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(shí)現*道物理隔離的技術(shù)產(chǎn)品，為操作原代培養物、菌毒株以及診斷性標本等具有感染性的實(shí)驗材料時(shí)，用來(lái)保護操作者本人、實(shí)驗室環(huán)境以及實(shí)驗材料，使其避免暴露于上述操作過(guò)程中可能產(chǎn)生的感染性氣溶膠和濺出物而設計的。當操作液體或半流體，例如搖動(dòng)、傾注、攪拌，或將液體滴加到固體表面上或另一種液體中時(shí)，均有可能產(chǎn)生氣溶膠。在對瓊脂板劃線(xiàn)接種、用吸管接種細胞培養瓶、采用多道加樣器將感染性試劑的混懸液轉移到微量培養板中、對感染性物質(zhì)進(jìn)行勻漿及渦旋振蕩、對感染性液體進(jìn)行離心以及進(jìn)行動(dòng)物操作時(shí)，這些實(shí)驗室操作都可能產(chǎn)生感染性氣溶膠。由于肉眼無(wú)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(shí)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(shí)驗室感染以及培養物交叉污染。生物安全柜同時(shí)也能保護環(huán)境。

1 生物安全柜基本現狀

我國在2003年SARS之前，僅有農業(yè)部、疾病控制中心、微生物機構等接觸強致病性病原體的機構用到生物安全柜，所使用的生物安全柜主要從歐美或新加坡，我國沒(méi)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(shí)驗室生物安全手冊》第3版、CNAS—CL05—2006《實(shí)驗室生物安全認可準則》、WS 233—2002《微生物和生物醫學(xué)實(shí)驗室生物安全通用準則》、GB 19781—2005／ISO 15190：2003《醫學(xué)實(shí)驗室安全要求》及GB 19489—2004《實(shí)驗室生物安全通用要求》、YY0569—2005《生物安全柜》等標準要求和準則的出臺，近年來(lái)醫療衛生機構和疾病預防控制機構對生物安全防護設施日益重視，作為生物安全防護設備的生物安全柜，它的需求量Ft漸增大。

現在生物安全柜大量應用在醫療衛生、疾病預防控制、醫療保健、食品衛生等領(lǐng)域和實(shí)驗室級機構，在生物制藥、環(huán)境監測、科研機構也有應用，至今生物安全柜的在用量約2萬(wàn)臺。在初期，主要解決的還是*，滿(mǎn)足用戶(hù)需求的問(wèn)題，并未對生物安全柜用戶(hù)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(diǎn)在于產(chǎn)量和市場(chǎng)，并沒(méi)有很好地開(kāi)展現場(chǎng)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)品結構和防護原理知識的缺乏，沒(méi)有安裝驗收和期間維護檢查的安全防護意識，認為使用了安全柜就安全了，一勞永逸。

事實(shí)上為了規范生物安全柜的質(zhì)量，北京市醫療器械檢驗所早于2004年就著(zhù)手生物安全柜標準的制定。YY 0569—2005《生物安全柜》行業(yè)標準于2005年發(fā)布并已于2006年6月1日起正式實(shí)施，該標準綜合借鑒了NSF／ANSI 49—2002和EN12469：2000的要求和檢測手段，如采用NSF／ANSI49—2002標準對二級生物安全柜的分類(lèi)要求，分為A1、A2、Bl、B2四種類(lèi)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(shí)，還針對中國市場(chǎng)的現狀，參考兩大標準創(chuàng )新性地提出了部分性能要求，如實(shí)時(shí)氣流顯示、警報系統、工作區三面一體成形及負壓設計等；在標準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(diǎn)、分類(lèi)及應用選擇

多年以來(lái)，生物安全柜的基本設計已經(jīng)歷了多次改進(jìn)。主要的變化是在排風(fēng)系統增加了HEPA過(guò)濾器。對于直徑0．3tan的顆粒，HEPA過(guò)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(guò)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。生物安全柜設計中的第二個(gè)改進(jìn)是將經(jīng)HEPA過(guò)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(diǎn)通常被稱(chēng)為實(shí)驗對象保護 
(product protee．tion)o

