МОБИЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭПИЗООТОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОСОБО ОПАСНЫХ И ДРУГИХ ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫХ ИНФЕКЦИЙ

Полезная модель относится к передвижным лабораториям и может быть использована для проведения эпизоотологического мониторинга особо опасных (ООИ) и других природно-очаговых инфекций.
Полезная модель выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 гг.)» и в соответствии с Государственным контрактом №112-Д от 11.06.2009 г.
В целях составления прогнозов об эпизоотологической активности природных очагов инфекционных болезней, их активности в последующие годы необходимо своевременное эпизоотологическое обследование территории природных очагов чумы и сопряженных с ними природных очагов других инфекций. Эпизоотологическое обследование территории природных очагов чумы и сопряженных с ними природных очагов других инфекций проводится преимущественно силами противочумных станций.
Одной из мер повышения эффективности эпизоотологического мониторинга в природных очагах инфекционных болезней бактериальной и вирусной природы может быть использование мобильных лабораторий, способных дислоцироваться на территории природных очагов инфекций, независимо от их ландшафтно-географических и климатических характеристик, и проводить в должном объеме в полевых условиях качественный лабораторный анализ эпизоотологических проб биологического материала и объектов окружающей среды, собранных в ходе эпизоотологического обследования, с использованием современных методов исследования при соблюдении требований биологической безопасности с привлечением минимального количества специалистов.
Известна мобильная лаборатория эпидразведки и индикации смонтированая в кузове полноприводного автомобиля на базе ГАЗ 2705 и содержит герметично исполненный салон кузова-фургона с системами жизнеобеспечения, средствами связи, компьютером и диагностическим оборудованием. Патент RU №61209 от 18.10.2006 г. Лаборатория предназначена для отбора проб и проведения лабораторной диагностики экспресс-методами на наличие особо опасных и неизвестных возбудителей инфекционных болезней. Однако в лаборатории не предусмотрены условия для проведения бактериологических исследований и автоклавирования.
Известен мобильный противоэпидемический комплекс по патенту RU 66723, 18.12.2006, содержащий взаимосвязанные функциональные модули различного уровня биологической защиты (лаборатория индикации, бактериологическая, особо опасных инфекций, санитарно-гигиеническая лаборатория, блок поддержки бактериологических исследований) и дополнительные модули. Каждый функциональный модуль образован на основе кузова-фургона, установленного на шасси автомобиля повышенной проходимости или на базе спецавтоприцепа, оснащен необходимым оборудованием для проведения работ с возбудителями инфекционных болезней и системами жизнеобеспечения.
Лаборатория индикации указанного комплекса содержит герметично исполненный салон с уровнем безопасности BSL-3, разделенный перегородками с герметично закрывающимися, дверями на отсек для приема и работы с заразным биологическим материалом, отсек для работы с обеззараженным биологическим материалом и санпропускник, включающий отсек для снятия верхней и надевания рабочей одежды, душевую, отсек для надевания и снятия защитной одежды. Лаборатория оснащена диагностическим оборудованием для выявления возбудителей I-II групп патогенности методами экспресс и ускоренной диагностики (ИФА, МФА, ПЦР), оборудованием и средствами жизнеобеспечения и предназначена для индикации возбудителей особо опасных инфекций бактериальной и вирусной природы, токсинов, а также неизвестных патогенных биологических агентов (ПБА) в условиях эпидемиологических последствий различных чрезвычайных ситуаций, в том числе биотеррористического характера. Однако, лаборатория не предназначена для проведения бактериологических исследований, отсутствуют условия для проведения стерилизации посуды, розлива питательных сред и автоклавирования заразного материала. Патент RU 65436, 02.04.2007.
Бактериологическая лаборатория содержит герметично исполненный салон с уровнем безопасности BSL-2, разделенный перегородками с герметично закрывающимися, дверями, на отсек для проведения бактериологических исследований и санпропускник. Лаборатория оснащена диагностическим оборудованием, средствами жизнеобеспечения и предназначена диагностики возбудителей инфекционных болезней III-IV групп патогенности в условиях эпидемиологических последствий различных чрезвычайных ситуаций. Однако, лаборатория не обладает всем необходимым для проведения индикации, стерилизации посуды, розлива питательных сред и автоклавирования заразного материала. Патент RU 65435, 02.04.2007.
