、菌毒株以及診斷性標(biāo)本等具有感染性的實驗材料時，用來保護操作者本人、實驗室環(huán)境以及實驗材料，使其避免暴露于上述操作過程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設(shè)計的。當(dāng)操作液體或半流體，例如搖動、傾注、攪拌，或?qū)⒁后w滴加到固體表面上或另一種液體中時，均有可能產(chǎn)生氣溶膠。在對瓊脂板劃線接種、用吸管接種細(xì)胞培養(yǎng)瓶、采用多道加樣器將感染性試劑的混懸液轉(zhuǎn)移到微量培養(yǎng)板中、對感染性物質(zhì)進行勻漿及渦旋振蕩、對感染性液體進行離心以及進行動物操作時，這些實驗室操作都可能產(chǎn)生感染性氣溶膠。由于肉眼無法看到直徑小于5 p．m的氣溶膠以及直徑為(5—1o0)pan的微小液滴，因此實驗室工作人員通常意識不到有這樣大小的顆粒在生成，并可能吸人或交叉污染工作臺面的其他材料。已經(jīng)表明，正確使用生物安全柜可以有效減少由于氣溶膠暴露所造成的實驗室感染以及培養(yǎng)物交叉污染。生物安全柜同時也能保護環(huán)境。
1 生物安全柜基本現(xiàn)狀
我國在2003年SARS之前，僅有農(nóng)業(yè)部、疾病控制中心、微生物機構(gòu)等接觸強致病性病原體的機構(gòu)用到生物安全柜，所使用的生物安全柜主要從歐美或新加坡，我國沒有自己的生物安全柜生產(chǎn)。
SARS以后，生物安全柜的使用受到大的重視，由于WHO《實驗室生物安全手冊》第3版、CNAS—CL05—2006《實驗室生物安全認(rèn)可準(zhǔn)則》、WS 233—2002《微生物和生物醫(yī)學(xué)實驗室生物安全通用準(zhǔn)則》、GB 19781—2005／ISO 15190：2003《醫(yī)學(xué)實驗室安全要求》及GB 19489—2004《實驗室生物安全通用要求》、YY0569—2005《生物安全柜》等標(biāo)準(zhǔn)要求和準(zhǔn)則的出臺，近年來醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)和疾病預(yù)防控制機構(gòu)對生物安全防護設(shè)施日益重視，作為生物安全防護設(shè)備的生物安全柜，它的需求量Ft漸增大。
現(xiàn)在生物安全柜大量應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生、疾病預(yù)防控制、醫(yī)療保健、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域和實驗室級機構(gòu)，在生物制藥、環(huán)境監(jiān)測、科研機構(gòu)也有應(yīng)用，至今生物安全柜的在用量約2萬臺。在初期，主要解決的還是*，滿足用戶需求的問題，并未對生物安全柜用戶使用中的安全維護引起足夠的重視。作為絕大部分制造商，其工作重點在于產(chǎn)量和市場，并沒有很好地開展現(xiàn)場安裝檢驗和使用期間的維護檢驗；作為使用單位，由于對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和防護原理知識的缺乏，沒有安裝驗收和期間維護檢查的安全防護意識，認(rèn)為使用了安全柜就安全了，一勞永逸。
事實上為了規(guī)范生物安全柜的質(zhì)量，北京市醫(yī)療器械檢驗所早于2004年就著手生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)的制定。YY 0569—2005《生物安全柜》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于2005年發(fā)布并已于2006年6月1日起正式實施，該標(biāo)準(zhǔn)綜合借鑒了NSF／ANSI 49—2002和EN12469：2000的要求和檢測手段，如采用NSF／ANSI49—2002標(biāo)準(zhǔn)對二級生物安全柜的分類要求，分為A1、A2、Bl、B2四種類型；借鑒EN 12469：2000中針對人員防護檢測的特色檢測KI—Discus(碘化鉀)測試法。同時，還針對中國市場的現(xiàn)狀，參考兩大標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新性地提出了部分性能要求，如實時氣流顯示、警報系統(tǒng)、工作區(qū)三面一體成形及負(fù)壓設(shè)計等；在標(biāo)準(zhǔn)中對安裝和年度維護檢驗均提出了明確的技術(shù)要求。