生物安全柜是微生物實(shí)驗過(guò)程中人員保護、環(huán)境保護的通風(fēng)裝置，有些類(lèi)型的生物安全柜還可以為實(shí)驗潔凈的局部環(huán)境來(lái)保護實(shí)驗材料和防止實(shí)驗材料間的交叉污染。生物安全柜按照其結構和實(shí)現保護的能力分為I級生物安全柜、Ⅱ級生物安全柜和Ⅲ級生物安全柜三個(gè)。

I級生物安全柜，進(jìn)風(fēng)從前窗操作口處(稱(chēng)流入氣流)以不低于O．40 m／s的低速率進(jìn)人生物安全柜，空氣經(jīng)過(guò)工作臺表面，并經(jīng)排風(fēng)管排出生物安全柜，來(lái)人員保護，被實(shí)驗污染的氣流經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后排出實(shí)驗室從而保護實(shí)驗室環(huán)境不受微生物因子的污染。但由于實(shí)驗室空氣經(jīng)操作前窗直接進(jìn)入實(shí)驗操作區，I級生物安全柜不能為實(shí)驗操作區潔凈環(huán)境，沒(méi)有保護實(shí)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。也不能應用于生物安全操作。

Ⅱ級生物安全柜，與檢驗醫學(xué)網(wǎng)I級生物安全柜相似，通過(guò)生物安全柜的前窗操作口進(jìn)風(fēng)來(lái)人員保護，被實(shí)驗污染的氣流經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后排出實(shí)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(jìn)風(fēng)不直接進(jìn)入實(shí)驗操作區，而是在生物安全柜內經(jīng)工作區頂部的過(guò)濾器過(guò)濾后，以層流的形式往下單向流向操作區(稱(chēng)下降氣流)，這樣既為實(shí)驗操作區了潔凈環(huán)境，使得實(shí)驗材料免受環(huán)境污染，同時(shí)層流又防止了操作區不同區域間材料產(chǎn)生氣溶膠的相互交叉污染。

Ⅱ級生物安全柜按照結構特點(diǎn)、氣流模式又分為A1、A2、B1和B2四種類(lèi)型。其中，A1、A2型生物安全柜的氣流由安全柜內單個(gè)風(fēng)機動(dòng)力，風(fēng)機風(fēng)量的70％在安全柜柜體內循環(huán)，形成下降氣流，30％直接排到實(shí)驗室，或經(jīng)套管式軟連接管排出實(shí)驗室外。這30％的風(fēng)量由流人氣流補充。由于A(yíng)1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(shí)驗室中，結構上存在缺陷，現在已經(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(shí)驗室外，這70％的風(fēng)量由流人氣流補充，其動(dòng)力主要來(lái)源于實(shí)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(shí)驗室外風(fēng)機通過(guò)封閉的硬連接管道排出室外，下降氣流由生物安全柜內風(fēng)機動(dòng)力，而流入氣流靠?jì)蓚€(gè)風(fēng)機的氣流量差來(lái)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(lèi)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(shí)驗室外，則對在實(shí)驗過(guò)程中產(chǎn)生有毒氣體時(shí)，顯示出它們的優(yōu)勢。一方面，毒性氣體可以排出實(shí)驗室而防止對實(shí)驗人員的危害，特別是B2型生物安全柜沒(méi)有氣體在柜體內循環(huán)，還可以避免實(shí)驗中產(chǎn)生的對實(shí)驗有影響的氣體循環(huán)進(jìn)入實(shí)驗區。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(gè)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(guò)濾，排風(fēng)則經(jīng)過(guò)兩個(gè)HEPA過(guò)濾器，進(jìn)一步提高了對環(huán)境的保護。Ⅲ級生物安全柜由一個(gè)外置的專(zhuān)門(mén)的排風(fēng)系統來(lái)控制氣流，使安全柜內部始終處于負壓狀態(tài)(不低于120 Pa)。只有通過(guò)連接在生物安全柜上的結實(shí)的橡膠手套，手才能伸到工作臺面。Ⅲ級生物安全柜應該配備一個(gè)可以滅菌的、裝有HEPA過(guò)濾排風(fēng)裝置的傳遞箱。Ⅲ級生物安全柜可以與一個(gè)雙開(kāi)門(mén)的高壓滅菌器相連接，并用它來(lái)清除進(jìn)出生物安全柜的所有物品的污染?？梢詫讉€(gè)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(shí)驗室。

