独立通风笼具(IVC)的日常维护和清洁消毒

钱丹萍，李东明，马 靖，邵奇鸣

(1.中美冠科生物技术(太仓)有限公司，江苏 太仓 215400；2.中美冠科生物技术(北京)有限公司，北京 100084；3.江苏集萃药康生物科技有限公司，南京 210032)

独立通风笼具(individual ventilated cages，IVCs)的工作原理是将室内空气经过过滤后通过送风管道分别送入各独立密闭独立单元(笼盒)内笼使饲养环境保持一定压力和洁净度，产生的废气通过排风管道排出室外[1-4]。当IVC系统设置不合适或IVC的维护/清洁消毒不彻底时，IVC系统本身就成为了传染源。故IVC的功能状态及清洁程度会极大的影响实验动物的健康及动物实验，也对会动物设施的工作人员，实验人员及设施本身带来一定的影响。由于仅有部分设施配备了大型清洗设备，较容易将IVC笼架及其他辅助设备清洗干净。而部分实验动物设施没有或由于设施本身不可能配备大型洗笼设备，故IVC笼架、笼盒及辅助设备全靠人工完成，除此而外，笼架笼盒的清洗不能代替IVC管道等的清洁消毒，这部分也还是靠人工来完成，更有部分设施IVC的日常维护制度也没有完善，这些都对实验动物的健康及环境带来较大的风险，给实验动物设施管理者带来一定的工作难度。所以IVC系统的定期维护包括清洗消毒在实验动物设施的管理上显得尤为重要。本文主要针对IVC系统在实验动物使用设施的清洗，维护及消毒提供一些经验及具体操作供大家参考。

1 IVC笼具的组成及分类

IVC由4个主要的部分组成:控制主机，笼架、笼盒，及送排风系统[5-6]。通常IVC笼架材质是不锈钢，配有笼盒安插轨道，笼盒的材料不同，耐受酸碱腐蚀、耐高温高压及独立的送风导风管道和排风导风管道[7]，并带有底轮以方便调节位置。笼盒内带有放置饲料及饮水的金属网盖。笼盖带有送风口和排风口，盒盖四周边缘安装有硅胶密封垫圈，有生命之窗的硅胶盖。独立通风笼具按照用途通常分为正压和负压独立通风笼具两种。独立通风笼具按照主机位置分为机盒一体式，机盒分体式，无主机式IVC等。机盒一体式IVC即主机直接与笼架相连，一般主机在上方，下方为饲养笼架。机盒分体式IVC即主机和笼架没有直接连接，而是通过外接管道来进行送排风。无主机式IVC，即没有独立的送排风装置，可由动物设施的通风系统统一进行送排风[7-8]。

2 IVC笼具的参数设定

IVC参数设置很重要[9]。每个IVC厂家会设定IVC的基础值。当IVC系统进入设施后，使用者会根据设施的设置及饲养的实验动物数量等来设置IVC参数并在设施的运行中酌情进行必要的调整以满足屏障系统实验动物饲养标准(表1)[10]。IVC参数设定以后，需要每天观察，并记录参数情况，保证IVC正常工作。

3 IVC的噪声控制

啮齿类动物对噪声和振动非常敏感，因此噪声控制在啮齿类动物饲养，尤其是繁育过程中非常重要[11-13]。设施中IVC产生的噪声是设施噪超标的原因之一，如机盒一体式IVC，IVC风机老化，管道或过滤器堵塞，笼架停放不稳导致振动等[13]以使设施环境噪声超标。当检测噪声超过60 dB时，就需要排查原因，维修或更换配件。定期进行IVC噪声检测也是预防噪声超标的好方法，建议最好每季度检测一次。也可将IVC的噪声预警设置在58 dB，便于尽早发现解决IVC的噪声问题。

表1 IVC参数设定举例Table 1 Sample of IVC parameters set up

4 IVC的日常检查

机构需要建立日常检查计划(周，月，季度)并按照计划进行检查。除了一般的检查之外，IVC的日常检查还包括了风机供电的电压表头，IVC机箱控制系统及报警系统的各种开关、换能器、电池、表头和保险丝的接触情况和运行情况，送风和排放管道管道连接的密封性等。每次检查完毕需及时记录，储备背景资料。

5 IVC笼具的清洁消毒

5.1 主机和笼架的清洁消毒

新进场的IVC需对彻底清洁消毒。主机和笼架的清洁消毒可用大型洗笼设备将笼架/笼盒彻底清洗，也可以通过冷消毒如设备通道用过氧化氢[14]，低浓度次氯酸等方式消毒。没有条件的设施，可将IVC系统置于紫外灯下消毒30 min，但这个方法仅能对IVC外表进行消毒，无法对IVC笼架内的管道进行消毒。没有上述措施的机构也可通过人工对笼架和主机用消毒液进行表面擦拭，采用热水清洗的方法将IVC管道，通气嘴等进行清洗后再传入设施内。有的设施用臭氧消毒，消毒效果经过验证有效，但是臭氧对员工是有危害的，请评估风险后再用。

