BİYOGÜVENLİK LABORATUVARLARINDA TEMİZ ODA TEKNOLOJİSİNİN ÖNEMİ

PROF. DR. AYKUT ÖZKUL

BİYOGÜVENLİK LABORATUVARLARINDA

TEMİZ ODA TEKNOLOJİSİNİN ÖNEMİ

Biyogüvenlik laboratuvarları, içinde çalışan personel ile çevresel bulaşma riskinin farklı derecelerde minimize edildiği tecrit alanları olarak ifade edilebilmektedir. Bu laboratuvarların temel yapısı; çok farklı orijinlerden köken alabilecek mikroorganizma içerikli örneklerle çalışmak amacıyla, ortam güvenliği kontrollü hava sirkülasyon sistemi ile sağlanan ve özel malzemelerle tasarlanmış çalışma alanları olmalarıdır. Bu açıdan incelendiğinde biyogüvenlik laboratuvarlarına erişimin farklı protokoller ile engellenmesinin yanında, tesis edilen özel hava akımı tasarımlarıyla, kirli olduğu kabul edilen laboratuvar atmosferinin temiz olarak kabul edilen laboratuvar dışı atmosfere kaçışının engellenmesi söz konusudur. Aslında bu haliyle yapı kirli bir ortam için tasarlanmış “temiz oda sisteminden” başka bir şey değildir. Konuya ilgili birçok kaynakta da temiz oda kavramı bileşenlerinin özelliklerinden ziyade ortam havalandırması ile tesis edilen temiz olma durumu ile açıklanmaktadır. Bir başka ifade ile biyogüvenlik laboratuvarlarındaki temiz oda kavramı, kullanım sırasında kirli olma riskini taşısa bile çalışan ve çevre için temizlik şartlarını hedefleyen niteliktedir.

Biyogüvenlik laboratuvarları günümüz yaşam bilimleri çalışma alanı için vazgeçilmez ortamlardır. Özellikle gelişmiş ülkelerde insan ve hayvan sağlığını tehdit eden birçok patojen mikroorganizma için sadece bu şartlara sahip çalışma ortamlarında tanı koyma, araştırma veya üretim yapma izni verilmektedir. Biyogüvenlik laboratuvarları yapılış ve donanım özellikleri doğrultusunda 4 grupta sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırmada tecrit düzeyi artan oranda olmak üzere 1-4 arasında ifade edilmektedir. Bu tecrit sınıfları Dünya Sağlık Örgütü merkezinde Amerika, Avrupa ve Uzak Doğu Biyogüvenlik normlarının kabul ettiği ve kendi yapılanma ve uygulama standartlarını tasarladığı

Biyogüvenlik Düzey 1 Laboratuvarları (BSL-1): P1 laboratuvarları olarak ta isimlendirilen bu laboratuvarlarda özellikle insan ve hayvan sağlığı açısından herhangi bir hastalık riski taşımayan mikroorganizmalar (örn. E. coli’nin patojenik olmayan suşları) ile çalışılmasına izin verilmektedir. BSL-1 düzeyindeki alt yapılarda standart mikrobiyoloji uygulamaları, bölümlenmemiş, açık laboratuvar alanlarında gerçekleştirilebilmektedir. Her hâlükârda bu ortamlarda çalışan araştırıcı veya uygulayıcıların kişisel korunma tedbirlerini (gözlük, eldiven, maske ve laboratuvar önlüğü kullanımı gibi) kullanmaları, çalışma ortamlarını sosyal alanlardan ve kişisel korunma tedbiri almayan insanların bulunduğu ortamlardan ayıran kapıların kapalı olması önerilmektedir. BSL-1 öngörülü laboratuvar ortamlarında temiz oda kavramını tesis etmek üzere, filtrelenme şartı olmayan klimatize taze hava sirkülasyonu yanında bahsedilen yüzeylerin emici nitelikte olmayan, kolay temizlenebilir ve yuvarlatılmış yüzeylere (zemin-duvar, duvar-duvar bağlantıları ile çalışma yüzeylerine ait köşeler) sahip olması yeterli olarak düşünülebilir. El yıkama lavaboları ile acil göz duşları her düzey laboratuvar için olmazsa olmaz temizlik kavramlarıdır.

