Inspirierte Arbeitsbereiche, sichere Umgebungen: Labordesigns für alle Biosicherheitsstufen

Mar 31, 2023

Sind inspirierende und anziehende Forschungseinrichtungen nicht mit sicheren und effizienten kompatibel? Kaum. Produktive Labore, die lebensverändernde Entdeckungen von Wissenschaftlern und Forschern voranbringen, können auch sichere Umgebungen sein, die Innovationen anregen. Es geht darum, Labore zu schaffen, die ihre festgelegte Biosicherheitsstufe (BSL) erfüllen, und zwar in Räumen, die ebenso komfortabel und einladend wie effektiv und harmlos sind.

Kluge Laborleiter wissen, dass sichere und effektive Labordesigns mit der Erfüllung der BSL-Bewertung des wissenschaftlichen Umfelds von 1 bis 4 beginnen. Da die Stufen an zunehmend strengere Sicherheitssysteme gebunden sind, die mit dem Gesundheitsrisiko der in der Einrichtung gelagerten und verwendeten Infektionserreger verbunden sind, staatliche- Modernste Labordesigns gehen über die Integration der erforderlichen BSL-Sicherheitsmaßnahmen hinaus und schaffen dynamische Arbeitsplätze für bahnbrechende Forschung.

Die Installation einer Tür und eines Schlosses mag ein einfacher Ansatz sein, um Labore mit niedrigerer BSL-Bewertung vor Verunreinigungen von außen zu schützen und umgekehrt, aber die aufwändigeren Maßnahmen, die für BSLs mit höherer Stufe erforderlich sind, erfordern oft einen verschärften Designansatz. Selbstschließende Doppeltüren, Luftschleusen, Duschstationen und andere wichtige Sicherheitsmaßnahmen erfordern sorgfältige Aufmerksamkeit für die Gestaltung und Arbeitsumgebung eines Labors. Einfühlsame Designlösungen verhindern den unbeabsichtigten Zugriff auf sensible Materialien und verhindern, dass biologische Arbeitsstoffe Wissenschaftlern oder den Bewohnern der umliegenden Gemeinden Schaden zufügen. Effektive kreative Designs bieten Forschern und Labormitarbeitern zudem Komfort und Sicherheit beim Arbeiten in den Räumen.

Beispielsweise verfügt der neue Hauptsitz des Biotechnologieunternehmens Halda Therapeutics in der ehemaligen Winchester Arms-Fabrik in New Haven, CT, über Glastrennwände, die mit einer Folie behandelt sind, die private Informationen und Bilder auf Bildschirmen verdeckt. Dies sorgt für ein vernetztes Gefühl der Offenheit, ohne den Zugriff auf Daten zu beeinträchtigen.

Eine frühzeitige und kontinuierliche enge Kommunikation und Koordination zwischen Teammitgliedern, Kundenvertretern sowie Sicherheits- und Systemberatern führt zu ansprechenden Laborentwürfen, die ihre erforderliche BSL effektiv und schön erfüllen. Diese inspirierten Räume sind oft auf spezialisierte Experten angewiesen, um die absolute Sicherheit der Arbeitsplätze und der umliegenden Gemeinschaft zu gewährleisten. Das Fachwissen eines Vivarienspezialisten oder Tierarztes kann beispielsweise wesentliche Maßnahmen zum Schutz von Tieren und Menschen vor gefährlichen Infektionen in Vivarien der ABSL 1 bis 4 bereitstellen, in denen Forschung mit Tieren durchgeführt wird.

Der Erfolg der resultierenden Labore wird durch den Designprozess erreicht. Oft ist eine gut durchdachte und ausgeführte Designlösung erforderlich, um eine potenziell gefährliche Situation zu entschärfen.