Лабораториям особо опасных инфекций содержит герметично исполненный салон с уровнем биологической безопасности BSL-3. Салон лаборатории разделен герметичными перегородками на отсеки, предназначенные для проведения бактериологических исследований, и санпропускник. Для приема биологического материала и передачи его из отсека в отсек в стенах предусмотрены передаточные шлюзовые камеры. Лаборатория предназначена для проведения бактериологических исследований на наличие возбудителей особо опасных и неизвестных инфекционных болезней в условиях эпидемиологических последствий различных чрезвычайных биолого-социальных ситуаций, в том числе биотеррористического характера. Патент RU 65435, 02.04.2007.
Санитарно-гигиеническая лаборатория содержит герметично исполненный салон с уровнем безопасности BSL-2, разделенный перегородками с герметично закрывающимися, дверями, на функциональный отсек для проведения санитарно-гигиенических и химических исследований и санпропускник. Лаборатория оснащена диагностическим оборудованием для определения санитарно-микробиологических, токсикологических и химических показателей безопасности пищевых продуктов и/или объектов окружающей среды в соответствии с гигиеническими нормативами. Патент RU 65434, 02.04.2007.
Блок поддержки бактериологических исследований содержит герметично исполненный салон с уровнем безопасности BSL-2, оснащенный средствами жизнеобеспечения и оборудованием, разделенный перегородками на отсек для стерилизации и приготовления питательных сред, отсек для автоклавирования заразного материала, оснащенные необходимым оборудованием и отсек для надевания и снятия защитной одежды. Блок поддержки обеспечивает мобильные лаборатории питательными средами, стерильными материалами, а также возможность обеззараживания инфицированных объектов. Однако, в лаборатории невозможно проведение диагностических исследований. Патент RU 65833, 02.04.2007.
Каждая из описанных лабораторий комплекса имеет свое назначение, а в составе комплекса они решают широкий спектр вопросов в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения при ликвидации эпидемических вспышек инфекционных болезней, последствий природных бедствий, техногенных катастроф.
В ходе эпизоотологического мониторинга стоят следующие задачи: эпизоотологическое обследование территории природных очагов инфекций; участие в проведении экстренных противоэпидемических мероприятий по выявлению, локализации и ликвидации очагов опасных инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии, возникших вследствие активизации природных очагов инфекций; лабораторная диагностика природно-очаговых инфекций, индикация возбудителей и бактериологические исследования полевого биологического материала и объектов окружающей среды на наличие ПБА.
Для решения указанных задач использование комплекса в целом экономически необоснованно, нерационально использование всего штатного состава, а каждая в отдельности лаборатория комплекса ограничена в решении поставленных задач.
На сегодняшний день в Российской Федерации отсутствуют мобильные лаборатории для осуществления эпизоотологического мониторинга особо опасных и других природно-очаговых инфекций. Проведение диагностических и зоолого-паразитологических работ при обследовании природно-очаговых территорий осуществляется на стационарных базах для сезонного функционирования эпидотрядов, поддержание которых требует больших финансовых вложений. Это привело в последнее время к сокращению таких баз и как следствие к снижению объема ежегодно выполняемых работ и недостаточности получаемой информации об эпизоотологическом состоянии природных очагов инфекционных болезней, что затрудняет составление прогнозов их активности на последующие годы.
В основу полезной модели положена задача создания мобильной лаборатории соответствующей требованиям нормативных документов по безопасности работы с микроорганизмами I-IV групп патогенности для проведения диагностических исследований биологического полевого материала и объектов окружающей среды на наличие возбудителей опасных инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии в целях осуществления эпизоотологического мониторинга территории.
Поставленная задача решается тем, что мобильная лаборатория для осуществления эпизоотологического мониторинга особо опасных и других природно-очаговых инфекционных болезней включает два функционально взаимосвязанных модуля - модуль индикации и бактериологический, каждый из которых образован в кузове фургона, установленного на шасси автомобиля и/или спецавтоприцепа к автомобилю повышенной проходимости и содержит герметично исполненные салоны с уровнем биологической безопасности BSL-2, позволяющим работать с возбудителями инфекционных болезней I-IV групп патогенности, с системой принудительной приточно-вытяжной вентиляции, снабженной фильтрами тонкой очистки оснащенные средствами жизнеобеспечения и разделенные перегородками с герметично закрывающимися дверями на санпропускник и функциональные отсеки, при этом функциональные отсеки модуля индикации представлены отсеком для работы с инфицированным материалом, оснащенным диагностическим оборудованием и приборами для проведения индикации возбудителей I-IV групп патогенности, оборудованным боксами биологической безопасности II класса, и отсеком для обеззараживания инфицированных объектов, оснащенным оборудованием для автоклавирования заразного материала, снабженным дверью аварийного выхода с передаточным окном; функциональные отсеки бактериологического модуля представлены отсеком для бактериологических исследований, снабженным передаточным шлюзом и оснащенным оборудованием для выделения возбудителей, идентификации и определения чувствительности к антибиотикам, боксом биологической безопасности II класса, и отсеком для подготовки питательных сред и стерилизации, оснащенным автоклавом для стерилизации питательных сред, сухожаровым шкафом для стерилизации лабораторной посуды, оборудованием для приготовления и розлива питательных сред; санпропускник разделен на отсек для снятия верхней одежды и надевания рабочей и защитной одежды, душевую, отсек для снятия защитной одежды; оборудование и средства жизнеобеспечения модулей, включающие системы энергоснабжения, водоснабжения, отопления, кондиционирования и вентиляции, систему связи функционально и конструктивно взаимосвязаны.