Biyogüvenlik Düzey 2 Laboratuvarları (BSL-2): Bu ortamlar P2 laboratuvarları olarak ta isimlendirilmektedir. BSL-1 alt yapısı üzerinde donanım ve biyolojik güvenlik araçlarına sahip olan bir alt yapı olup, insan sağlığı açısından orta dereceli patojenler için uygun çalışma ortamlarıdır. Bu mikroorganizmalar (Staphylococcus aureus ve Dengue virüs gibi) insana çok yakın mesafede olabilen (indigenous) ve sürekli hastalık riski taşıyan yapılardır. Bu laboratuvarların en önemli özelliği çalışma anında başka bireylerin erişiminin engellendiği alanlar olmalarıdır. BSL-1 alt yapılarında kullanılan kişisel korunma araçlarına ilave olarak, canlı mikroorganizmalar ile yapılacak çalışmalar için mutlak suretle 2 seviyesinde biyogüvenlik kabinleri (BSC-2) kullanılması zorunludur. BSL-2 laboratuvarları içinde özellikle çalışılan patojenlerin hastalık yapıcı özellikte olması sebebiyle, çalışma yüzeyleri, zemin ve duvarların emici olmayan, mikroorganizmaların üremesine olanak tanımayacak malzemelerden seçilmesi bir zorunluluktur. Her ne kadar BSL-2 laboratuvarları için standart bir donanım olarak normlarda öngörülmese de temiz hava sirkülasyonunun bir HEPA filtreden (egzozda) geçirilerek atmosfere bırakıldığı iklimleme sistemleri bu düzey için önerilebilir. Temiz odalar için bu seviyeden itibaren zorunlu bileşenlerden bir tanesi olarak dekontaminasyon sistemleri gündeme gelmektedir. Çalışılan patojenlerin özelliği doğrultusunda otokolav ve/veya kimyasal dekontaminasyon sistemleri de tasarım içinde yer almak zorundadır. Böylelikle çalışma(lar) sonunda tıbbi atık olarak yönlendirilecek artık malzemeler ile başka araştırma birimi veya laboratuvarlara ulaştırılacak biyolojik malzemeler aracılığı ile olası çevresel kontaminasyonlarının engellenmesi mümkün olabilecektir.

Biyogüvenlik Düzey 3 Laboratuvarları (BSL-3): Bu düzey laboratuvarlardan (P3) itibaren çalışma alanlarına erişim açısından %100 kısıtlama söz konusudur. Her ne sebeple olursa olsun yetkilendirilmiş personel dışında bir başkasının laboratuvar içine erişiminin yüksek teknolojik araçlar da kullanılarak engellenmesi bir zorunluluktur. BSL-3 tecrit alanlarını buraya kadar anlatılan diğer temiz oda alt yapılarından ayıran en önemli özellik, bu ortamlardan sürekli yapılan hava emişi ile ortam atmosferinde asılı partikül kalmaması esasıdır. Özellikle BSL-3 alt yapısına girildiği noktadan itibaren kademeli olarak artan ortam atmosferi emilim hızı, dereceli olarak negatif basınç zincirinin oluşmasına sebep olmaktadır. Bu sayede kirli olarak ifade edilen ortamı bir önceki alana bağlayan kapı açılsa bile ortam atmosferinin dışarı kaçışı mümkün olmamaktadır. Bu tip tecrit alanlarını çevreleyen panel sisteminin uygulanan basınç açısından -250 Pascal (Pa) basınca (emme basıncı) dayanıklı olması zorunluluğu birçok uluslararası standartta bir zorunluluk olarak ifade edilmektedir.

BSL-3 düzeyindeki tecrit sistemlerinin ne kadar uluslararası standartlara uygun olduğunun sorgulanması ve bu standartlarda belirlenen mekanik, statik ve biyolojik değerlere sahip olduğunun belirlenmesi (sertifikasyon) işinin bağımsız kuruluşlar tarafından yapılması gerekmektedir. Bu tecrit alanlarının temel sorumlulukları içinde yüksek patojen mikroorganizmalar ile çalışmak olması sebebiyle sertifikasyon sürecinin sadece alt yapının mekanik ve statik özellikleri ile sınırlandırılması yeterli olmayıp, çalışılması planlanan mikroorganizma(lar) ile uyumlu olarak tanımlanan iş akışlarının da konu uzmanları tarafından değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu noktada özellikle kirli (numune), temiz (malzeme, lojistik vb), tıbbi atık ve varsa hayvan deneyi işlemleri ile ilgili iş akışlarının birbirini kesmemesi tercih edilmelidir.

BSL-3 patojenleri aynı coğrafyaya ait olabilecekleri gibi (indigenious) bölge için yeni bir patojen (exogeneous) olabilir. Ancak her durumda insan sağlığı üzerinde çok ciddi ve hatta ölümcül etkileri olabilir (Mycobacterium tuberculosis ve Sarı Humma virüsü gibi). BSL-3 grubu mikroorganizmaların solunum yoluyla da hastalık yapabilme olasılıkları olması sebebiyle özellikle egzoz havasının mutlak suretle çift set HEPA filtreden geçirilmek suretiyle çevre atmosferine salınması zorunluluğu vardır.

Biyogüvenlik düzeyi 3 olan temiz oda yapılarında aranan en önemli özellik ise gerek bu yapıya erişim ve gerekse çıkış koridorlarını çevreleyen kapıların çapraz kilitlenme (interlock) özelliğidir. Bu durum özellikle tesisi oluşturan farklı kompartmanlarda yapılandırılmış basınç değerlerine erişilmesini ve sıradaki kapının bu değerden sonra geçiş için açılabilir hale gelmesine olanak tanımaktadır.