Wichtige Beratungen zur Gestaltung des transgenen Schmetterlings-BSL-2-Labors an einer Privatuniversität führten beispielsweise zu festgelegten Sicherheitsvorkehrungen, die verhindern, dass sich die verschiedenen Arten von Schmetterlingspopulationen, die dort erforscht werden, miteinander vermischen und zu unerwünschter transgener Zucht führen. Zwei dieser bewährten Lösungen sind Schleusenvorräume mit ineinandergreifenden Türen, die verhindern, dass zwei Türen gleichzeitig geöffnet werden, und Luftschleier, um potenziell entkommende Schmetterlinge abzuwehren.

Die Gestaltung produktiver, einladender Labore beginnt mit einem gemeinschaftlichen Dialog zwischen Designfirmen und Kunden, bei dem Designer offene Fragen stellen. In diesen Sitzungen wird festgelegt, was geschützt und isoliert werden muss, um das entsprechende BSL-Niveau zu erreichen, wobei bei Bedarf zusätzliche Berater beratend zur Seite stehen.

Der Erfolg der resultierenden Labore wird durch den Designprozess erreicht. Oft ist eine gut durchdachte und ausgeführte Designlösung erforderlich, um eine potenziell gefährliche Situation zu entschärfen. Bei der Einrichtung des BSL-2-Labors bei Arvinas, einem Biotechnologieunternehmen mit Sitz in New Haven, CT, machte eine enge Abstimmung zwischen dem Designteam, dem Sicherheitsberater und dem Maschinenbauingenieur auf die Notwendigkeit aufmerksam, Abfallströme und Laborpersonal vor den Bußgeldern des Labors zu schützen Pulvermüll. Der daraus resultierende maßgeschneiderte Labordesign-Ansatz gewährleistete die sichere und effektive Entsorgung des Abfalls. Dazu gehören Systeme zur Reinigung der Laborgeräte, zur Eindämmung und regelmäßigen Abpumpung der anfallenden Abfälle, zur Reinigung des Raums, in dem sich das Material befindet, sowie Systeme zur ordnungsgemäßen Entsorgung der Abfälle.

Während mit der Implementierung einer robusten Infrastruktur eines Gebäudes höhere Kosten verbunden sind – die häufig zur Unterstützung schwerer Geräte und Systeme benötigt wird, die von Laboren verwendet werden, insbesondere bei BSL-3 oder höher – kann ein anfänglicher finanzieller Aufwand für die Strukturen und Systeme zu Einsparungen führen auf lange Sicht. Selbst bei niedrigeren BSL-Werten kann die Weiterentwicklung des Labordesigns zur Unterstützung umfangreicherer Geräte und Systeme, wie etwa eines ausgedehnten Sanitärnetzwerks, dazu beitragen, die Kosten für spätere Laborerweiterungen zu senken und das Potenzial einer höheren BSL-Bewertung zu nutzen. Beispielsweise wurde die Infrastruktur des bestehenden Gebäudes, das renoviert wurde, um das neue Elm City Bioscience Center zu schaffen – ein Biotech-Zentrum für Start-up-Wissenschafts-, Labor- und Forschungsunternehmen in New Haven, CT – modernisiert, um den Anforderungen an Sicherheit, Mechanik, Elektrik, und Sanitärsysteme, die sowohl BSL-1- als auch BSL-2-Biotech-Mieter benötigen. Dies bietet Flexibilität für die aktuellen und zukünftigen Bedürfnisse der Mieter.

Auch die Abschwächung des Vibrationspegels kann ein Faktor sein, insbesondere bei Einrichtungen mit höherem BSL, da die schwere Ausrüstung der Labore die oft kostengünstigeren strukturellen Vorteile einer Unterbringung in den unteren Etagen eines Gebäudes populär macht. Die Lagerung von Chemikalien und gefährlichen Stoffen ist häufig auf höhere Stockwerke beschränkt, und die am wenigsten gefährlichen Materialien befinden sich normalerweise in den oberen Stockwerken zusammen mit separaten Büroräumen. Die Ebene, auf der sich ein Labor befindet, kann auch die Anforderungen an die Brandschutzklasse erschweren.

