2 结果和讨论 Results and discussion 2.1 组织工程技术特点和实验安全管理内容  组织工程学是一门高度交叉学科，研究领域广泛，涉及生物材料、干细胞技术、医学建模、人工器官、再生医学等各个学科领域[20-23]，各高校根据自己的研究积累和师资力量，组织工程学研究方向各具特色，开设的实验各有侧重。此外组织工程实验包括正常教学计划中的实验教学、实验竞赛、毕业设计、研究生科研等不同的组织形式，教学模式和安排的不同，学生个人管理能力的差异等，实验室安全管理涉及因素甚广，挑战性高。学科种类和实验组织模式的多样性，形成了组织工程实验特有的技术安全管理内容。 2.1.1 生物安全 组织工程实验常常需要用到生物相关的实验材料，如可能带有致病性微生物或其产物有生物毒素的实验动物、植物和微生物等，这些实验材料对人类健康及实验室环境安全构成现实或潜在的危险[24]。实验室生物安全问题已引起全球公共卫生管理的重视：2004年，WHO发布了第3版《实验室生物安全手册》[25]，2007年美国国立卫生研究院出版了国际“金标准”第5版《微生物和医学实验室生物安全手册》[26]。中国在2002年12月推出了《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》[27]，2011年国家卫生部发行了《实验室生物安全通用要求》GB19489-2011 [28]。 根据实验室可能存在的安全隐患、微生物的致病程度、相关安全规范以及必备的安全设施等，可将组织工程实验室安全划分为4个不同等级。一般高等院校的组织工程实验均符合一级防护水平­­­­­“操作在通常情况下不会引起人类或者动物疾病的微生物”，其包括BSL-1(bio-safety level，BSL)或者ABSL-1(animal bio-safety level，ABSL)。一般而言，高校组织工程学实验涉及细胞或病菌等相对单一，来源确切可溯，现实或潜在风险相对低，易于控制。高校组织工程类实验室的安全基本原则是预防扩散[29]，严格要求潜在感染致病源的规范处理和安全操作，可有效防止和降低潜在性致病因素(致病菌等)的传播和感染。 2.1.2  危险物品安全 实验过程需要各种化学试剂和生物制剂，试剂本身可能存在诸多的危害因素，如腐蚀性强、毒性大、辐射性大、助燃、易燃、易爆等，特别是生物材料合成制备实验中经常用到有毒的化学制剂，干细胞基因转染用到的生物制剂，若不按规则操作可能会引起严重的不良后果。对于涉及有毒有害化学试剂和生物制剂的实验，试剂的存放、操作和废弃物处理依据和遵守国务院2011年2月16日实行的《危险化学品安全管理条例》。如，根据不同试剂本身性质，要求不同的贮存方式；试剂包装材料、实验容器材质、实验室危险物品包装的型式、规格、型号、贮存条件和单品含量(重量)，应当与其性质、用途相匹配；严格执行危险化学试剂和生物制剂的领用制度，定期核查物品数量和出入情况；根据危险物品的种类、危险特性以及使用量和使用方式，建立、健全危险品使用的安全操作规程和安全管理规章制度，完善应急救援及防护设施，安排应急救援人员值班，拟定本单位实验室安全事故应急方案，并定期进行应急救援演习，保证危险化学试剂、生物制剂的安全合理使用[30]。 2.1.3  废弃物安全 根据组织工程实验研究过程产生废弃物性质的不同，大致分为三大类，分别为物理废弃物、化学废弃物及生物废弃物[31]。