Mesures de sécurité et procédures d'exploitation dans un (A) 4-BSL laboratoire: 4. Procédures d'imagerie médicale
Summary
Here, we present an overview of the preparation and animal handling procedures required to safely perform medical imaging in an animal biosafety level 4 laboratory. Computed tomography of a mock-infected guinea pig illustrates these procedures that may be used to evaluate the disease caused by a high consequence pathogen.
Abstract
Medical imaging using animal models for human diseases has been utilized for decades; however, until recently, medical imaging of diseases induced by high-consequence pathogens has not been possible. In 2014, the National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Integrated Research Facility at Fort Detrick opened an Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) facility to assess the clinical course and pathology of infectious diseases in experimentally infected animals. Multiple imaging modalities including computed tomography (CT), magnetic resonance imaging, positron emission tomography, and single photon emission computed tomography are available to researchers for these evaluations. The focus of this article is to describe the workflow for safely obtaining a CT image of a live guinea pig in an ABSL-4 facility. These procedures include animal handling, anesthesia, and preparing and monitoring the animal until recovery from sedation. We will also discuss preparing the imaging equipment, performing quality checks, communication methods from “hot side” (containing pathogens) to “cold side,” and moving the animal from the holding room to the imaging suite.
Introduction
La mission de l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses (NIAID) Facilité de recherche intégrée à Fort Detrick dans Frederick MD (IRF-Frederick) consiste à effectuer la nouvelle recherche sur les maladies infectieuses à comprendre les processus pathologiques cliniques qui sont en corrélation avec la gravité de induite microbienne maladie. L'IRF-Frédéric a une capacité unique pour effectuer l' imagerie médicale dans des modèles animaux d'agents pathogènes à haut conséquence dans un laboratoire ABSL-4 1. Les modalités d'imagerie disponibles aux enquêteurs comprennent: la tomodensitométrie (TDM), imagerie par résonance magnétique (IRM), la tomographie par émission de positons (TEP), photon unique tomographie (SPECT), ultrasons, rayons X, et la fluoroscopie. Les chercheurs utilisent des capacités d'imagerie disponibles pour surveiller la progression de la maladie et d'évaluer l'efficacité des interventions, telles que le traitement médicamenteux et la vaccination, dans les études longitudinales.
Les modalités d'imagerie à l'IRF-Frederick étaient spécifiquementconçu pour maintenir les composants de base de l'équipement à l' extérieur du confinement élevé 2,3 et accessibles pour l' entretien et la réparation. Cette conception sépare la suite d'imagerie dans "chaud" (contenant l'agent pathogène) et "côtés froids." Pour parvenir à cette séparation, les tubes ont été construits spécialement conçus pour étendre l' espace de confinement élevé dans les alésages de chaque modalité d'imagerie (figure 1). En plus d'assurer le confinement biologique, ces tubes protègent l'équipement d'imagerie à partir de gaz et produits chimiques utilisés pour décontaminer le laboratoire de haute confinement. scientifiques et technologues imagerie fonctionnent les scanners du "côté froid", tandis que la médecine comparative (CM) poignée du personnel et de surveiller les animaux sur le "côté chaud". Étant donné que le personnel de CM doit travailler en étroite collaboration avec des scientifiques d'imagerie pour coordonner ces expériences, cette séparation peut entraîner des problèmes de communication.
Après avoir évalué les options disponibles, le personnel CM étaient horséquipé d'oreillettes Bluetooth qui transmettent des ondes radio ultra-haute fréquence courte longueur d'onde à des téléphones utilisés pour appeler le personnel d'imagerie à l'extérieur du confinement. En raison de la conception de l'installation, les points d'accès sans fil devaient être installés dans chacune des chambres pour surmonter les interférences de signal provoquée par les couches de ciment et d'acier entre le "chaud" et "froid" côtés. Ainsi, la communication entre le personnel de CM portant des costumes à pression positive bruyants et le personnel de l'imagerie à l'extérieur haut niveau de confinement est maintenant fiable. Des caméras ont également été installés sur le côté chaud des salles d'imagerie pour l'imagerie du personnel pour voir l'activité sur le "côté chaud". Avec les caméras, le personnel d'imagerie peut guider les techniciens CM avec le positionnement des animaux ou des changements de dernière minute au protocole d'imagerie.