Der Einbau biophiler Elemente in Forschungs- und Laborarbeitsplätzen kann für mehr Wärme sorgen, Stress reduzieren und die Konzentration steigern, insbesondere wenn der Zugang zur Natur eingeschränkt ist. In BSL-3- und BSL-4-Laboren, in denen Außenfenster verboten sind, kann die Verwendung von von der Natur inspirierten Farben an Wänden und Böden dazu beitragen, ein Gefühl der Ruhe zu vermitteln, das einer natürlichen Aussicht ähnelt, ebenso wie (wenn möglich) eine Beleuchtung, die natürliches Tageslicht simuliert.

Biophile Elemente, die in den öffentlichen Bereichen der Arbeitsplätze zur Schau gestellt werden, sind ein weiterer wirksamer Gestaltungsansatz, um auferlegten Gestaltungszwängen entgegenzuwirken. Es besteht die Anforderung, dass alle BSLs den Einsatz natürlicher Holzelemente und Pflanzen verbieten, da nicht poröse Oberflächen anfällig für Krankheitserreger sind. Stehende Pflanzgefäße im Empfangsbereich von Halda Therapeutics konzentrieren den Verkehr zwischen zwei großen Strukturbalken und bringen Farbe und ein einladendes biophiles Element an den Arbeitsplatz.

Die Integration von Kunstwerken und Branding schafft zudem durch passend platzierte Farben, Beschilderungen und Möbel eine einladende Atmosphäre. Bei EvolveImmune Therapeutics in Branford, CT, wurde die Integration kunstvoller Markenbindungen in die Unternehmensmarke „Biology First“ durch den intelligenten und angemessenen Einsatz von Farben und Materialien im Büro und im BSL-2-Labor, einschließlich sechseckiger Fliesen und kundenspezifischer Beleuchtungskörper im Form des Firmenlogos. Darüber hinaus maximiert ein besonderes Augenmerk auf die Ergonomie und Beleuchtung der Möbel nicht nur die Produktivität, sondern auch die Freude am Arbeiten.

Bei Halda ist das Labor des Arbeitsplatzes mit 40 Nassbänken ausgestattet, die mit Waschbecken und Abzügen ausgestattet sind. Gegebenenfalls sind die Decken der Laborbereiche offen und in einer von der Marke inspirierten blauen Akzentfarbe gestrichen, um dem Raum optische Höhe zu verleihen und die Marke des Unternehmens zu stärken. Weitere von der Marke inspirierte Elemente akzentuieren die Arbeitsplätze, Besprechungsräume und Gruppenbereiche des 7.500 Quadratmeter großen Hauptsitzes.

Aufenthaltsräume bieten eine willkommene Abwechslung von der Laborarbeit und die Möglichkeit, Kontakte zu knüpfen und sich bei Essen und Trinken zu stärken. Dies ist ein besonders wichtiger Entwurf für Wissenschaftler und Forscher, die in BSL-2-Laboren und höher arbeiten, da das Essen und Trinken in den Laboren verboten ist. Durch die unmittelbare Nähe eines Labors zu gemeinsamen Essbereichen, Lounges und Besprechungsräumen kann möglichst eine intensivere Verbindung mit anderen Teammitgliedern geschaffen werden, mit der Gewissheit, dass die Laborbereiche komfortable, saubere und produktive Arbeitsplätze bleiben, die vor Verunreinigungen geschützt sind.

Die Laborräume im Elm City Bioscience Center begrüßen die Interaktion unter Kollegen mit einer Vielzahl einladender Aufenthaltsräume, die Arbeitsbereiche außerhalb der gesicherten Labore umfassen, darunter Büros, Besprechungsräume und Pausenräume, mit der Möglichkeit für mehrere Mieter, diese Räume zu teilen.

Inspirierende und produktive Labore aller BSL-Bewertungen können durch Designs, die auf Teamzusammenarbeit und innovativen Ansätzen für erforderliche Elemente und Arbeitskomfort basieren, ebenso sicher und effizient wie einladend sein.