실험동물사육시스템의 개요

• 국내에 처음으로 실험동물시설이 도입된지 어언 20여년 가까이 세월이 흘렀습니다. 그동안 관련시설에 대하여 국내외 적으로 많은 발전을 거듭해 현장에서 발생된 분제점들을 개선해 오면서 국내적으로도 수많은 기술축적을 하게되어 오늘에 이르게 되었습니다. 그러나 대학, 연구소, 산업체등에서 처음으로 이 시설을 도입하고자 할 경우 이에대한 자료를 수집하고자 하면 어디서 부터 시작을 하고 어떠한 개념으로 설계를 하여야 하며 또한 어떻게 효율적으로 관리하여야 하는가에 대하여 난관에 부딪히는 경우가 종종 발생합니다. 따라서 실험동물 사육시설에 대하여 오랜 경험과 기술을 축적한 저희 Shin Bio Tech.(신 바이오 텍)에 문의하시면 정성껏 도와드리겠습니다.

• 실험동물시설과 GLP[Good Laboratory Practice]의 관계

  실험동물의 사육 및 보관 그리고 실험등을 실시 할 시설의 계획, 운영, 관리에 관한 규정으로서 GLP기준을 따르는 것이 일반적입니다. 이는 주로 실험동물을 이용해 주로 의약품등을 개발하는 경우가 많으므로 이에대한 엄격한 규제사항으로 미국FDA 안전성평가시험에 규제한 GLP규정(1979)등을 기초로 KGLP규정을 국내에서 기준하고 있으며 가까운 일본의 경우도 1983년부터 후생성에 의해 GLP규정이 시행되고 있습니다. 각 대학의 경우 이러한 규정이 엄격히 적용되지는 않으나 무균상태의 실험동물을 바탕으로 소기의 연구목적을 달성하기 위해서는 이러한 기준을 따르는 것이 오염으로 인한 예기치 않은 실험결과를 미연에 방지할 수가 있는 것입니다.

실험동물의 분류와 시스템

• 실험동물이란 실험등에 공급하기 위한 시설에서 사육 및 보관, 관리하는 동물을 의미하며 대개 포유류 및 조류에 속한 동물을 말합니다. 이러한 동물은 생물학적인 차원에서 미생물의 제어면에서 분류하고 있는 것이 일반적이비니다. 또한 각 분류에 따른 청정도를 갖춘 사육시설을 바탕으로 하고 있습니다.
  
  ① 실험에 사용되는 대표적인 동물
  포유류 - 마우스, 랫드, 헴스터, 모르모트, 토끼, 고양이, 돼지, 소, 우스척등
  조류 - 메추라기등
  
  ② 시스템의 분류
  1) Isolator System
  격리된 용기등에서 사육하는 시스템으로서 외부에서 글로브등을 이용해 내부조작을 행하며 무균동물과 알려진 특정균만을 보유한 동물사육에 이용
  2) Barrier System
  특별하게 지정된 미생물, 기생충등이 없는 SPF(Specific Pathogen Free Animals)동물을 장기간 사육하는 것을 목적으로한 시설이며, 외부로부터의 오염발생을 방지하는 것을 목적으로한 시설입니다. 청정도는 Class 10,000이하를 유지하고 사육자는 동물과 접촉은 하나 감염기회를 방지하고자 입실시는 샤워세척을 하고 마스크, 장갑등의 착용을 엄격히 통제합니다. 공급되는 사료, 물, 기기등은 전량 멸균하여 반입합니다.
  3) Open System
  특별히 미생물제어를 필요로 하지 않는 사육시설을 말하며 청정도의 제한은 없습니다만 관리구역으로 운영할 필요는 있습니다.
  
  ③ 미생물의 제어면에 의한 실험동물의 분류
  

• 보유균	의미	미생물상태	만드는법	유지시스템
  무균동물 (Germfree Animals)	무균처리를 통하여 얻으며 어떠한 미생물 및 기생충을 검출할 수 없는 동물	검출가능한 미생물 없음	제왕절개, 자궁절단에서 유래	아이솔레이터
  노트바이오츠 (Gnotobiotes)	보유한 미생물 모두 명확하게 알려진 특수히 사육된 동물	보유한 미생물이 명확	무균동물로 명확히 정의된 미생물을 정착	아이솔레이터
  SPF동물	특별히 지정된 미생물, 기생충이 없는 동물, 단 지정되지 않은 미생물 및 기생충이 반드시 없는 것은 아님	가지고 있지 않은 미생물이 명확함	무균동물, 노토바이오츠에 미생물 자연장착	베리어시스템

• ④ 실험동물실의 환경조건
  현재 공표된 동물의 종류별 온습도 조건은 온도 21 - 27°C, 습도45 - 75% 범위에서 윤영되며 평균적으로 23°C ± 2°C, 50 -55% ± 5%를 추천값으로 하고있습니다.
  또한 대표적인 환경조건을 분류해 보면 다음표와 같습니다.