3 生物安全柜使用維護中存在的主要問(wèn)題生物安全柜已大量應用在醫療衛生機構、疾病預防與控制機構、醫療保健、食品衛生領(lǐng)域和實(shí)驗室級機構，這其中醫院和性實(shí)驗室使用量占很大比例。通過(guò)調研，可以發(fā)現直接或間接影響生物安全柜使用和維護的安全問(wèn)題主要有三個(gè)方面，一是制造商，二是使用單位，三是第三方檢測機構。

1)制造商方面存在的問(wèn)題

(1)技術(shù)基礎薄弱

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，多數生產(chǎn)企業(yè)原來(lái)是從事凈化設備生產(chǎn)的，投入生物安全柜生產(chǎn)是看到了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景，在產(chǎn)品定型時(shí)，盡管制造商的企業(yè)標準是依據YY 0569—2005《生物安全柜》制訂的，但制造商自己沒(méi)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(guò)檢驗，經(jīng)常是處于整改到恢復檢驗的多次反復狀態(tài)，把檢測當成了一種驗證設計。而且，由于生物安全柜標準是參照NSF／ANSI 49—2002和EN 12469：2000標準制訂的，制造商對標準的認知程度有限，因此在產(chǎn)品設計上經(jīng)常存在缺陷，這些缺陷不通過(guò)微生物保護等相關(guān)檢測是很難發(fā)現。在注冊檢驗中我所也發(fā)現，注冊的生物安全柜產(chǎn)品產(chǎn)品問(wèn)題zui、zui多；即使拿到注冊證的制造商采用新工藝設計生產(chǎn)的新型號生物安全柜產(chǎn)品時(shí)也會(huì )面臨一些技術(shù)問(wèn)題，需要整改，各種安全性能的設計理念不能有效地體現在產(chǎn)品的總體性能操作中，當然也影響到生物安全柜安全屏障的作用。

(2)缺乏自我監管意識和技術(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(méi)有經(jīng)過(guò)的安裝、周期和維護檢驗，運行參數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(wú)法保證操作者、實(shí)驗室環(huán)境和實(shí)驗材料的安全。盡管進(jìn)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(shí)出于成本和中國政策法規并未強制要求安裝和周期檢驗的因素，導致制造商的生物安全柜并未按照其所屬?lài)陌踩ㄒ幰髮蛻?hù)進(jìn)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(mǎn)足YY O569—2005《生物安全柜》要求的產(chǎn)品在中國銷(xiāo)售。后期有效監管力度的缺失，加上制造商自身對后續服務(wù)也缺乏重視，存在嚴重的安全隱患。

制造商在型式檢驗中精心準備，隨后，為了招標、市場(chǎng)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(guò)濾器)，導致產(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，而且多數企業(yè)不具備現場(chǎng)檢驗能力，無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。這些都嚴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(xiāo)售的大環(huán)境。

大多數制造商在銷(xiāo)售生物安全柜時(shí)，均要在生物安全柜安裝到位后，會(huì )進(jìn)行安裝調試并檢測生物安全柜各項參數正常；也會(huì )有一年的保修期。但實(shí)際上，由于缺乏相應的后續監管，以及使用機構和實(shí)驗室對技術(shù)監控和維護手段的缺乏，大多數的制造商并沒(méi)有對售后安裝維修工程師進(jìn)行有效的培訓，安裝維修工程師的實(shí)際檢驗操作能力普遍較低，且能力參差不齊，也沒(méi)有配置安裝和維護檢驗的設備，安裝調試檢驗根本不到位，安裝后的設備有形無(wú)神，不能保證正常運行狀態(tài)。

2)使用單位問(wèn)題

(1)使用部門(mén)重視程度差

對生物安全柜安裝位置、使用狀態(tài)、保養維護及周期檢驗等方面的監控，是對使用機構和實(shí)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(gè)重要環(huán)節，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(mén)本身對安全柜的認識尚處于初級階段，對安裝、調試、維護及周期檢驗的重要性和必要性認識不夠，這主要表現在：現場(chǎng)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)配置上出現不匹配和先期缺陷，導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)指標不了解，自身沒(méi)有確認能力，也沒(méi)有委托第三方有資質(zhì)檢驗機構測試的意識。