Tous les travaux dans le ABSL-4 laboratoire de costume IRF-Frederick exige que le personnel à porter encapsuler costumes 4 à pression positive. Le port de ces costumes réduit la mobilité, et le lourd retardx gants attachés à la combinaison et jusqu'à trois couches supplémentaires de gants compromet la dextérité. Le résultat est que les procédures prennent plus de temps à remplir et les tâches qui nécessitent la motricité fine sont beaucoup plus difficiles. Comme le niveau de biosécurité augmente, la manipulation des animaux et les manipulations deviennent plus difficile et prend du temps, en particulier avec de petits animaux. Procédures dans un laboratoire ABSL-4 peut prendre jusqu'à 2-3 fois plus longtemps que d'un laboratoire ABSL-2.
Le but de cet article est de démontrer visuellement les défis associés aux modèles d'imagerie animale dans un environnement ABSL-4 en utilisant CT procédure de numérisation d'un cochon de Guinée à titre d'exemple.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les précédents articles de cette série ont mis l' accent sur la formation approfondie, l' attention au détail, les procédures de sécurité et les contrôles techniques supplémentaires nécessaires pour travailler en toute sécurité dans une 12,13 maximale de laboratoire de confinement. Exécution de travaux en toute sécurité est la plus haute priorité dans ces laboratoires. Cette philosophie est encore plus important lorsque l'on travaille avec des animaux vivants en raison des risques …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The content of this publication does not necessarily reflect the views or policies of the US Department of Health and Human Services (DHHS) or of the institutions and companies affiliated with the authors. This work was funded in part through Battelle Memorial Institute’s prime contract with the US National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) under Contract No. HHSN272200700016I. M.R.H., K.J., D.P., L.B., and J.W. performed this work as employees of Battelle Memorial Institute. Subcontractors to Battelle Memorial Institute who performed this work are: R.B., an employee of Charles River Laboratories – Insourcing Solutions; L.K. and M.R.L., employees of MEDRelief Staffing Inc.; M.G.L. as an employee of Lovelace Respiratory Research Institute, Inc.; and J.H.K. as an employee of Tunnell Government Services, Inc.
Materials
| Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
| CT scanner | Philips Healthcare | ||
| CT phantom | Philips Healthcare | ||
| Isovue-300 (CT contrast reagent) | Bracco Diagnostics | NDC 0270-1315-30 | |
| Ventilated rack | Lab Products | ||
| Micro-isolator cage | Lab Products | ||
| Biosafety cabinet | Nuaire | ||
| Anesthesia machine | SurgiVet | WWV9000 | |
| Anesthesia induction box | VetEquip | ||
| Anesthesia mask | Henry Schein | ||
| Isoflurane | Henry Schein | ||
| Waste gas scavenging canister | Fisher | F/AIR | |
| Holding cushion | |||
| Ophthalmic ointment | |||
| Vital signs monitor | Bionet | BM3Vet | |
| Mobile phone | Spectralink | 8440 | |
| Blue Tooth ear piece | |||
| Wireless access points | |||
| Sperian positive-pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
| Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers) | Fisher | 19-019-601 | |
| Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
| Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
| Socks | Cintas | 944 | |
| Duct tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
| Towels | Cintas | 2720 | |
| Zip lube | Amazon | B000GKBEJA |
Riferimenti
- Jahrling, P. B., et al. The NIAID Integrated Research Facility at Frederick, Maryland: a unique international resource to facilitate medical countermeasure development for BSL-4 pathogens. Pathog Dis. , (2014).
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