Отсек для работы с инфицированным материалом модуля индикации также оснащен холодильниками, лабораторными столами с установленным на них диагностическим оборудованием, приборами и расходными материалами для проведения диагностических исследований к которым относятся: приборы для подготовки проб к ИФА, выделению ДНК/РНК, приборы и инструменты для вскрытия животных, приготовления суспензий органной, первичной обработки материала, приборы для приготовления реакционных смесей для проведения ПЦР, приборы для проведения и регистрации результатов иммуноферментной реакции, реакции амплификации, приборы для проведения люминесцентной микроскопии. Отсек для обеззараживания инфицированных объектов оборудован автоклавом для деструкции заразного материала, мойкой и лабораторным столом. Оба отсека оснащены навесными шкафами для размещения лабораторного имущества.
Отсек для проведения бактериологических исследований бактериологического модуля оснащен приборами и расходными материалами для выполнения бактериологических посевов, осуществления микроскопии колоний и мазков, постановки микробиологических тестов и чувствительности к антибактериальным препаратам, холодильниками для хранения диагностических препаратов, мебелью. Отсек для подготовки питательных сред и стерилизации также оснащен мойкой, лабораторным столом для подготовки лабораторной посуды и розлива сред. Оба отсека снабжены навесными шкафами для размещения лабораторного имущества.
В обоих модулях отсек для снятия верхней одежды и надевания рабочей и защитной одежды оборудован шкафом с двумя отделениями для хранения верхней и защитной одежды и тумбой-мойкой, отсек для надевания и снятия защитной одежды снабжен контейнером для использованной защитной одежды, а душевая оснащена душевой установкой.
Уровень биологической безопасности BSL-2 в лаборатории обеспечивают герметично исполненный салон, принудительная приточно-вытяжная вентиляция, наличие БББ II класса, бактерицидных облучателей и санпропускника. Герметичность салона достигается заполнением примыканий между панелями внутренней обшивки стен, потолка и напольного покрытия герметиком. Салон исполнен с термошумоизоляцией стеновых, половых и потолочных панелей. Внутренняя обшивка стен, потолочной части салона и пола выполнена из материала, устойчивого к моющим и дезинфицирующим средствам.
Боксы биологической безопасности (БББ) II класса, установленные в индикационном и бактериологическом модулях предназначены для работы с материалом подозрительным на зараженность возбудителями I (кроме вирусов) - IV групп патогенности и имеет промышленно предусмотренные высокоэффективных фильтры тонкой очистки, установленные на входном и выходном отверстиях. Из салона воздух поступает в БББ и, пройдя через фильтры, рециркулирует внутри бокса (85%), и принудительно (15%) выводится во внешнюю среду. БББ обеспечивает защиту работающего персонала и помещения лаборатории от контаминации возбудителями и предотвращение загрязнения исследуемого материала.
Средства жизнеобеспечения включают системы энергоснабжения, кондиционирования и отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации и системы связи. Система энергоснабжения содержит автономный электрогенератор, расположенный в нише боковой стенки кузова-фургона, распределительный щит питания, комплект электропроводов, выключателей, розеток и систему заземления лаборатории. Система освещения предусматривает наличие светильников основного и местного освещения, дежурного света. Система водоснабжения и канализации содержит емкость для хранения и транспортировки воды на 200-250 л, систему подачи воды, включающую насос, фильтры, трубопроводы, краны, электрический нагреватель воды (накопительного типа) и канализационную емкость для сбора отработанной воды на 200-250 л. Канализационная емкость предназначена для сбора отработанной воды и обработки сливных вод дезинфектантами. Емкость выполнена в виде бака, оснащенного сифонным устройством и снабженного запорной арматурой. Система водоснабжения и канализации предназначена для обеспечения отсеков водой, выполнения санитарно-гигиенических процедур, а также для дезинфекции с последующим удалением использованной воды. Для поддержания параметров микроклимата внутри лаборатории предусмотрены системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Питание систем вентиляции и кондиционирования обеспечивается как от автономного электрогенератора, так и от внешней стационарной электросети (при наличии) и обеспечивает работу лаборатории при любых климатических и погодных условиях. В системе отопления предусмотрено использование автономных отопителей. Системы отопления, вентиляции имеют резервные источники питания, обеспечивающие работу лаборатории в аварийных ситуациях (отсутствие основного питания). Кроме того, предусмотрены системы звуковой аварийной сигнализации и контроля за работой фильтро-вентиляционных установок.