2 生物安全柜(Biological safety cabinets。BSCs)特點、分類及應(yīng)用選擇
多年以來，生物安全柜的基本設(shè)計已經(jīng)歷了多次改進。主要的變化是在排風(fēng)系統(tǒng)增加了HEPA過濾器。對于直徑0．3tan的顆粒，HEPA過濾器可以截留99．9r7％，而對于更大或更小的顆粒則可以截留99．99％。HEPA過濾器的這種特性使得它能夠有效地截留所有已知傳染因子，并確保從安全柜中排出的是不含微生物的空氣。生物安全柜設(shè)計中的第二個改進是將經(jīng)HEPA過濾的空氣輸送到工作臺面上，從而保護工作臺面上的物品不受污染。這一特點通常被稱為實驗對象保護
(product protee．tion)o
生物安全柜是微生物實驗過程中人員保護、環(huán)境保護的通風(fēng)裝置，有些類型的生物安全柜還可以為實驗潔凈的局部環(huán)境來保護實驗材料和防止實驗材料間的交叉污染。生物安全柜按照其結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)保護的能力分為I級生物安全柜、Ⅱ級生物安全柜和Ⅲ級生物安全柜三個。
I級生物安全柜，進風(fēng)從前窗操作口處(稱流入氣流)以不低于O．40 m／s的低速率進人生物安全柜，空氣經(jīng)過工作臺表面，并經(jīng)排風(fēng)管排出生物安全柜，來人員保護，被實驗污染的氣流經(jīng)過濾器過濾后排出實驗室從而保護實驗室環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于實驗室空氣經(jīng)操作前窗直接進入實驗操作區(qū)，I級生物安全柜不能為實驗操作區(qū)潔凈環(huán)境，沒有保護實驗材料的功能，所以目前已經(jīng)很少使用。
表1 I級、Ⅱ級以及Ⅲ級生物安全柜之間的差異
注：水平和垂直方向流出氣流的工作柜(“凈工作臺”)不屬于生物安全柜。也不能應(yīng)用于生物安全操作。
Ⅱ級生物安全柜，與檢驗醫(yī)學(xué)網(wǎng)I級生物安全柜相似，通過生物安全柜的前窗操作口進風(fēng)來人員保護，被實驗污染的氣流經(jīng)過濾器過濾后排出實驗室從而保護環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于窗操作口進風(fēng)不直接進入實驗操作區(qū)，而是在生物安全柜內(nèi)經(jīng)工作區(qū)頂部的過濾器過濾后，以層流的形式往下單向流向操作區(qū)(稱下降氣流)，這樣既為實驗操作區(qū)了潔凈環(huán)境，使得實驗材料免受環(huán)境污染，同時層流又防止了操作區(qū)不同區(qū)域間材料產(chǎn)生氣溶膠的相互交叉污染。
Ⅱ級生物安全柜按照結(jié)構(gòu)特點、氣流模式又分為A1、A2、B1和B2四種類型。其中，A1、A2型生物安全柜的氣流由安全柜內(nèi)單個風(fēng)機動力，風(fēng)機風(fēng)量的70％在安全柜柜體內(nèi)循環(huán)，形成下降氣流，30％直接排到實驗室，或經(jīng)套管式軟連接管排出實驗室外。這30％的風(fēng)量由流人氣流補充。由于A1型生物安全柜的排風(fēng)通道為正壓，一旦發(fā)生，污染氣流直接泄漏到實驗室中，結(jié)構(gòu)上存在缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)基本被A2型生物安全柜。B1型生物安全柜的氣流有30％在生物安全柜柜體內(nèi)循環(huán)，形成下降氣流，70％經(jīng)全封閉硬連接管道直接排出實驗室外，這70％的風(fēng)量由流人氣流補充，其動力主要來源于實驗室外的排風(fēng)風(fēng)機。B2型生物安全柜的流入氣流和下降氣流由實驗室外風(fēng)機通過封閉的硬連接管道排出室外，下降氣流由生物安全柜內(nèi)風(fēng)機動力，而流入氣流靠兩個風(fēng)機的氣流量差來保證。從防止微生物氣溶膠污染的保護能力上看，Al、A2、Bl和B2四種類型生物安全柜是相同的。由于B1和B2型生物安全柜是直接將氣流排出實驗室外，則對在實驗過程中產(chǎn)生有毒氣體時，顯示出它們的優(yōu)勢。一方面，毒性氣體可以排出實驗室而防止對實驗人員的危害，特別是B2型生物安全柜沒有氣體在柜體內(nèi)循環(huán)，還可以避免實驗中產(chǎn)生的對實驗有影響的氣體循環(huán)進入實驗區(qū)。目前廣泛使用的是Ⅱ級A2型和B2型生物安全柜。
