IVC
独立通风笼具(individually ventilated cage, IVC)是一种将动物与其他动物隔离,以期减少可能的污染暴露,包括空气暴露。
1. IVC系统组成
动物饲养在 IVC 系统中,使用 HEPA 过滤器(High Efficiency-Particulate Air,HEPA)有效滤过空气,保护动物免受所有微生物和寄生虫的侵害,从而减少实验动物污染。
整体笼具分为底盒、网格、上盖。通常由特殊合成材料制成,如PSU、PPSU制成,现在已经很少有笼具厂家使用PEI、聚碳酸酯(PC)。相比较而言,PSU、PPSU可以经受更高的温度,以及更多次数的高压灭菌,且不变色和变脆。
上盖和底盒的设计根据是否使用自动饮水系统而不同。但是无论如何都必须符合国家标准GB 14925-2023 实验动物 环境及设施[1]的要求,最好也符合Guide[2]中的要求。
2. IVC使用
IVC放置在屏障系统使用,还是放在普通环境中使用,有一个历史过程。当然与饲养的动物种类及等级也直接相关。
现在多推荐在屏障系统中➕IVC的做法饲养SPF级别小鼠、大鼠。
2.1 正压
当IVC笼盒对外界是正压时,可以防止笼盒之间的相互污染。常用于普通SPF级别动物饲养繁殖。
2.2 负压
当IVC笼盒对外界是负压时,可以防止笼盒内对外届造成污染。常用于ABSL-2,3中使用,以及患病或有疑似/明确感染时隔离使用。
2.3 IVC换笼
可以参考D-1001-小鼠笼具更换和健康问题汇报标准操作规程[3], D-1002-大鼠笼具更换和健康问题汇报标准操作规程[4]等。
2.4 IVC使用换笼周期
2.4.1. 国外都2周换一次笼是真的吗?
- 在IVC温湿度都符合国标,换气次数在50次/h的情况下,2周换一次笼是可以做到的,但是笼盒内的气味是真的有点大。对人的环境要求,在《GB/T 18883-2002 室内空气质量标准》规定:氨在室内空气中最高允许浓度为0.2mg/m3(合0.2876ppm,1ppm=0.695mg/m3,1mg/m3 =1.438ppm)[5]。
- 假如小鼠数量≤5只,氨气浓度还是有可能会低于国家标准要求上限≤14mg/m3(合20.132ppm)[1]。
- Washington IM[6]等人发表文章结果显示,随着笼子更换后的天数增加,氨气浓度保持稳定增加,对于雄性小鼠(5只/笼)的个体通常在约10天后达到更换标准(≥25 ppm。在Guide中并没有明确氨气浓度值上限。注意:高于中国国家标准≤14 mg/m3)[1],而对于雌性小鼠则为16天。
- 同数量同样时间下,雄性小鼠笼盒内的氨气水平高于雌性小鼠,但与小鼠年龄无关。文章推荐使用尿斑的直径、颜色和边缘特征直观代替氨气浓度水平,作为笼盒更换的指示。
2.4.2 如何实现每两周换一次笼
可以通过以下几点来确保小鼠的健康和笼盒环境的清洁:
- 严格控制笼盒内小鼠数量:每个笼盒中的小鼠数量直接影响笼内氨气浓度和污垢积累的速度。保持适当的小鼠密度可以延长笼盒使用时间,从而实现两周换一次。
- 使用较多的垫料,玉米芯垫料占比高一些:选择吸收力强、能有效控制异味的垫料有助于减少氨气积累和保持笼盒干燥。优质的垫料可以延长笼盒更换周期。
国内一些生产单位的确是两周换一次笼。应主要考虑节约资源和劳动成本,有助于维护小鼠的微生物质量控制,也可以理解因为打扰少,但动物气味肯定大(也许动物就喜欢气味呢),是成本控制和动物福利平衡的结果。
2.4.3 如何决定笼盒更换频率
更换频率的影响因素有动物种类、数量、笼具类型、大和小环境温湿度等条件、排泄情况及实验条件在Guide,P70中有描述[2],我们学者也有人做过类似的实验,证明垫料多一些可以适当延长换笼周期[7]。
没有统一的最低更换频率,需根据具体情况专业判断和协商决定,通常从每天到每周不等。也有例外情况,如产前产后、研究目标受影响、依赖气味标记的物种不宜频繁更换垫料。
2.4.4 10天换一次笼如何?
除了上面的影响因素外,还需要考虑工作人员排班难问题。因为7天是一周,5天是一个上班周期。
4. IVC发展
说起IVC,不得不说意大利Tecniplast公司,也不得不说清华大学购买了中国第一套IVC笼具。 第一套进口到清华大学的IVC笼具长这样(见图1)。
随着模具开发的便利及计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)等知识的帮助下,现在国产IVC厂家也多会在投产前进行理论模拟,易用性和质量都有较快发展。但不锈钢笼架边缘还是会多存在毛刺现象,期望重视并解决。
随着数字化IVC,DVC®(Digital Ventilated Cage)[8]进入中国后,也带动了国内厂家的发展,涌现了很多智慧化IVC产品。期望可以降低产品的价格,增加产品耐用性。
5. 参考文献
- ↑ 1.0 1.1 1.2 GB 14925-2023 实验动物 环境及设施,发布日期2023-11-27,实施日期2024-06-01
- ↑ 2.0 2.1 文件:Guide for the Care and Use of Laboratory Animals 8th Edition.pdf
- ↑ D-1001-小鼠笼具更换和健康问题汇报标准操作规程
- ↑ D-1002-大鼠笼具更换和健康问题汇报标准操作规程
- ↑ http://www.nhc.gov.cn/wjw/pgw/201212/34183.shtml 《GB/T 18883-2002 室内空气质量标准》,发布时间:20021119 实施时间:20030301
- ↑ Washington IM, Payton ME. Ammonia Levels and Urine-Spot Characteristics as Cage-Change Indicators for High-Density Individually Ventilated Mouse Cages. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2016;55(3):260-7. PMID: 27177558; PMCID: PMC4865686.
- ↑ 高婷婷; 孙天奇; 刘鑫鑫; 任延玲; 邱业峰; 王进; 侯婷; 袁征; 张涛. SPF级大鼠、小鼠IVC饲养系统玉米芯垫料使用量的探讨[J]. 实验动物科学, 2022,39(02):59-64.
- ↑ https://www.tecniplast.it/en/catalog/dvc.html