物理废弃物一般包括破损破碎的玻璃仪器，实验或仪器设备耗材如移液枪头、离心管、注射器、擦镜纸、手套、口罩等，实验室废弃垃圾如包装袋等；化学废物主要为实验研究过程中的废弃化学试剂和固体药品，有些为易燃易爆易腐蚀的有机试剂，有些为致病致癌的废弃试剂，也有些为带有致病微生物的废弃培养基，废弃固体药品长久闲置可能已丧失成分和标记等信息；生物废弃物是指实验过程中废弃的具有生物活性的实验材料及其代谢产物，比如废弃的动物尸体、细胞、微生物、生物培养物、病理学实验废弃物等，若未经处理的生物废物直接排入地下，不仅污染了土壤和水资源，也会严重威胁到人类的健康[32]。2004年，中华人民共和国环境保护总局下颁发了《关于加强实验室类污染环境监管的通知》[33]；2005 年，中华人民共和国教育部及环境保护总局再次颁布了《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》(教技[2005]3号文件)[34]。这些文件是高校组织工程实验安全有效管理和如何处理实验废弃物的执行标准。 2.1.4  医疗信息安全 组织工程学科的一些方向与医疗信息紧密结合，通过信息工程的方法研究生物仿生设计、组织结构建模、计算机辅助建模等，这些研究涉及医疗机构内部的医学影像信息等数据安全、患者隐私，若缺乏医疗信息安全意识，研究者在使用过程无意或有意导致资源丢失、信息泄露等问题，可能会对医疗机构和病人带来极大的安全隐患[35]。近年，针对医疗信息安全问题，各国政府制定了相应法规，如美国1996年制定了一项《健康保险和责任法案》(The Health Insurance Portability and Accountability Act.，简称HIPAA)[36]，对有关健康信息电子交换过程中的安全措施和服务做出了规定。于2012年6月，中国卫生部、国家中医药管理局发布了《关于加强卫生信息化建设的指导》[37]。高校组织工程研究涉及的医疗信息虽然没有医疗机构广泛，但由于接触者多为求知欲旺盛的学生，信息安全及隐私保护意识相对缺乏，医疗信息安全管理也是必要环节。 2.1.5  仪器操作安全 仪器设备的操作运行是组织工程实验开展的首要条件。既有微分干涉相衬显微镜、荧光倒置显微镜、激光共聚焦显微镜、原子力显微镜、生物分子相互作用分析仪、质谱仪、分析天平、紫外分光光度计、PCR仪等贵重的分析仪器设备，这些仪器的耗材和检测成本比较大，也有一些培养设备、灭菌仪器，如高压蒸汽灭菌锅、鼓风干燥箱等，需要工作在高压高温条件，如果使用不规范或不定期进行安全检查，都有潜在危险。仪器的正常运行是开展研究实验的基本条件。仪器操作安全需要对大型仪器建立仪器档案和合理的使用制度，熟悉实验室各类仪器设备相应维护和维修程序，制定操作人员上岗培训制度，保证仪器设备的正常合理使用，提高其使用效率。 2.1.6  人体工程力学安全 组织工程实验往往涉及大量繁重实验，如组织细胞培养时的移液、换液操作，医学图像处理、实验数据统计分析等需要的繁重计算操作等，实验过程如果不注意正确规范的操作姿势，长时间积累会对身体健康产生危害，不少研究人员年纪轻轻出现颈椎、腰椎劳损等问题正是人体工程力学安全缺失的一个反应。 2.2  国内高校组织工程学实验安全管理现状  中国已有超过百所高校设立了组织工程学科，为适应人才培养和科学研究需要，建立了数量众多的相关实验室。由于组织工程学涉及多学科的交叉，其实验室可能设立于生物医学工程学院、医学院、材料学院、生命科学学院等不同大类学院。不同学院在规范组织工程学安全管理过程中，会有不同的学科盲区。如今，由于组织工程实验室数量和种类持续增加、实验科研项目不断增多、实验室对外开放力度逐步加大，导致各类实验室现实或潜在安全问题日益凸显。作者针对国内组织工程学科代表性高校的本科生、研究生和研究生导师做了一次安全管理方面的普查，对于实验室的安全管理方面发现不少问题，如下： 2.2.1  安全管理有待完善 学校缺乏较为完善的组织工程实验室安全管理机构，对此类多学科交叉实验室的安全管理缺乏足够重视。