Fachinformation. Organisation tierexperimenteller Imaging-Einheiten aus hygienischer Sicht

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1 Fachinformation Aus dem Ausschuss für Hygiene Organisation tierexperimenteller Imaging-Einheiten aus hygienischer Sicht Stand März 2019 Autoren: André Bleich, Bruny Illgen-Wilcke, Karin Jacobi, Petra Kirsch, Thomas Kolbe, Bettina Kränzlin, Robert Leblanc, Esther Mahabir-Brenner, Michael Mähler, Werner Nicklas, Karin Seidel und Bastian Tiemann

2 Inhaltsverzeichnis 1. Bedeutung der nicht-invasiven Bildgebung Räumliche Anordnung und Anforderungen der Imaging-Einheiten Bauliche Voraussetzungen für Imaging-Einheiten Personelle und organisatorische Anforderungen für Imaging-Einheiten Hygienemaßnahmen für die Nutzer der Imaging-Geräte Hygieneanforderungen an die Tierhaltung in Imaging-Einheiten Hygienemaßnahmen für die Untersuchung der Tiere in den Imaging-Geräten Etablierung von SOPs für das Hygienemanagement der Imaging-Einheiten Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen an den Geräten und Messkammern Fazit Literatur... 8 Seite 2 von 9

3 1. Bedeutung der nicht-invasiven Bildgebung In vivo Imaging-Geräte dienen der nicht-invasiven Untersuchung von Labortieren und Patienten. Darunter fallen Geräte wie Magnetresonanztomographen (MRT), Positronen- Emissions-Tomographen (PET/CT), Optische Imager (Fluoreszenz), Ultraschallgeräte sowie Röntgengeräte. Der Einsatz dieser Geräte bei Labortieren trägt zur Reduzierung von Versuchstierzahlen bei, da zum einen an ein und demselben lebenden Tier wiederholte Messungen im Studienverlauf durchgeführt (Reduktion durch longitudinales Studiendesign) und zum anderen verschiedene Fragestellungen im gleichen Tier abgebildet werden können. Weiterhin lassen sich durch die verschiedenen Imaging-Modalitäten auch invasive Techniken ersetzen. Somit sind diese nicht-invasiven Bildgebungsverfahren eine wichtige Methode zur Umsetzung der 3R (Reduce, Refine, Replace). Aufgrund der hohen Anschaffungskosten der optischen Geräte ist eine Nutzung und Auslastung durch viele Experimentatoren auch aus unterschiedlichen Einrichtungen in einer zentralen Imaging-Einheit (Core-Service) sinnvoll und oft unumgänglich. Dies bedingt jedoch auch, dass die hier untersuchten Tiere aus verschiedenen Tierhaltungen/hygienischen Einheiten stammen können und so eine hygienisch nicht vollständig definierbare Situation in der Imaging-Einheit entsteht. Unterstrichen wird dies auch durch die Tatsache, dass Imaging ein häufig genutztes Untersuchungsverfahren sowohl bei Infektionsversuchen/S2-Versuchen als auch für die Untersuchung immundefizienter Tiere (Xenotransplantation, humanisierte Modelle) ist. 2. Räumliche Anordnung und Anforderungen der Imaging-Einheiten Mitnutzung von Patientenanlagen Die Bildgebung bei Großtieren erfolgt meist in Anlagen (v.a. MRT/CT), die primär für die humane Nutzung gedacht sind und sich somit direkt im Krankenhausbereich mit Patientenverkehr befinden. Die Nutzung der Geräte für große Versuchstiere ist daher nur außerhalb der Behandlungszeiten von Patienten (am Abend und in der Nacht) möglich und sollte erst nach Rücksprache mit dem/der Hygienebeauftragten des Krankenhauses erfolgen. Die Tiere müssen durch einen separaten Zugang in die Anlage gebracht werden, Vorbereitung und Narkose müssen in einem separaten Vorraum durchgeführt werden und die sorgfältige Reinigung und Dekontamination der Geräte vor und nach der Nutzung haben oberste Priorität, um eine Gefährdung von z.t. immunkompromittierten Patienten durch übertragbare Keime zu verhindern. Nutzung von speziellen Anlagen für kleine Labortiere Bildgebungseinheiten für kleine Labortiere können getrennt vom Krankenhausbetrieb installiert werden, sollten jedoch in lokaler Nähe von den Forschungsbereichen (Labors) und deren Versuchstierhaltungen liegen, um kurze Transportwege zu ermöglichen. Da die Tiere, die in solchen Imaging-Räumen untersucht werden, häufig von unterschiedlichen Nutzern und aus verschiedenen Haltungseinheiten mit voneinander abweichendem oder unbekanntem Hygienestatus stammen, ist die Realisierung einer Imaging-Einheit in einem separaten Hygienebereich angeraten, um die anderen Tierbestände nicht zu gefährden Seite 3 von 9