5.2 IVC外表面擦拭

工作人员每天均需要对设施内的IVC进行外表面擦拭，包括主机顶端及侧面。当需放置新进动物前，对已经放置在设施饲养间内的IVC笼架也要对此外表进行彻底擦拭(图1A、1B)。

5.3 IVC笼架的手工清洗

笼架清出设施，给无笼架编号的标记笼架号，使用低浓度过氧乙酸消毒液喷雾消毒整体笼架。笼架表面、风管、顶部、横管、竖管、饮水管缝隙可以使用高压喷枪进行冲洗，没有喷枪可以用开水灌洗，笼架一些边角、螺丝、接头等缝隙死角可用抹布、刷子擦拭清洗，笼架底部轮子可以使用酒精棉球和镊子擦拭。

5.4 初效过滤器定期清洁更换

初效过滤器更换比较简单(如图2)。先将初效外推(A)，然后取下过滤器(B)，拧开IVC盖板螺丝，打开IVC盖板(C)，用湿毛巾擦净初效位置及周边区域(D)，将新的初效装上(E)，安装新的的初效(F)。也可将初效过滤器取下用清水先洗或用消毒剂泡30 min再用清水洗净，晾干，按照上述方法放入主机。初效清洗的频率需根据设施使用的频率及饲养动物数量来确定，可以从两周到半年。如果饲养间暂时没有饲养动物，在使用前建议更换一下IVC新的或清洁后的初效。使用机构最好根据本单位实际情况记录本底数据，制定清洗更换计划。需要说明的是，不同的IVC初效过滤器更换步骤有所不同，使用机构还是要根据IVC的具体型号及设置来建立清洗更换步骤。

注:A:IVC表面擦拭；B:IVC笼架表面擦拭。图1 IVC表面擦拭消毒Note.A，Wipe the surface of the IVC rack.B，Wipe the inner surface of the IVC rack.Figure 1 IVC surface wipe and disinfection.

5.5 进风排风口高效过滤器的更换

进风高效过滤器的更换需要根据笼具使用的频率及动物数量来计算。可以是一年、两年、三年或数年。排风口高效过滤器非常容易积累粉尘，故更换频率较进风高效过滤器要高。图3A、3B是新高效排风过滤器，图3C是使用了两年的高效排风过滤器。

高效过滤器更换方式见图4，将IVC主机机箱打开，可看到高效过滤器位置。扭松固定高效过滤器的托盘螺母(A)，即可将回风高效以及固定的托盘取出(B)，更换上新的高效过滤器(C)；卸下过滤器托盘连接的软管，分别清洗，晾干后装好(D)。高效过滤器更换后，要用尘埃粒子检测仪对过滤后的空气进行检测，进行检漏，空气洁净度至少满足7级标准。定期的笼盒抽检也非常重要，如果笼盒尘埃粒子不达标，需尽快更换高效过滤器。使用量高，笼盒抽检最好一个季度做一次。更换高效过滤器时还需注意:1)用湿毛巾擦净高效安装处附近区域；2)检查一下气流方向后再将新高效装上；3)将固定高效的螺丝拧紧。

同样需要说明的是，不同的IVC高效过滤器更换步骤有所不同，各机构需要根据IVC的具体型号及设置来建立更换步骤。要延长IVC过滤器的有效时间，保持屏障设施环境清洁非常重要。机构需要制定常规的消毒计划及实施措施，以保持饲养间，操作间清洁，减少IVC高效过滤器的更换频率，也间接节约动物设施的运营成本。

5.6 笼盒盖滤膜的更换

IVC笼盒盖滤膜比较容易破裂，导致污染可能性增加，对实验动物健康造成威胁同时过滤排风气体，防止粉尘进入管道。IVC笼盒盖滤膜破裂的原因可能是由于笼盒的多次清洗，清洗或使用不当等。如果发现破裂就需立即更换，见图5。IVC笼盒盖滤膜是易耗品，建议使用机构常备笼盒盖滤膜以便随时更换。日常工作中对IVC笼盒盖滤膜的完整检查也非常重要。