虽然很多高校设置了实验室安全专人负责制，但承担实验室安全管理的多为教学科研并重的专业教师，自身教学科研任务重，对一些基础性共性的安全管理工作没有精力兼顾。学校实验室安全管理机构和专任教师的职责分工不明确，存在安全管理的真空地带，如实验室房间的生物安全、危化安全的警示和进入限制标志，不同种类实验废弃物的分类及处理等缺乏明确的职责界限。 2.2.2  实验室安全建设有待规范 实验室的建造、改建和修缮的承建单位多无专业施工资质，针对具体研究对象需要哪一级别的生物安全设施和通风设施并不清晰，一些组织工程类实验室的环境、设备设施缺乏完善的建设体系。大部分高校组织工程类实验室资源紧张，实验场地、环境、经费受限，必要的安全防护措施也存在缺乏，有些应急或防护设施如喷淋装置因长久未使用导致老化或过期；有些实验室未建立紧急安全通道，研究生自习室和实验室距离很近，有些甚至两者合二为一。 2.2.3  实验安全培训缺乏系统性 目前，虽然政府和高校开始认识到组织工程实验室生物安全、废弃物处理等安全管理的重要性，政府出台了一系列的法规条例，高校开展了一些面向实验室管理人员和专向教师的技术培训，但整体而言，学校开展此类的安全培训偏少，作为实验实际操作的主力军学生，缺乏较为系统及规范的实验室安全培训。在开展组织工程实验前对使用实验室的专项安全管理制度和要求不清晰，缺乏基本仪器药品档案、培训大纲和教育课件等一些基础性材料作为参考。从而，学生不熟悉实验专业知识和操作技能，缺乏实验安全意识，过于注重实验结果而忽略实验安全，如：部分实验员在实验操作过程中不配戴口罩和手套，对于不同类别的实验废弃物不进行分类，随意处理，甚至有的直接倒入下水道，还有学生将食品带进实验室食用，导致食物污染或误食引发实验室安全事故。 2.2.4  实验人员流动性大 实验室操作人员复杂且流动性大，具体实验人员的专业理论知识、技术操作水平良莠不齐。实验室运行中，参与实验包括专业老师、协助导师研究课题的研究生，以及实验创新项目的本科生等。每年都会有一批新的学生来到实验室，接替毕业或离开学生继续从事课题的实验学习研究。频繁的实验人员流动，导致部分学生的仪器操作和基本安全设施的操作技能差，责任心和安全意识更是亟待提高，这对于导师特别是新任导师对研究生实验室安全管理提出极大挑战。 2.3  加强高等院校组织工程类实验室安全管理的建议 高校组织工程实验室安全管理，是一项综合系统工程，多学科交叉涉及甚广，需要从规范人的实验操作行为和控制物的不安全状态入手[38]。作者近期在美国加州大学欧文分校访学，有幸体验了加州大学体系的组织工程类实验安全管理的系统性和规范性，同期调研和拜访了麻省理工大学、哈佛大学的组织工程类相关实验室，就此比较了中美相关实验室管理的差异，结合国内组织工程实验室常见的安全管理事项，提出加强高校组织工程类实验安全管理的一些措施和建议。 2.3.1  加强实验技术安全培训，建立实验室安全准入制度 根据统计显示，中国98%实验室安全事故的发生是由于个人不规范操作行为和实验失误导致[39]。系统的实验技术安全培训可有效提高实验人员组织工程实验安全防护意识、进一步规范实验操作行为、大大增强个人防护和应急能力[40]。 高校组织工程实验室实验人员流动性大，实验安全培训需要系统化，实验安全自评、课程培训和安全考核相结合，培训的对象包括所有科研人员和研究生、参与实验室工作的本科生。这其中相关教师尤其是研究生导师和负责实验室安全的专任老师需要以身作责，自觉参加相关实验室安全培训，自身树立安全与环保意识。 