Ⅲ級生物安全柜用于操作危險度4級的微生物材料，可以的個體防護。Ⅲ級生物安全柜的所有接口都是“密封的”，其送風(fēng)經(jīng)HEPA過濾，排風(fēng)則經(jīng)過兩個HEPA過濾器，進一步提高了對環(huán)境的保護。Ⅲ級生物安全柜由一個外置的專門的排風(fēng)系統(tǒng)來控制氣流，使安全柜內(nèi)部始終處于負(fù)壓狀態(tài)(不低于120 Pa)。只有通過連接在生物安全柜上的結(jié)實的橡膠手套，手才能伸到工作臺面。Ⅲ級生物安全柜應(yīng)該配備一個可以滅菌的、裝有HEPA過濾排風(fēng)裝置的傳遞箱。Ⅲ級生物安全柜可以與一個雙開門的高壓滅菌器相連接，并用它來清除進出生物安全柜的所有物品的污染。可以將幾個手套箱連在一起以增大工作面積。Ⅲ級生物安全柜適用于三級和四級生物安全水平的實驗室。
3 生物安全柜使用維護中存在的主要問題生物安全柜已大量應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)、疾病預(yù)防與控制機構(gòu)、醫(yī)療保健、食品衛(wèi)生領(lǐng)域和實驗室級機構(gòu)，這其中醫(yī)院和性實驗室使用量占很大比例。通過調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)直接或間接影響生物安全柜使用和維護的安全問題主要有三個方面，一是制造商，二是使用單位，三是第三方檢測機構(gòu)。
1)制造商方面存在的問題
(1)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱
制造商生產(chǎn)工藝技術(shù)條件參次不齊，從產(chǎn)品注冊檢驗情況看，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)原來是從事凈化設(shè)備生產(chǎn)的，投入生物安全柜生產(chǎn)是看到了廣闊的市場發(fā)展前景，在產(chǎn)品定型時，盡管制造商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)YY 0569—2005《生物安全柜》制訂的，但制造商自己沒有微生物保護等很多檢測條件，送檢注冊的產(chǎn)品一般很難一次性通過檢驗，經(jīng)常是處于整改到恢復(fù)檢驗的多次反復(fù)狀態(tài)，把檢測當(dāng)成了一種驗證設(shè)計。而且，由于生物安全柜標(biāo)準(zhǔn)是參照NSF／ANSI 49—2002和EN 12469：2000標(biāo)準(zhǔn)制訂的，制造商對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知程度有限，因此在產(chǎn)品設(shè)計上經(jīng)常存在缺陷，這些缺陷不通過微生物保護等相關(guān)檢測是很難發(fā)現(xiàn)。在注冊檢驗中我所也發(fā)現(xiàn)，注冊的生物安全柜產(chǎn)品產(chǎn)品問題zui、zui多；即使拿到注冊證的制造商采用新工藝設(shè)計生產(chǎn)的新型號生物安全柜產(chǎn)品時也會面臨一些技術(shù)問題，需要整改，各種安全性能的設(shè)計理念不能有效地體現(xiàn)在產(chǎn)品的總體性能操作中，當(dāng)然也影響到生物安全柜安全屏障的作用。
(2)缺乏自我監(jiān)管意識和技術(shù)服務(wù)能力
生物安全柜尚處于產(chǎn)品入市前的注冊檢驗階段和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)型階段，對于安裝檢驗、維護檢驗及周期檢驗領(lǐng)域均處于顧及不上階段。
生物安全柜如果沒有經(jīng)過的安裝、周期和維護檢驗，運行參數(shù)很難保證在正常狀態(tài)下，是起不到生物安全柜安全屏障的作用，也無法保證操作者、實驗室環(huán)境和實驗材料的安全。盡管進VI的生物安全柜制造商起步較早，而且有豐富的生物安全柜測試維護經(jīng)驗，但是由于的生物安全柜主要是制度，同時出于成本和中國政策法規(guī)并未強制要求安裝和周期檢驗的因素，導(dǎo)致制造商的生物安全柜并未按照其所屬國的安全法規(guī)要求對客戶進行的安裝檢驗和日常維護檢驗。更有甚者將其淘汰型號的產(chǎn)品和不滿足YY O569—2005《生物安全柜》要求的產(chǎn)品在中國銷售。后期有效監(jiān)管力度的缺失，加上制造商自身對后續(xù)服務(wù)也缺乏重視，存在嚴(yán)重的安全隱患。