5.7 IVC通风嘴的清洁消毒

注:A:将初效外推；B:拧开IVC盖板螺丝取下过滤器；C:打开IVC盖板；D:用湿毛巾擦净过滤器位置；E:将新的初效装上；F:安装后的初效。图2 初效过滤器更换Note.A，Extrapolate the filter.B，Unscrew the IVC cover to remove the filter.C，Open the IVC cover.D，Wipe the filter with a wet towel.E，Install the new primary filter.F，Post installation.Figure 2 Replacement of primary filter

注:A、B:新高效过滤器；C:用了两年的高效过滤器。图3 高效排风过滤器Note.A、B，New high efficiency filter.C，Two year old efficiency filter.Figure 3 High efficiency filter

注:高效过滤器的更换；A:打开IVC主机机箱，扭松托盘螺母；B:取出高效及固定的托盘；C:更换新的高效过滤器；D:清洗，晾干连接托盘的软管。图4 高效排风过滤器更换图Note.Replacement of high efficiency filter.A，Open the IVC mainframe case and loosen the tray nut.B，Take out the efficient and fixed tray.C，Wash and dry the hose connecting the tray.D，Wash and dry tray.Figure 4 Replacement of high efficiency exhaust filter

IVC进风和排风嘴比较脏，清洁消毒的方法最好是取下。具体操作如下:将通风嘴拔下，先用清水洗去上面灰尘，放入低浓度的消毒液中浸泡15 min，再用清水浸泡，除去残留的消毒液，晾干，将晾干后的通风嘴插回IVC通风管上。具体频率根据IVC使用情况制订，一般每个月定期清洗几次或在每次实验完毕整个笼架清空时清洗。当IVC已经清洗但停用了一段时间后，建议最好在启用时放置实验动物前将IVC进风和排风嘴前进行一次清洗以避免交叉感染，见图6。

5.8 IVC送排风管道的擦拭清洗

IVC除了进行管道的表面擦试外还要进行管道内的清洗消毒。因为排风管道会积累大量粉尘，容易滋生细菌甚至昆虫聚集，所以管道的定期清洗非常重要。对于机盒一体式IVC，无法分离主机与笼架，在清洗时，可先拆除所有通风嘴和管道末端的硅胶套，用喷壶喷入清水或消毒液使管壁内的粉尘流出，晾干后装好。对于机盒分体式IVC，可直接将连接好的IVC系统主机与托架分离，即卸掉所有连接软管，推到设备清洗间。回风长管清洗:清洗时需IVC托架上方与地面平行的回风长管拆除，将胶皮套与回风长管剥离，然后卸掉“U”型固定装置，取下的回风长管使用清水冲洗并晾干。由于一个人不易操作，需另外人工扶住回风长管，避免卸掉固定装置后掉落伤害到周围工作人员。回风细管与IVC托架是靠上下两个固定装置进行固定，使用工具将固定装置卸下将回风细管拆除，即可拿下回风细管。取下的回风细管使用清水冲洗并晾干后装好，见图7。

5.9 IVC通风管道过氧化氢蒸汽清洁消毒灭菌

过氧化氢蒸汽(HPV)灭菌技术是过氧化氢蒸汽在灭菌物体表面凝结，形成一层肉眼不可见的薄膜，通过过氧化氢氧化作用起到灭菌作用[15]。因为过氧化氢灭因菌其具有无毒副残留、快速、易于验证、可靠安全等优点，此方法现常用于新购进的IVC，或者在使用过程中的定期消毒灭菌。

灭菌方法举例:材料:气化过氧化氢灭菌器(杭州美卓)，35%过氧化氢溶液，硅胶连接管，恒温培养箱，过氧化氢灭菌芽孢条(Crosstex，log6枯草芽孢杆菌，不锈钢载体)，TSB培养基，试管，35℃恒温培养箱等。方法:将IVC笼架总送风口与总排风口通过软管连接在气化过氧化氢灭菌器的出风口和回风口，每个笼位的送排风嘴分别用硅胶连接管连接，使整个送排风管道形成密闭的循环。在笼架四角与正中放置黏贴有芽孢条的空笼盒，加入35%过氧化氢，调节参数(调节时间10 min，流量2 g/min；灭菌时间20 min，流量1 g/min，除残时间5 min)，启动过氧化氢灭菌器进行管道灭菌。灭菌结束后，重新连接主机与送排风管道，启动IVC主机，将残留的气体排出。此时取出芽孢条，将不锈钢载体放入配置好的胰蛋白胨大豆肉汤液体培养基中，与阳性对照一同放入35℃恒温培养箱培养5 d。结果判定:取出试管，观察培养基是否变浑浊，培养基澄清则说明灭菌合格，见图8。