醫療機構是生物安全柜使用的主體，由于缺乏安全防護制度和法規意識上的缺乏，甚至會(huì )使用無(wú)醫療器械注冊證的生物安全柜，更不用說(shuō)對產(chǎn)品技術(shù)指標上的掌控，無(wú)法保障實(shí)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督管理局一舉查獲了兩起使用無(wú)醫療器械產(chǎn)品注冊證生物安全柜案件，兩家大型醫療機構用于艾滋病檢查的儀器競無(wú)《醫療器械產(chǎn)品注冊證》，經(jīng)查，醫院無(wú)法生物安全柜的《醫療器械產(chǎn)品注冊證》，另醫院生物安全柜的《醫療器械產(chǎn)品注冊證》系偽造。安丘市食品藥品監督管理局依法對兩家醫院進(jìn)行了處罰并展開(kāi)進(jìn)一步追查。

(2)培訓力度不夠

對相關(guān)操作人員和維護監控人員的培訓不到位，操作人員對生物安全柜的正確操作和保養不熟悉，會(huì )導致生物安全柜正常使用壽命大大降低，埋下安全隱患，安全屏障的設備其實(shí)并不安全。

3)第三方檢測機構問(wèn)題

由于生物安全柜的結構功能和使用要求的特殊性，所以需要有授權資質(zhì)的第三方檢測機構進(jìn)行測試。但目前為止，有資質(zhì)的第三方檢測機構少，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，能夠實(shí)施現場(chǎng)檢驗服務(wù)的機構和人員更為匱乏。

4)其他問(wèn)題

4 解決生物安全柜使用維護問(wèn)題的思路和技術(shù)需求重點(diǎn)

1)解決思路

我們認為，解決生物安全柜使用維護問(wèn)題的主要思路是：

一方面通過(guò)政策保障及第三方，來(lái)協(xié)助使用機構、實(shí)驗室進(jìn)行對即將投入使用和在用的生物安全柜進(jìn)行動(dòng)態(tài)監測和維護，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(guò)對生物安全柜安裝、維護和周期的監測和評價(jià)，問(wèn)接地促使制造商在產(chǎn)品設計驗證、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(jìn)產(chǎn)業(yè)合理、有效、健康地發(fā)展。

2)技術(shù)需求重點(diǎn)

(1)增強生物安全柜使用機構的安全風(fēng)險意識、提高操作人員能力。

加強生物安全柜設備管理部門(mén)管理，加大投入，通過(guò)培訓使每一個(gè)操作者明確操作技能和自身職責；

提高設備管理部門(mén)安全風(fēng)險意識，盡心履行職責，對安裝、出現問(wèn)題的維護、每年的周期檢驗嚴格按技術(shù)標準執行；

要做到正確有效的與醫學(xué).全在線(xiàn)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。

要嚴格出廠(chǎng)檢驗，出廠(chǎng)安全柜應臺臺檢測，臺臺合格；

安裝前應主動(dòng)與用戶(hù)溝通，科學(xué)合理安裝生物安全柜；

應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)揮第三方檢測機構的作用

盡快健全政策法規，可依據YY0569—2005《生物安全柜》標準的要求，保障安裝、使用維護和周期檢驗的順利實(shí)施；

第三方檢測機構也應不斷提高加強宣傳，提升自身技術(shù)能力、素質(zhì)，擴大影響力，樹(shù)立；第三方檢測機構考慮建立從聯(lián)絡(luò )到配合實(shí)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(chǎng)的公平競爭有效的技術(shù)監督。

5 結論和建議

行政管理部門(mén)可以依靠第三方檢測機構的技術(shù)條件，實(shí)施對生物安全柜的現場(chǎng)安裝檢驗、使用過(guò)程中的維護檢驗和每年一次的周期檢測，進(jìn)一步對生物安全柜制造商和使用機構進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)監督和管理，這樣可以：

協(xié)助提高使用機構生物安全柜的使用維護能力，既可以節約設備成本，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，提高對其預防性維護或保養維護的意識，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，穩定設計工藝，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力、促進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

生物安全柜技術(shù)檢測規范的建立為范圍內生物安全柜的有效控制了技術(shù)依據，安全效果得到保證，減少使用機構存在的潛伏性安全隱患，其社會(huì )效益是巨大的。

由于生物安全柜的結構功能和使用要求的特殊性，相關(guān)檢測人員要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓，采用設備。必須有資質(zhì)機構的人員依據w O569—2005《生物安全柜》標準對在用生物安全柜進(jìn)行現場(chǎng)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。