4 3. Bauliche Voraussetzungen für Imaging-Einheiten Eigene Tierhaltung für die Imaging-Einheit Idealerweise sollte eine Core-Facility für präklinische Bildgebung über eigene Haltungskapazitäten verfügen, da Tiere, die für eine Messung in die außerhalb der zentralen Tierhaltung gelegenen Imaging-Einheiten importiert werden, üblicherweise, aufgrund von internen Hygienebestimmungen, nicht wieder in die ursprüngliche Haltungseinheit zurück genommen werden können. Da sich die Messungen mitunter über einen langen Zeitraum erstrecken (Wochen, Monate), müssen die Tiere in dieser Zeit in einer anderen Haltungseinheit untergebracht werden. Diese Tierhaltungseinheit sollte sich in Nähe der Imaging-Räume befinden, um Transportstress für die Tiere zu minimieren. Besonders bei chirurgischen Modellen sind die Belastungen durch längere Transporte erheblich. IVC-Haltungssystem Eine Unterbringung der Tiere in der Tierhaltung der Imaging-Einheit in IVCs empfiehlt sich, um die Tiere unterschiedlicher Herkunft voneinander abzuschirmen und um zu verhindern, dass sie sich gegenseitig mit unerwünschten Erregern infizieren. Die erforderliche Intensität der gegenseitigen Abschirmung der Tiere (IVC, Isolator) wird vom Grad des hygienischen Risikos bestimmt, z.b. Tiere im Infektionsversuch versus immundefiziente Tiere. Eigene Serviceräume für die Imaging-Einheit zur Käfigaufbereitung bzw. Einrichtungen zur Dekontamination (Spülmaschine/Autoklav etc.) sind von Vorteil, da die Käfigreinigung dadurch einfach zu organisieren ist. Müssen die Käfige der Imaging-Einheit jedoch in einer anderen Tierhaltung aufbereitet werden, sind die Käfige vorher zu autoklavieren, um eine Gefährdung des dortigen Tierbestandes zu verhindern. Die Käfige der Imaging-Einheit sind aufgrund des unterschiedlichen Hygienestatus der Tiere immer als kontaminiert zu betrachten. Bei hohem Infektionsrisiko durch die Tiere der Imaging-Einheit bzw. deren Käfige ist die Nutzung von Einmalkäfigen in Betracht zu ziehen. 4. Personelle und organisatorische Anforderungen für Imaging-Einheiten Da es sich in den meisten Fällen um den Betrieb wertvoller und komplexer Geräte handelt, sollte speziell dafür ausgebildetes Personal eingesetzt werden. Dieses stellt die technische Betreuung der Geräte sicher und unterstützt die verschiedenen Forscher bei der Durchführung ihrer Studien. Gerade bei dezentralen Haltungen müssen diese Personen hinsichtlich des Hygienemanagements und des tierschutzgerechten Umganges mit den Tieren vor, während und nach der Untersuchung intensiv geschult sein und in engem Kontakt mit dem Tierschutzbeauftragten bzw. mit den zuständigen Tierärzten stehen. Die Pflege der Tiere, die in der Imaging-Einheit längere Zeit untergebracht sind, sollte durch in diesem Bereich angesiedelte eigene Tierpfleger abgedeckt werden. Das Betreten der Imaging-Räume durch Tierpfleger aus der zentralen Tierhaltung kann ein Risiko für die Tiere in der zentralen Anlage bedeuten, da die Tierräume der Imaging-Einheit aufgrund der unterschiedlichen Herkunft der Tiere als hygienisch bedenklich anzusehen sind. Wenn aufgrund einer intensiven Nutzung mehrere Imaging-Geräte desselben Typs zum Einsatz kommen, sollten diese in verschiedenen Hygienebereichen aufgestellt werden und der Hygienestatus der zu untersuchenden Tiere dafür definiert werden. So wird das Risiko, dass die Tiere während des Untersuchungsganges mit neuen Erregern infiziert werden, minimiert. Seite 4 von 9