Biyogüvenlik Düzey 4 Laboratuvarları (BSL-4): Bu laboratuvarlar en yüksek koruma düzeyine sahip laboratuvarlardır. BSL-3 laboratuvarlarına ilave olarak bu temiz oda sistemlerinde donanım ve uygulama farklılıklarının olması bir zorunluluktur. BSL-4 sistemler bölgesel ya da global olarak insan sağlığı açısından ciddi tehdit unsuru olan mikroorganizmaların (Ebola virüs, Marburg virüs vb) çalışılması için tasarlanmaktadır. Bu patojenlere karşı ruhsatlanmış bir tedavi ve/veya korunma yöntemi de tanımlanmamış olması sebebiyle çalışma ortamlarının insan ve çevre sağlığı açısından %100 güvenilir olması zorunluluğu vardır. Genel itibarıyla bu tip temiz odalarda kullanılan malzeme ve ekipman BSL-3 alt yapılarına büyük ölçüde benzerlik gösterir. BSL-4 alt yapıları, diğer birimlerden ayrı olarak veya ayrı girişlerden kullanılan farklı laboratuvarlar olarak konuşlandırılmaktadır. Çalışma sırasında mutlak suretle kıyafet değişimi öngörülür.

BSL-4 tipi temiz odaların çalışan ve çevre açısından güvenliği iki temel yaklaşım ile tesis edilmektedir.

Kabin Tipi (Cabin type) – Bu şekilde tasarlanan temiz odalarda tehlikeli ajanlarla yapılacak çalışmalar 3 tipindeki Biyogüvenlik kabinleri (BSC-III) içinde gerçekleştirilir. Bu Biyogüvenlik kabinleri %100 sızdırmaz olup, laboratuvar atmosferinden kabine verilen hava merkezi sistem tarafından emilir. Kabine malzeme girişi kapanlı kapılar (interlock sistem) yapılırken, çalışma, kişisel korunma kıyafetleri giymiş araştırıcının, bu kabin içine yine kabine entegre özel eldivenler içinden ulaşması ile gerçekleştirilir.

Kıyafet Tipi (Suit type) – Bu tip temiz odaların özelliği ise çalışanın laboratuvar ortamına geçmeden önce hazırlanma bölümünde içi hava ile şişirilen (pozitif basınçlı) özel bir tulumu giymesi ve bundan sonra çalışma ortamına geçebilmesidir. Tulum içine verilen hava dış ortamdan alınan ve HEPA filtreden geçirilen taze havadır. Laboratuvar ortamına alınan ve bu ortamdan atılacak (egzoz) hava ise bu kanallar üzerine yerleştirilen iki seri HEPA filtreden geçirilmek suretiyle sevk edilir.

Bu tip temiz oda alt yapılarında en önemli bileşen ise Kıyafet Tipli kullanımlar sonunda kıyafetle birlikte kimyasal duş zorunluluğudur. Böylelikle tulum dışına bulaşabilecek muhtemel mikroorganizmaların, bu tulumun muhtemel sonraki kullanıcılarına bir bulaş kaynağı olması sorunu giderilebilmektedir.

Sonuç:

Temiz odalar biyogüvenlik alt yapılarının vazgeçilmez bileşenleri olarak yaşam bilimleri alanındaki çalışmaların daha güvenli ve etkin olarak yapılmasına katkıda bulunmaktadırlar. Unutmamak gerekir ki ülkesel yatkınlıklar (coğrafi konum, sosyolojik yapı, sağlıkla ilgili alt yapı vb) her an yeni veya yeniden bir enfeksiyöz hastalığın ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu özellikteki hastalıklarla öncelikle tanısal, daha sonra ise terapötik veya profilaktik yaklaşımlı çalışmaların yapılabilmesi her bileşeni ile mükemmel çalışan alt yapılarda eğitimli personelin varlığına ihtiyaç duyar. Bu noktadan hareketle, var olan temiz oda alt yapılarında çalışacak her kademe personelin birimin standart uygulama protokollerine (SOP) birebir hakim olmasının yanı sıra birimin teknolojik alt yapısı ve bunların çalışma prensibine de hakim olması gereklidir.

Ülkemizde biyogüvenlik düzeyi yüksek (BSL-3 ve üzeri) alt yapıların sayısı her geçen gün artmaktadır. Gerek devlet ve gerekse üniversite (devlet veya kamu) kurumları öz ya da kamu kaynakları ile bu alt yapıları kurma ve işletme gayreti içinde görülmektedir. Aslında bu durum oldukça memnuniyet verici bir gelişmedir. Sadece dikkat edilmesi gereken nokta bu amaca yönelik alt yapıların kurulumunda standartların üzerine çıkmadan işletilebilir mütevazi alt yapıların tasarlanması hususudur.

Bir diğer önemli nokta ise bu alanda ulusal bir mevzuat eksikliğidir. Alt yapı sayısının dikkat çeker şekilde arttığı ülkemizde uluslararası yönetmeliklerle uyumlu, ancak ulusal amaca ve kaynak alt yapısına uygun, ütopik olmayan hedeflere erişimi mümkün kılacak düzenlemelere ihtiyaç olduğu açık bir gerçektir. Bu konuda yapılacak düzenlemeler ile Biyogüvenlik temalı temiz odaların gelecek 5’li yıllara çok daha bilinçli ve güvenli bir şekilde kullanımının sağlanması mümkün olabilecektir.