실험동물사육시스템설계의 고려사항

• 실험동물실의 구획설정
  
  * 다음은 대표적인 실험동물실의 시설구획입니다.
  1. 동물 사육시설 구역 : 무균실, 일반동물실 등
  2. 동물용품 제공시설 구역 : 멸균기, Pass Box등
  3. 피실험물질 및 대조물질취급시설 구역 : 검역실, 반입실 등
  4. 실험 및 조작 구역 : 실험실, 해부실 등
  5. 사료 / 사체보관시설 구역 : 저온 창고시설
  6. 관리용시설 구역 : 탈의실, 관리실, 화장실 등
  7. 필요시 생물안전실 구역(P3) : 생물학적 외부로의 감염차단시설

• 온습도 조건 : DB 23°C ± 2°C RH 50% ± 5%

  실내 청정도 : SPF ROOM- 10,000dlgk CONV.ROOM-100,000이하

  환기수 : 100,000Class (20회/h 이상) 10,000Class(35회/h 이상)
  Ceiling Height 2400-2600이내 기준

  풍량사출 : * 일부환기방식 : 공조부하풍량(외기+환기) + Class풍량 = [열부하에 의한 시스템풍량(부하입구측흡입) + Class풍량(냉각코일 출구측으로 By - Pass) = 송풍기 공급풍량 )
  환기풍량 = 전체공급풍량 - (청정도를 위한 실내양압배기 + 강제배기량))
  시스넴부하풍량 = O.A + 열교환기 입구측풍량)
  * 전외기방식 : 환기없이 전시스템공급풍량 = 부하처리풍량 = CLASS풍량)
  + O.A공급량)
  풍량처리 권장시스템)
  
  1. 환기형설계후 실내 NH3를 흡착 필터를 통한 재공급(NH₃농도증가 다소발생 - 에너지최소)
  
  2. 전외기설계후 실내 NH₃를 흡착시킨후 농도를 감지하여 환기/배기/O.A양을 자동조절(에너지비용 감소-최대효과)
  
  3. 전외기식(에너지비용최대) 2번항권장(시설비 증가하나 관리비 저하)

  실내차압의 배치 : HI-Class실로부터 Low Class구역으로 단기적 양압의 차압배치(Pass Room - 부압을 배치하여 Air Lock 및 악취외부 누출방지)

  외기 및 환기공급 방식 : 환기 - CARBON FILTER UNIT 외기 DRUM형 AUTO FILTER CLEANER UNIT에 의한 공급권장(비례제어)

  중앙제어 : 통신형 시스템에 의한 중앙집중식 관제시스템 적용권장

  실내압력의 제어 : 차압 센서에 의한 INVERTER DRIVE 제어
  전외기적용시 온습도 연속제어 시스템 및 외기보상형 냉동시스템 설계

  사료 및 기자재 멸균반입 : AUTO CLAVE 및 멸균형 PASS BOX배치

  사료보관 : 사료보관 저온창고를 비청정구역에 구입배치

  사체보관 : 사체보관 냉동고를 비청정구역에 구입배치

  실내 마감재 : 화재방지 및 소독이 용이한 재질선정

  바닥재 : 내화학성 및 강도를 지닌 재료를 선택

  위생설비 : 세척실에 배치하고 SPF급 무균실에는 바닥배수배치 지양

  멸균기 배수 : 멸균기는 형식승인품으로 설계하며 WATER EJECTOR방식으로 설계

  소화설비고려 전등설비 : 크린룸이므로 분진 및 미생물 번식방지용 사용

  전열설비 : 가급적 필요한 곳만 최소배치

  덕트설비 : 가급적 STS. 권장(환기방식시)

  부대설비 : Air Shower, Pass Box, Auto Clave, BSC(실험실), Fume Hood(실험실 - 강제배기형은 가동시 실내압력 보상설계)
  급기 및 배기는 비상용을 비치하여 교대운전(자동) - 정지시 가스증가로 실험동물치사발생

  실험용가스설비 : 청정실럼실내에는 외부에서 내부로 기본가스배관배치(CO₂,N₂)

  출입도어는 이동동선 일방향으로만 열리도록 한다.

  실험동물사육실에는 주야간 환경절환용 장치를 설계

  사육실에는 FIX WINDOWS를 비치하지 않으나 부득이한 경우 창에 차광장치 고려

  청정구역내에 비상 및 일반소독을 겸한 분무 소독장치라인을 설계

  CLEAN LOCKER를 배치(자체멸균형)하여 청정구역 입실전 착용

  각종 보온재는 실험동물에 무해한 난연성 합성수지 가공재(유리면사용금지)를 사용한다.

  주출입구는 보안장치를 설계한다.

  각 출입구는 단층이 있으면 아니된다. (WORKING TABLE나 CAGE이동시 방해를 받지않는 구조)

  각실은 차압댐퍼를 설계해 실내압력의 이상고압을 방지한다.

  조류 동물사육실의 조명은 조도조절이 가능한 바사조명을 설계한다.

  감염동물이 있는 실은 배기구에 ULPA FILTER UNIT 및 급수(역류방지)/배수(역류방지,소독장치)에 신경을 쓴다.

  오수는 별도의 정화조에 자동소독장치를 설계한다.(감염동물이 있는 경우)

  사육이나 실험동물의 임시보관 사육의 경우 두수가 적은경우 별도의 항온항습 베리어시스템을 적용 사육실을 제외한 실험실구역에는 소동력전원 및 수입실험기자재를 위한 110V전원을 비치한다.