5 Der Leiter der Imaging-Einheit muss unter Berücksichtigung des Hygienestatus der Tiere die tägliche Reihenfolge der Arbeiten an den Geräten festlegen, wenn es dafür nur ein Gerät gibt. 5. Hygienemaßnahmen für die Nutzer der Imaging-Geräte In der Imaging-Einheit ist Schutzkleidung zu tragen, die für diesen Bereich definiert wird und nur in diesem Bereich zulässig ist. Desinfektion der Hände sowie das Tragen von Handschuhen bei Tierkontakt sind obligatorisch. Eine Quarantänezeit für Nutzer, die sich in der Imaging-Einheit aufgehalten haben und auch in anderen Tierhaltungen arbeiten, muss definiert und eingehalten werden. Alle Arbeitsprozesse sollten in SOPs detailliert fixiert werden. Alle Nutzer müssen sich uneingeschränkt zur Einhaltung aller Hygiene- und Desinfektionsmaßnahmen verpflichten. Das für die Bedienung der Geräte angestellte Stammpersonal ist dafür verantwortlich, die Einhaltung der hygienischen Nutzungsregeln zu überwachen. 6. Hygieneanforderungen an die Tierhaltung in Imaging-Einheiten Für den Import von Tieren in eine Imaging-Einheit sind aussagekräftige Hygienezeugnisse vorzulegen. Es ist vorab für die Tierhaltung festzulegen, welcher Hygienestatus der Tiere (z.b. das Freisein von einzelnen Erregern) oder welche biologische Schutz- bzw. Sicherheitsstufe ausschlaggebend für die Nutzung der Geräte sind. Der Hygienestatus der importierten Tiere sollte entsprechend dem festgelegten Gesundheitsüberwachungsprogramm vor Ort überprüft werden, um das Vorhandensein von Erregern innerhalb der Imaging-Einheit kontinuierlich verfolgen zu können. Die üblichen Arbeitsroutinen im Umgang mit IVC-Käfigen (z.b. ausschließliches Umsetzen unter Laminar-Flow-Bedingungen) sind einzuhalten (siehe GV-SOLAS: Hinweise zum Umgang mit einzelbelüfteten Käfigen/IVCs ). Sind Tiere mit Radioisotopen behandelt worden, so sollten diese Tiere getrennt von anderen Tieren, in einem dafür zugelassenen abgeschirmten Raum, gehalten werden, bis die Radioaktivität abgeklungen ist. Auch anfallendes Material (Streu/Futter/Kadaver/ Ausscheidungen) muss bis zum Abklingen der Radioaktivität in diesem Raum gelagert werden können. Die Tierhaltung der Imaging-Einheit muss genügend Platzkapazität haben, um zu gewährleisten, dass alle zu untersuchenden Tiere eine angemessene Akklimatisationszeit vor den Messungen dort verbringen können. Für die radioaktiven Tiere ist ausreichend Platz für die Isotopen-Abklingzeiten nach den Messungen zu kalkulieren 7. Hygienemaßnahmen für die Untersuchung der Tiere in den Imaging- Geräten Hygienische Reihenfolge der Messgruppen An den einzelnen Geräten sollte zeitgleich immer nur mit Tieren einer Herkunft gearbeitet werden. Danach müssen alle Arbeitsflächen Seite 5 von 9

