Камера ингаляционного воздействия (затравочная камера)

Система для общего ингаляционного воздействия на лабораторных животных позволяет подвергать испытуемого воздействию воздушно-капельных загрязнений и инфекционных агентов с четко определёнными параметрами экспозиции. Она может применяться для одновременного воздействия на 100 мышей, 15-20 морских свинок или 5 кроликов.

Система ингаляционного воздействия может применяться для индукции инфекционного процесса в глубоких отделах лёгких, что соответствует реальным условиям заражения. Система позволяет пользователю изменять концентрацию патогенов в атмосфере камеры, скорость движение воздуха, длительность экспозиции. В результате условия проведения любого эксперимента при необходимости могут легко и точно повторяться. Ультрафиолетовые лампы и установка прокаливания воздуха применяются для обеззараживания системы и обеспечивают дополнительную защиту лаборатории.

Система представляет собой камеру для животных, позволяющую проводить точное экспериментальное заражение организма испытуемых путём вдыхания воздуха, содержащего патогенный агент. Основой системы является небулайзер с расходометром Вентури, через который поступает суспензия действующего агента. Для распыления суспензии используется воздух под высоким давлением. Полученный аэрозоль смешивается с комнатным воздухом, который закачивается через отдельный патрубок и проходит фильтрацию. Путём изменения числа микроорганизмов в суспензии можно контролировать пропорцию возбудитель-несущие частицы. Система также позволяет контролировать объём воздуха, проходящего через камеру за единицу времени.

Животные помещаются в сетчатую корзину из нержавеющей стали, которая разделена на небольшие отсеки и устанавливается в камеру устройства. Баллоны с воздухом под давлением и вакуумные насосы встроены в систему, также как средства контроля и индикаторы воздушного потока. Для определения времени предварительного прогрева, распыления, распада аэрозольного воздуха и обеззараживания используется программируемая система управления. Фильтр и ультрафиолетовые лампы применяются для очистки системы от загрязнений.

Система управления определяет длительность работы устройства, которая состоит из четырёх фаз со строго определёнными временными промежутками:

- Предварительный прогрев: 15 минут
- Распыление: 30 минут
- Распад аэрозольного облака: 30 минут
- Обеззараживание: 15 минут

Данные временные настройки можно изменять, для чего необходимо просто ввести альтернативную длительность каждой фазы с помощью клавиатуры.

Улучшенная система фильтрации и ультрафиолетовые лампы используются для обеззараживания устройства. В целях дополнительной безопасности система функционирует под отрицательным давлением (при нарушении герметичности камеры воздух будет поступать во внутрь устройства, а не наружу). Система оборудована программируемыми контроллерами компании Rockwell Automation. Благодаря этому управление устройством отличается функциональностью и простотой, что повышает эффективность установки. Дисплей позволяет следить за работой системы.

 

Типичные области применения системы:

В ходе типичного эксперимента для исследования туберкулёза корзину заполняют мышами, после чего её помещают в камеру и герметично закрывают крышку. Возбудитель туберкулёза находится в смеси 0.1% раствора бычьего альбумина (V фракция) и  0.1% раствора Твин-80. Полученный таким образом раствор помещается в небулайзер.  Давление воздуха и настройки управления вакуумными насосами устанавливаются для получения воздушного потока ~5 литров/минуту для сжатого воздуха и 28 литров/минуту для воздуха в камере.

Капли раствора с возбудителем осушаются. В камеру устройства попадают только ядра капель, которые формируют аэрозольное облако. Оно поддерживается в течение примерно 30 минут, после чего распадается (в течение 30 минут после отключения небулайзера).  Размер капель составляет примерно 2-5 микрона. Возбудитель накапливается в альвеолах, что приводит к поражению лёгких.

Аэрозольное облако однородно по всей камере, так как животные одного размера имеют примерно одинаковое число очагов в лёгких. Метод позволяет количественно оценить процесс заражения, в зависимости от числа поражённых животных и минутного объёма лёгких у испытуемых. 

Перед открытием камеры проводится дезинфекция шерсти животных и камеры. Для этого камера продувается сжатым воздухом под УФ-излучением в течение 15 минут.

Технические характеристики компонентов системы:

Камера – емкость из анодированного алюминия, 58 см в диаметре и 55,8 см глубиной, объёмом 141 литр.

Корзина – корзина входит к комплект поставки и сделана из проволочной сетки (нержавеющая сталь). Диаметр корзины 55,8 см, глубина 35,5 см. Отверстие в крышке корзины может вращаться между 5 одинаковыми отсеками. Каждый отсек может содержать 20 мышей, 3-4 морские свинки, или одного кролика; всего в отсеках может содержаться 100 мышей, 15-20 морских свинок, или 5 кроликов.

Крышка – сделана из прозрачного акрила, устойчивого к УФ-лучам. На крышке также размещаются ультрафиолетовые лампы и порт для забора проб. 4 крепления позволяют удерживать крышку и обеспечивают герметичность камеры.

Корпус устройства – выполнен из нержавеющей стали и перемещается на колёсах. Флоуметры, система управления, небулайзер размещены на лицевой панели устройства, утопленной внутрь корпуса. Размеры корпуса – 76 см в ширину, 84 см в глубину и 84 см в высоту. Вес – 77 кг. Установка для прокаливания воздуха крепится на правый задний угол корпуса. В зависимости от её положения она увеличивает глубину или ширину корпуса на 30 см. Минимальное расстояние между установкой для прокаливания воздуха и ближайшими стенами или другим оборудованием – 15 см.

Фильтр – использованный воздух проходит через блок HEPA фильтров, наполненных стекловолокном. Эффективность фильтрации 99%; 97% для частиц менее 3 мкм. Надёжность фильтров подтверждается индивидуальным DOP тестированием (Dispersed Oil Particulate – Частицы диспергированного масла) при скорости воздушного потока 100 кубических футов в минуту, при давлении 30 мм водного столба. 

Управление системой – программируемые контроллеры компании Rockwell Automation применяются для контроля за 4 фазами работы системы (предварительный прогрев, распыление, распад аэрозольного облака, обеззараживание) и повышают эффективность системы. Время отображается в секундах.

Флоуметры – два надёжных и лёгко читаемых флоуметра (регуляторов расхода воздушной смеси) точно регулируют поток воздуха, закачивающийся в камеру. Воздушная магистраль флоуметра имеет пропускную способность от 2 до 20 стандартных кубических футов в минуту (56-566 литров в минуту), основной флоуметр имеет пропускную способность от 10 до 100 стандартных кубических футов в минуту (283-2830 литров в минуту).

Небулайзер – выполненный из стекла небулайзер с трубкой Вентури предназначен для распыления суспензии по давлением и перемешивания полученной смеси с комнатным воздухом. При этом образуется необходимый аэрозоль, направляющийся в камеру.

Насосы – система оборудована очень тихими и надёжными вакуумными насосами, позволяющими регулировать поток воздуха через камеру (до 1.67 стандартных кубических фута в минуту).

Устройство для прокаливания воздуха – система оборудована устройством для прокаливания воздуха, которое расположено на наружной стенке системы.