制造商在型式檢驗中精心準(zhǔn)備，隨后，為了招標(biāo)、市場競爭等因素，壓低生產(chǎn)成本，隨意改變產(chǎn)品關(guān)鍵部件(如風(fēng)機和過濾器)，導(dǎo)致產(chǎn)品失去或降低安全屏障性能；由于周期檢驗需要技術(shù)投入，利潤也低，制造商積性不高，而且多數(shù)企業(yè)不具備現(xiàn)場檢驗?zāi)芰Γ瑹o法滿足客戶的需求。這些都嚴(yán)重影響了生物安全柜在的生產(chǎn)質(zhì)量，也破壞了生物安全柜銷售的大環(huán)境。
大多數(shù)制造商在銷售生物安全柜時，均要在生物安全柜安裝到位后，會進行安裝調(diào)試并檢測生物安全柜各項參數(shù)正常；也會有一年的保修期。但實際上，由于缺乏相應(yīng)的后續(xù)監(jiān)管，以及使用機構(gòu)和實驗室對技術(shù)監(jiān)控和維護手段的缺乏，大多數(shù)的制造商并沒有對售后安裝維修工程師進行有效的培訓(xùn)，安裝維修工程師的實際檢驗操作能力普遍較低，且能力參差不齊，也沒有配置安裝和維護檢驗的設(shè)備，安裝調(diào)試檢驗根本不到位，安裝后的設(shè)備有形無神，不能保證正常運行狀態(tài)。
2)使用單位問題
(1)使用部門重視程度差
對生物安全柜安裝位置、使用狀態(tài)、保養(yǎng)維護及周期檢驗等方面的監(jiān)控，是對使用機構(gòu)和實驗室相關(guān)操作人員安全使用和對試驗操作安全性的一個重要環(huán)節(jié)，也是對環(huán)境及其他人員健康安全保證的一種有效手段。但由于使用部門本身對安全柜的認(rèn)識尚處于初級階段，對安裝、調(diào)試、維護及周期檢驗的重要性和必要性認(rèn)識不夠，這主要表現(xiàn)在：現(xiàn)場安裝前，缺少與www.med126.com制造商的溝通，在生物安全柜的放置環(huán)境、擺放位置和相關(guān)配置上出現(xiàn)不匹配和先期缺陷，導(dǎo)致生物安全柜使用壽命的降低和操作的不安全。
對產(chǎn)品安裝檢驗、維護檢驗及周期檢驗技術(shù)指標(biāo)不了解，自身沒有確認(rèn)能力，也沒有委托第三方有資質(zhì)檢驗機構(gòu)測試的意識。
醫(yī)療機構(gòu)是生物安全柜使用的主體，由于缺乏安全防護制度和法規(guī)意識上的缺乏，甚至?xí)褂脽o醫(yī)療器械注冊證的生物安全柜，更不用說對產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)上的掌控，無法保障實驗室的安全。中國食品藥品網(wǎng)曾曝光，
11月5日安丘市食品藥品監(jiān)督管理局一舉查獲了兩起使用無醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證生物安全柜案件，兩家大型醫(yī)療機構(gòu)用于艾滋病檢查的儀器競無《醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證》，經(jīng)查，醫(yī)院無法生物安全柜的《醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證》，另醫(yī)院生物安全柜的《醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證》系偽造。安丘市食品藥品監(jiān)督管理局依法對兩家醫(yī)院進行了處罰并展開進一步追查。
(2)培訓(xùn)力度不夠
對相關(guān)操作人員和維護監(jiān)控人員的培訓(xùn)不到位，操作人員對生物安全柜的正確操作和保養(yǎng)不熟悉，會導(dǎo)致生物安全柜正常使用壽命大大降低，埋下安全隱患，安全屏障的設(shè)備其實并不安全。
3)第三方檢測機構(gòu)問題