6 und Geräte (Narkosemasken, Tierhalter/Tierschlitten, Sonden, Spulen) gereinigt und desinfiziert werden. Die Handschuhe und ggf. Kittel sind zu wechseln, bevor weitere Tiere untersucht werden. Bei Tieren mit hohem Infektionsrisiko ist die Reinigung und Desinfektion des gesamten Raumes zu erwägen, bevor mit der nächsten Tierkohorte gearbeitet werden darf. Keimreduktion durch Laminarflowtechnik Die Tiere werden in ihrem IVC-Käfig bzw. einem geschlossenen Käfig in den Imaging-Raum unter eine Laminar-Flow-Bank verbracht. Die Vorbereitung der Tiere für das Imaging und ihre Nachbetreuung sollte vollständig unter Laminar-Flow-Bedingungen stattfinden, d.h. Wiegen, Induktion der Narkose (erfordert bei einer Inhalationsnarkose einen Abzug), eventuelle Enthaarung, Injektionen, Wärmen etc. Die Tiere werden nach dem Imaging zum Aufwachen wieder unter Laminar-Flow-Bedingungen in ihren IVC-Käfig zurückgegeben. Die Tatsache, dass während der Messung der Schutz durch Laminarflowtechnik unterbrochen ist, sollte nicht davon abhalten, diese Technik nach Möglichkeit zu nutzen. Nutzung geschlossener Tierhalter für die Messung Die Tiere sollten wenn möglich in geschlossenen Behältnissen in den optischen Geräten untersucht und bereits unter Laminar- Flow-Bedingungen in diese Behältnisse verbracht werden. Dazu eignen sich einerseits z.b. Einmalkäfige, in denen Tiere in Röntgengeräten untersucht werden können oder kommerziell erhältliche, desinfizierbare und geschlossene Tierschlitten verschiedener Hersteller, die sich für die Untersuchung im MRT, CT, PET-CT u.a. (mit entsprechenden Adaptern) eignen. Letztere sollten thermoreguliert sein und eine kontrollierte, überwachte Inhalationsnarkose ermöglichen. Durch Verwendung geschlossener Behältnisse wird eine Kontamination des Gerätes mit unerwünschten Erregern z.b. durch Urin, Kot, Blut, Haare oder Staub während der Messung vermieden. Eine Reinigung der verschmutzen, oft schwer zugänglichen Bereiche des Gerätes entfällt damit. Können keine geschlossenen Behältnisse während des Imaging genutzt werden, sollten sterile Unterlagen verwenden werden, auf denen die Tiere im Imaging-Gerät liegen. Diese verhindern, dass z.b. Urin in das Gerät laufen kann. Schwer zu reinigende Details der optischen Geräte (diese sind meist nicht für eine leichte Reinigung konzipiert) können abgedeckt werden, um eine Kontamination während der Arbeit mit den Tieren zu vermindern. Zwischen der Untersuchung der einzelnen Tiere sind alle Oberflächen, die mit Tieren in Kontakt waren, gründlich mit einem schnell wirkenden Desinfektionsmittel entsprechend der Empfehlung der Hersteller zu behandeln. 8. Etablierung von SOPs für das Hygienemanagement der Imaging-Einheiten In den SOPs sollten folgende Punkte definiert werden: Definition der Zugangsvoraussetzungen für die Tiere und potentieller hygienischer Risiken (inklusive Ausschluss von Tieren aufgrund ihres Hygienestatus) Definition der Zugangsvoraussetzungen für die Wissenschaftler, Tierpfleger Beschreibung der Arbeitsabläufe an den Messgeräten inklusive der dazugehörigen zwischenzeitlichen Hygienemaßnahmen (Serviceplan bzw. Havarieplan für Dekontamination nach unvorhergesehenen Infektionen) Seite 6 von 9