Система связи позволяет осуществлять радиосвязь между лабораториями или организацией, контролирующей проведение эпизоотологического мониторинга, в рабочем стационарном состоянии.
Вся мебель лаборатории крепится к полу, а лабораторное оборудование фиксируется для предотвращения перемещений во время движения автотранспорта. В зависимости от проводимых исследований лаборатория может быть дополнена специальным диагностическим оборудованием. На внешней стороне входной двери нанесено обозначение международного знака биологической опасности, выполненное в виде пиктограммы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре 1 представлен модуль индикации, на фигуре 2 бактериологический модуль.
Модуль индикации содержит пять отсеков, два из которых функциональных: отсек для работы с инфицированным материалом 1, отсек для обеззараживания инфицированных объектов 2, и санпропускник, разделенный на отсек для снятия верхней одежды и надевания рабочей и защитной одежды 3, душевую 4, отсек для снятия защитной одежды 5. В отсек 1 и отсек 2, можно попасть, только пройдя через отсеки 3, 4, 5. В перегородке, отделяющей отсек 1 от отсека 2, имеется дверь 29, предназначенная для передачи объектов для деструкции из отсека 1 в отсек 2. Отсек 1 оборудован двумя холодильниками 10 с возможностью питания от бортовой сети автотранспорта; двумя боксами биологической безопасности II класса (БББ) 6, ПЦР-боксом 7, лабораторными столами 8, 9. В одном БББ находятся промыватель планшетов 11, центрифуга 12, микроцентрифуга-встряхиватель 13, твердотельный термостат 14, колба ловушка 15, а также набор автоматических дозаторов, емкость с дезраствором для сброса наконечников и отходов, штативы для наконечников, пробирок и микропробирок (на фигуре не показаны), в другом - диспергатор 16 для приготовления суспензий органов, а также набор инструментов для вскрытия животных, емкость с дезраствором для сброса наконечников и отходов, штативы для наконечников, пробирок и микропробирок (на фигуре не показаны). В ПЦР-боксе 7 находятся охладитель проб 17, микроцентрифуга-встряхиватель 13, а также набор автоматических пипеток, штативы емкости для сброса наконечников и отходов (на фигуре не показаны). На лабораторном столе 9, находятся термошейкер 18 для проведения ИФА, амплификатор 19, персональный компьютер для регистрации результатов ПЦР 20, ридер для ИФА 21. На столе 8 установлены люминесцентный микроскоп 22, а также наборы автоматических пипеток, штативы, емкости для сброса наконечников и отходов (на фигуре не показаны). Для персонала предусмотрен стул лабораторный 23. Отсек 2 оснащен автоклавом 24 для деструкции заразного материала, мойкой 25, лабораторным столом 26, снабжен дверью аварийного выхода с передаточным окном 28. Отсек 3 оборудован тумбой-мойкой 25, шкафом 27 с двумя отделениями, одно из которых предназначено для верхней одежды, снимаемой при входе в отсек лаборатории, а другое для рабочей и защитной одежды. Душевая 4 оснащена душевой установкой (на фигуре не показана). В отсеке 5 находится контейнер (на фигуре не обозначен), в который складывают использованную защитную одежду, снимаемую после окончания работы в отсеке для работы с инфицированным материалом.