由于生物安全柜的結(jié)構(gòu)功能和使用要求的特殊性，所以需要有授權(quán)資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)進行測試。但目前為止，有資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)少，由于需要必要的生物防護和制造商的配合，出于對檢驗人員安全的考慮，能夠?qū)嵤┈F(xiàn)場檢驗服務(wù)的機構(gòu)和人員更為匱乏。
4)其他問題
4 解決生物安全柜使用維護問題的思路和技術(shù)需求重點
1)解決思路
我們認(rèn)為，解決生物安全柜使用維護問題的主要思路是：
一方面通過政策保障及第三方，來協(xié)助使用機構(gòu)、實驗室進行對即將投入使用和在用的生物安全柜進行動態(tài)監(jiān)測和維護，提高生物安全柜使用的安全性，減少事件的發(fā)生。另一方面通過對生物安全柜安裝、維護和周期的監(jiān)測和評價，問接地促使制造商在產(chǎn)品設(shè)計驗證、后期測試維護上加大人員和技術(shù)服務(wù)上的投入，建立有效的質(zhì)量管理體系，保障售后產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力、促進產(chǎn)業(yè)合理、有效、健康地發(fā)展。
2)技術(shù)需求重點
(1)增強生物安全柜使用機構(gòu)的安全風(fēng)險意識、提高操作人員能力。
加強生物安全柜設(shè)備管理部門管理，加大投入，通過培訓(xùn)使每一個操作者明確操作技能和自身職責(zé)；
提高設(shè)備管理部門安全風(fēng)險意識，盡心履行職責(zé)，對安裝、出現(xiàn)問題的維護、每年的周期檢驗嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；
要做到正確有效的與醫(yī)學(xué).全在線www.med126.com制造商溝通。
(2)加強制造商對生物安全柜的服務(wù)能力和意識。
要嚴(yán)格出廠檢驗，出廠安全柜應(yīng)臺臺檢測，臺臺合格；
安裝前應(yīng)主動與用戶溝通，科學(xué)合理安裝生物安全柜；
應(yīng)積提升安裝維修工程師的能力，配備必要的儀器，確保生物安全柜安裝檢驗的條件。
(3)發(fā)揮第三方檢測機構(gòu)的作用
盡快健全政策法規(guī)，可依據(jù)YY0569—2005《生物安全柜》標(biāo)準(zhǔn)的要求，保障安裝、使用維護和周期檢驗的順利實施；
第三方檢測機構(gòu)也應(yīng)不斷提高加強宣傳，提升自身技術(shù)能力、素質(zhì)，擴大影響力，樹立；第三方檢測機構(gòu)考慮建立從聯(lián)絡(luò)到配合實施檢驗的技術(shù)平臺，保證生物安全柜的安全有效使用，也可為生物安全柜市場的公平競爭有效的技術(shù)監(jiān)督。
5 結(jié)論和建議
行政管理部門可以依靠第三方檢測機構(gòu)的技術(shù)條件，實施對生物安全柜的現(xiàn)場安裝檢驗、使用過程中的維護檢驗和每年一次的周期檢測，進一步對生物安全柜制造商和使用機構(gòu)進行有效的動態(tài)監(jiān)督和管理，這樣可以：
協(xié)助提高使用機構(gòu)生物安全柜的使用維護能力，既可以節(jié)約設(shè)備成本，又可以提高生物安全柜的安全性，減少事件的發(fā)生；加強生物安全柜生產(chǎn)源頭和使用終端的管理，提高對其預(yù)防性維護或保養(yǎng)維護的意識，保障操作者和其他人員的安全；
促使制造商建立有效的質(zhì)量管理體系，穩(wěn)定設(shè)計工藝，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力、促進技術(shù)創(chuàng)新，促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
生物安全柜技術(shù)檢測規(guī)范的建立為范圍內(nèi)生物安全柜的有效控制了技術(shù)依據(jù)，安全效果得到保證，減少使用機構(gòu)存在的潛伏性安全隱患，其社會效益是巨大的。
由于生物安全柜的結(jié)構(gòu)功能和使用要求的特殊性，相關(guān)檢測人員要經(jīng)過專門的培訓(xùn)，采用設(shè)備。必須有資質(zhì)機構(gòu)的人員依據(jù)w O569—2005《生物安全柜》標(biāo)準(zhǔn)對在用生物安全柜進行現(xiàn)場安裝檢驗、維護檢驗和周期檢驗，從而保證其使用的安全有效。