7 Betriebsanweisung für die Bewirtschaftung der Tierhaltungsräume für die bildgebende Einrichtung: Pflege, Versorgung der Tiere nach Untersuchung im bildgebenden Verfahren und zugehörige Hygiene-, und Sicherheitsmaßnahmen Realistische Bewertung der erreichbaren Dekontamination von bildgebenden Geräten mit den zulässigen Mitteln bzw. der verbleibenden Risiken nach den eingesetzten Verfahren Definition der personellen Zuständigkeit, Verantwortlichkeit und Weisungsbefugnis Ausstattung des für die Bedienung der Geräte engagierten Fachpersonals mit der notwendigen Kontroll-, Entscheidungs- und Weisungsbefugnis Einweisung und Kontrolle aller Nutzer in die Nutzer- und Hygieneordnung Verpflichtung aller Nutzer zur uneingeschränkten Einhaltung der Hygiene- und Desinfektionsmaßnahmen 9. Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen an den Geräten und Messkammern Für die Dekontamination sollten die Empfehlungen der Gerätehersteller einbezogen werden und das Wirkungsspektrum des eingesetzten Mittels sowie der Hygienestatus der Tiere berücksichtigt werden. Die Gerätehersteller kennen die Empfindlichkeit verbauter Materialien wie z.b. Kunststoffe, die nicht autoklavierbar sind bzw. durch Desinfektion mit bestimmten Mitteln eintrüben können: z.b. kann Polyoxymethylen (POM) und Teflon durch Alkohol oder Elektronik und Kameras durch H 2O 2 beeinträchtigt werden. Sie informieren in der Regel, dass mit den von ihnen empfohlenen Mitteln eine vollständige Dekontamination der Messkammer nicht garantiert werden kann, d.h. dass eventuell nicht alle für den Anwender relevanten Erreger eliminiert werden. Die Dekontamination der Messräume bzw. Messkammern und Geräte durch Verdampfung/ Verneblung von Wasserstoffperoxid wird seitens der Hersteller kritisch gesehen, da sie eine Beeinträchtigung der Funktionen nicht ausschließen können. Das Risiko für die Anwendung von Wasserstoffperoxid zur Dekontamination trägt der Anwender in der Regel selbst. Es gibt jedoch kommerzielle Anbieter für die Anwendung von Wasserstoffperoxid zur Sterilisation von Räumen inklusive der bildgebenden Geräte. Ihre Erfahrung auf diesem Gebiet sichert die Funktionstüchtigkeit der Geräte und sollte auf jeden Fall genutzt werden. Beispiele für chemische Desinfektionsmittel: Alkohol 70%ig, quartäre Ammoniumverbindungen, Gemische aus Alkohol + Aldehyden + quartären Ammoniumverbindungen, sauerstoffaktive Peroxidverbindungen. 10. Fazit Der Hygienestatus verschiedener Tiergruppen, die in bildgebenden Einheiten untersucht werden, kann unterschiedlich sein. Da außer der Oberflächendesinfektion kein zugelassenes Dekontaminationsverfahren für bildgebende Anlagen verfügbar ist, besteht die Gefahr der Erregerverbreitung. Diese kann nur durch klare Arbeitsanweisungen für alle Arbeitsschritte innerhalb der Bildgebungseinheit minimiert werden. Seite 7 von 9

8 11. Grundlegende und weiterführende Literatur Brenda A, Klaunberg J. Davis A Considerations for laboratory animal imaging center design and setup. ILAR J 49(1): Desinfektionsmittelliste des RKI: Bundesgesundheitsblatt 2017:60: Desinfektionsmittel-Liste des VAH, Stand DVG-geprüfte Desinfektionsmittel für den Einsatz in der Tierhaltung, Stand. GV-SOLAS: Hinweise zum Umgang mit einzelbelüfteten Käfigen/IVCs. Lauber DT, Fülöp A, Kovács T, Szigeti K, Máthé D, Szijártó A State of the art in vivo imaging techniques for laboratory animals. Lab Anim 51(5): Stout D How to Set Up a Small Animal Imaging Unit. In: Kiessling F, Pichler BJ, Hrsg. Small Animal Imaging. Berlin, Heidelberg: Springer, Tolba RH Institutional Preconditions for Small Animal Imaging. In: Kiessling F, Pichler BJ, Hrsg. Small Animal Imaging. Berlin, Heidelberg: Springer, Voipio H-M, Bronstad A, Forslid A, Karhi T, Ostergaard G. Animal Handling and Management in Imaging Units. Recommendations by the Working Package 4 in the Nordic infrastructure for mouse models (NorIMM). submitted Seite 8 von 9

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