Чем дышат эмбрионы?

Качество воздуха в эмбриологической лаборатории и система мониторинга

Ни для кого не секрет, что качество воздуха является важным параметром нашей жизни. Воздух, которым мы дышим, обуславливает наше самочувствие, развитие аллергических реакций и напрямую влияет на наш организм. Для человека важно находиться в среде с нормальным количеством кислорода и углекислого газа без вредных примесей летучих органических соединений (VOC), токсинов, частиц пыли и бактерий. Эмбрионы в этом случае далеко не исключение. И если, рассматривать их обычное развитие внутри организма матери, то можно удивиться, насколько эффективным барьером от огромного количества неблагоприятных факторов внешний среды этот организм является.  

Совсем другое дело наблюдается в лаборатории. Хотя большую часть своего существования in vitro эмбрионы проводят внутри специальных инкубаторов, поддерживающих максимально близкие условия газового состава среды к условиям in vivo (в организме), существует необходимость проведения различных манипуляций с ними в лаборатории, когда эмбрионы вынимают из этой благоприятной среды. Кроме того, в процессе культивирования часть воздуха из помещения, так или иначе, попадает внутрь инкубатора, что не может не сказываться на «самочувствии» в нем эмбрионов.

В отличие от нашего – взрослого стабильного организма, многие процессы в клетках эмбрионов все еще не до конца развиты, в частности, гораздо хуже они способны нейтрализовать токсины, и очень чутко реагируют на любые изменения среды (pH, осмолярность, VOC). Какие эмбрионы бы не были, они все чувствительны даже к кратковременным незначительным изменениям температуры. Необходимо отметить, что чем развитие эмбриона находится на более ранней стадии, тем такая его чувствительность будет проявляться сильнее. В лаборатории ЭКО мы как раз сталкиваемся с самым началом их жизненного пути, которое будет критично для дальнейшего нормального индивидуального развития. Именно в лаборатории происходит начало новой жизни - оплодотворение и последующее приобретение индивидуальности эмбрионами на третьи сутки культивирования с началом запуска активации их собственных генов, а к пятому дню активация регулирующих механизмов проявления активности генетической информации. Внутри лаборатории происходит как первое клеточное деление, так и образование самых первых тканей нового организма. Именно поэтому чрезвычайно важно уделять особое внимание стабильности показателей культивирования и качеству воздуха в лаборатории.

Оснащение эмбриологической лаборатории

Система вентиляции обеспечивает постоянную подачу большого количества воздуха только в лабораторию, операционную и в шлюзы перед ними. Этот воздух проходит множество ступеней очистки: вначале он очищается от пыли на фильтрах грубой очистки, затем нагревается и увлажняется, после проходит через специальные фильтры тонкой очистки, задерживающие пыль и микробы и попадает уже непосредственно в вентиляцию. Но истинная чистота приточного воздуха достигается на его выходе в лабораторию, через HEPA фильтры Н14, которые улавливают любые мелкодисперсные частички от 0.1 мкм. Частицы меньшего диаметра тоже застревают навсегда в HEPA фильтре так как, лишь коснувшись его волокна, сразу прилипают к нему за счет сил электростатики. Таким образом, не только пыль, аэрозоли, но и все бактерии и даже вирусы не могут пройти через этот фильтр. Кроме того, поток воздуха в лаборатории существенно больше, чем в любом другом помещении чистой зоны. За счет этого достигается постоянно избыточное давление в ней. Поэтому даже при открытии дверей и перемещении персонала воздух всегда будет выходить из лаборатории, а попасть сможет в нее только через систему фильтров. Для стабилизации давления существует вытяжная вентиляция, которая следит за его постоянством в автоматическом режиме.

Однако следует отметить, что данная система не защищает от той пыли и микробов, которые могут попасть в лабораторию на поверхности кожи, одежды или с выдыхаемым воздухом. Для предотвращения контаминации воздуха от персонала в нашей лаборатории установлены еще два рециркулятора воздуха, которые не только фильтруют его от VOC, но и убивают все микроорганизмы. Отдельно происходит постоянная фильтрация воздуха в тех областях, где мы работаем с эмбрионами вне инкубаторов. В специальных ламинарах создается постоянный поток воздуха без завихрений и турбулентности. Он полностью сдувает все частички из рабочей области и обеспечивает создание самого высокого класса чистоты воздуха в местах работы с гаметами и эмбрионами.

Как видим, чистоту внутри лаборатории эмбриологии даже не стоит сравнивать с привычными в нашем понимании операционными (казалось бы самыми чистыми местами), где количество частиц и примесей может превышать допустимые для лаборатории показатели более, чем в 1000 раз. Как раз для контроля всех этих важнейших показателей качества воздуха и работы критически важного оборудования, у нас установлена специальная система слежения OCTAX Log&guard. Она позволяет контролировать такие параметры как температура воздуха, его влажность, давление, наличие VOC, температуру в инкубаторах, газовый состав атмосферы инкубаторов, температуру хранения сред и образцов на ПГТ, и осуществлять мониторинг pH среды для культивирования эмбрионов человека в реальном времени. Для каждого измерения подобраны доверительные интервалы, в которых этот параметр может отклоняться (так для температуры в помещении это +23⁰-25⁰C, для температуры в инкубаторе разница уже составляет менее 0,5⁰, а для pH вообще меньше одной десятой). При любом отклонении от заданного значения происходит активация тревоги для принятия мер по устранению неблагоприятной ситуации. Мониторинг ведется круглосуточно и при отсутствии персонала в лаборатории система передает уведомление на телефон эмбриологов в любое время дня и ночи с указанием конкретной проблемы и степени отклонения показателей от заданного интервала. Таким образом, организуется система экстренного реагирования при аварии или нештатной ситуации.

Благодаря множеству высокоточных датчиков и системе оповещения все значимые для нормального развития эмбрионов параметры могут быть оценены не только непосредственно в процессе работы, но и в те моменты, когда кроме самих эмбрионов в лаборатории никого нет. Все измерения могут быть прослежены за любой период времени. Это дает уверенность в оптимальном выбранном режиме функционирования лаборатории, минимизирует риски изменения критичных параметров, позволяет отследить даже незначительные отклонения от референсных значений, а в случае возникновения непредвиденных ситуаций, исправить их еще до того, как случившееся станет способным оказать влияние на культивируемые эмбрионы.

Виртуальная экскурсия в эмбриологическую лабораторию