Бактериологический модуль содержит пять отсеков, два из которых функциональные: отсек для бактериологических исследований 30 и отсек для подготовки питательных сред и стерилизации 31, и три вспомогательных: отсек для снятия верхней и надевания рабочей и защитной одежды 3, душевая 4, отсек для снятия защитной одежды 5. Отсеки разделены между собой герметичными перегородками. В отсек для проведения бактериологических исследований 30 и отсек для подготовки питательных сред и стерилизации 31 можно попасть, только пройдя через отсеки 3, 4, 5, выполняющие роль санпропускника. Отсек для проведения бактериологических исследований 30 снабжен передаточным шлюзом 32 и оборудован двумя холодильниками 10 с возможностью питания от бортовой сети автотранспорта, термостатом 8, боксом биологической безопасности II класса (БББ) 6, лабораторными столами 34 и 35. В БББ 6 находятся наборы автоматических пипеток, штативы, емкости для сброса наконечников и отходов, расходные материалы (на фигуре не показаны). На лабораторном столе 34 размещены микроскоп 36, наборы автоматических пипеток, штативы, емкости для сброса наконечников и отходов (на фигуре не показаны). Под столом установлен автомобильный холодильник 10 для хранения диагностических препаратов. Второй автомобильный холодильник установлен под лабораторным столом 35. Для персонала предусмотрен стул лабораторный 23. Отсек для подготовки питательных сред и стерилизации 31 снабжен дверью аварийного выхода. В отсеке 31 установлены автоклав для стерилизации питательных сред 37, мойка 25, лабораторный стол для подготовки лабораторной посуды 38, на котором установлен иономер (рН-метр) 39, весы электронные лабораторные 40, разливочный модуль 41, сухожаровой шкаф 42. Отсеки 30 и 31 оснащены навесными шкафами для размещения лабораторного имущества (на фигуре не показаны).
Отсек 3 оборудован шкафом 27 с двумя отделениями, одно из которых предназначено для верхней одежды, снимаемой при входе в отсек лаборатории, а другое для рабочей и защитной одежды, тумбой-мойкой 25. Душевая 4 оснащена душевой установкой (на фигуре не показана). В отсеке 5 (для снятия защитной одежды) находится контейнер, в который складывают использованной защитную одежду, снимаемую после окончания работы в отсеке для бактериологических исследований.
Мобильная лаборатория работает следующим образом: модули лаборатории устанавливают на ровном участке местности и блокируют колеса противооткатными устройствами от произвольного перемещения. Переводят автономный электрогенератор в рабочее положение, выполняют заземление его и кузова лабораторий. Подключают систему электроснабжения к внешней стационарной электросети или запускают электрогенератор, включают системы освещения салона, вентиляции, отопления или кондиционирования, водоснабжения. При стабилизации температуры в салоне подключают боксы биологической безопасности II класса, проверяют их готовность к работе. На рабочие столы устанавливают соответствующие рабочим местам приборы, лабораторную посуду, необходимые реактивы и расходные материалы. После расстановки оборудования, подключения к электропитанию лаборатории готовы к работе. Поступивший для исследования биологический материал, упакованный согласно требованиям санитарных правил, передают через передаточное окно и дверь в отсек 1 модуля индикации. В отсеке 1 осуществляют подготовку проб к бактериологическому исследованию и выполнению ПЦР, ИФА, МФА, производят посев исследуемого материала на питательные среды и постановку указанных методов. Посевы с материалом помещают в биксы или контейнеры и в обратном порядке передают в бактериологическую лабораторию через передаточный шлюз, где проводят инкубирование посевов, их просмотр, учет результатов посевов, бактериоскопию, идентификацию выделенных культур, определение чувствительности к антибиотикам. Отработанный материал помещают в баки для автоклавирования. Из бактериологического модуля баки для автоклавирования через передаточный шлюз передают в модуль индикации, в отсек для обеззараживания инфицированных объектов, где проводят деструкцию. В модуле индикации материал, подлежащий обеззараживанию, из отсека 1 в отсек 2 передают через дверь. Подготовку лабораторной посуды, приготовление и розлив питательных сред осуществляют в отсеке 31 бактериологического модуля.
Таким образом, организован единый технологический цикл лабораторных исследований при осуществлении эпизоотологического мониторинга природно-очаговых инфекционных болезней. Данные, полученные в ходе эпизоотологического обследования территории природных очагов, необходимы для осуществления ретроспективного анализа и прогнозирования эпизоотологической и эпидемиологической обстановки по той или иной инфекции, целенаправленного планирования профилактических мероприятий в очаге.
Использование мобильной лаборатории обеспечит качественное выполнение в полевых условиях лабораторных исследований, что позволит повысить эффективность эпизоотологического обследования природных очагов особо опасных инфекций, в том числе сочетанных, выявить границы и степень их распространения, проводить своевременно экстренные противоэпидемические мероприятия по локализации и ликвидации очагов опасных инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии, возникших вследствие активизации природных очагов инфекций, более рационально использовать кадровый состав учреждений, осуществляющих эпизоотологический мониторинг.
Конструктивные особенности, технические характеристики и оборудование лаборатории обеспечивают постоянную готовность и необходимые условия для осуществления диагностики инфекционных болезней, в полевых условиях, при этом персоналу созданы оптимальные, комфортные условия для выполнения работ при проведении и исследований.