5.10 IVC笼盒的高压灭菌

IVC笼盒的灭菌方法有:高压蒸汽灭菌、干热灭菌、Co60辐射灭菌、药物灭菌等，不同笼盒的材质采用的灭菌方法有所区别。常用的PC聚碳酸(酯塑料盒)多次高压蒸汽灭菌易降低透明度，笼盒逐渐变模糊，故可采取药物灭菌(用0.5%浓度过氧乙酸对IVC笼盒消毒12 h。PSU笼盒可耐175℃高压灭菌，多次灭菌不影响其透明度及性能，故可采用126℃，15 min或121℃，30 min蒸汽灭菌方法。

6 灭菌效果验证

灭菌效果验证的方法有高压蒸汽灭菌锅的生物指示剂检测和高压笼具的无菌性检测等。

6.1 高压蒸汽灭菌锅的生物指示剂检测

材料:嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示剂(北京四环)，56℃恒温培养箱，高压蒸汽灭菌锅。方法:取6根生物指示剂，将生物指示剂黏贴固定在高压灭菌器的上中下三层不同位点，与高压物品一同进行常规高压蒸汽灭菌。灭菌结束后，用夹子将内部的安培瓶夹碎使培养液与底部芽孢试纸条充分混合，同样的方式处理未灭菌的阳性对照，在将俩者一同放入56℃恒温培养箱培养48 h。结果判定:观察试管内溶液颜色，不变色(紫色)为灭菌合格；试管溶液变色(黄色)为灭菌不合格，见图9。

6.2 快速涂抹棒无菌检测

材料:快速涂抹棒(3 M)，6406菌落总数测试片(3 M)，37℃恒温培养箱。

方法:折断快速涂抹棒头部，挤压装有培养液的塑料容器，培养液进入下面试管，使拭子充分湿润。小心拔出拭子，用其在检测笼具表面均匀涂抹，涂抹面积约10 cm×10 cm。将拭子插回试管，轻轻混匀。在超净工作台或者生物安全柜内放好已经准备好的6406菌落总数测试片，再打开试管，将培养液到入测试片中间，盖上透明塑料片后用特殊的圆形凹面塑料板压实；连同阴性对照和阳性对照一同放入37℃恒温培养箱培养48 h。结果判定:如果有细菌会在6406菌落总数测试片上生长形成一个个红色的斑点，通过计算斑点数来判定消毒或灭菌效果；若测试片上没有红色斑点则灭菌合格，见图10。

注:A:完好的笼盖滤膜；B:损害的笼盖滤膜。图5 笼盒盖滤膜Note.A，Intact cage lid filter.B，Damaged cage lid filter.Figure 5 Cage lid filter

注:A:使用了3个月的通风嘴；B:清洗后的通风嘴。图6 通风嘴Note.A，Ventilation nozzle after 3 months using.B，cleaned ventilation nozzle.Figure 6 Ventilation nozzle

注:A:排风管道；B:排风管道表面冲洗和内部擦试；C:使用了6个月的排风管道。图7 排风管道Note.A，Exhaust duct.B，Cleaning the exhaust pipe surface.C，Exhaust pipe after 6 months of using.Figure 7 Exhaust pipe

注:A、B:IVC通风管道过氧化氢蒸汽灭菌管道连接；C:过氧化氢蒸汽灭菌效果的验证。图8 过氧化氢蒸汽(HPV)灭菌Note.A、B，Connection of hydrogen peroxide fumigation.C，Effectiveness testing of hydrogen peroxide fumigation sterilization.Figure 8 Hydrogen peroxide disinfection

图9 生物指示剂验证高压蒸汽灭菌锅的灭菌效果Figure 9 Verify the effectiveness of autoclave by biological indicators

图10 快速涂抹棒验证高压蒸汽灭菌锅的灭菌效果Figure 10 Verificaiton of sterilizatione ffectiveness of autoclave by Quick smudge stick

7 结论

目前，IVC的产品越来越多，使用IVC的机构也随之增加。由于IVC笼具的功能正常与否与实验动物健康息息相关，日常的日常维护和清洁消毒是实验动物设施管理好坏非常重要的一环。良好的日常维护及清洁保养不仅可以使IVC功能正常，还能降低IVC的维修成本，间接节约运营成本。

本文的方法和观点可作为经验分享给大家仅供参考。同时我们也意识到有关IVC在动物实验中还有许多问题尚待解决，例如，高效更换的最佳时间(不同设施，不同动物的数据)；管道清洗时间；不同消毒剂对IVC的影响；更加便捷和有效的清洁消毒IVC笼具的方法等。不同厂家，不同型号的IVC维护也有区别，这些均需要实验动物设施使用单位建立本单位的IVC清洁维护背景数据，建立清洁维护台账，一起寻找和探索更好的IVC维护和清洁消毒方法，给实验动物营造更加安全舒适健康的生存环境。