组织工程实验室实验人员技术背景和实验内容多样，安全培训更需要标准化，培训资料和课程标准化后可以大大节约培训成本，这方面可以借用全球高校的网络教学资源，如美国各大生命科学研究院所或高校设立的与组织工程实验安全管理和实验室操作安全规程方面的相关课程[41]，已形成系统的实验室安全培训的网络教学资源。作者查阅了美国疾病与预防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)、哈佛大学医学院、约翰霍普金斯大学医学院以及加州大学各分校等多所研究机构的组织工程类实验安全培训课程[42]，大致包括以下内容：①实验室基本安全培训：包括研究范畴定义与分析，潜在危险的分析与防护，不同类型实验室安全操作流程，实验仪器设备、环境的安全管理，安全实践反馈及时更新与优化防护，以及涉及实验室安全的相关法律法规等。介绍科研实验工作可能出现的生化危险、生物危险、物理危险、放射性危险等的具体表现，学习各种危险的防护方法如基本防护工程、安全操作和个人防护装备等方面，安全操作工作从基本的卫生安全、化学品存储、危险废物处理、安全设施操作等方面概括说明。除掌握实验室基本安全防护知识和技能外，也要进一步了解实验室紧急情况处理的相关知识及应急措施，如紧急呼救电话、紧急出口、安全撤离路线、急救措施，实验室有害物品泄露、微生物感染扩散等的处理；②生物安全培训：包括规范的人体组织器官、活体动物、病原微生物、有毒物质等相关实验和转基因技术操作规章流程，以及组织工程实验仪器设备的操作使用技能，完善的生物材料运输和废物处理方法，包括实验室相关材料、样品试剂的包装、存放、标记及其相关安全文件等；③血液和病原体实验操作安全培训：包括人体血液，细胞培养及一些病原微生物培养的操作流程，带有致病因素的生物废弃物的处理，以及一些致病菌传播感染的预防措施等；④化学药品实验安全课程：包括化学药品的归类及存放，化学药品安全使用培训，有害化学废物回收处理培训等；⑤激光实验安全培训：包括激光操作安全教程，激光基本原理、激光安全等级、生物组织激光安全准则及激光操作的基本防护工具和操作规定等；⑥放射性实验操作安全培训：包括放射性基本知识及放射性实验基本操作流程，所使用放射性材料的基本性质，放射性污染的预防及放射性废弃物的处理等；⑦医疗信息隐私安全培训：包括医疗信息隐私的定义、隐私泄露危害、信息防护方法以及医疗信息防护的相关法律法规；⑧人体工程力学安全：包括常规实验操作的操作规范和预防疲劳损伤的常用措施。 参加实验的研究人员根据自身从事的研究范畴强制性参加以上培训内容，同时参加组织工程类实验室的相关安全法规、条例和具体实验室安全制度培训，培训考核合格后才可以拿到实验室的准入门禁卡。实验室安全规范管理人员负责记录出入实验室研究人员的相关信息包括身体健康状态。培训内容每年更新，所有相关人员需要参加定期的安全培训，实验室准入卡同时与日常工作评估紧密相连，一旦出现安全事故，马上收回准入卡，强制重新参与相关实验安全培训。 2.3.2  加强实验室安全基础建设 实验室安全基础建设是高校组织工程学安全管理必不可少的条件，各方面均要达到组织工程学实验室建设的标准要求。 组织工程实验涵盖多学科，应通过建立综合性实验室，统一管理，宏观控制，同时针对不同性质和项目类别的实验室，配备相应安全防护硬件设施，以免重复，在确保达到实验室安全管理标准的基础上降低其管理和建设成本。譬如：化学药品和生物制剂使用较多的实验室需要设置通风换气系统、洗眼装置、报警型气瓶柜和紧急喷淋装置等防护设备和设施，并加强日常维护保养和定期检查监测，保证相关设施设备功能运转正常；大型仪器设备较多的实验室需要考虑公共空间优化设计，注意水、电、气、台的合理布置，配备必要的生物安全柜、废气处理装置、废水处理装置等；同时，还应根据实验室主要实验的安防需求，针对性的给予实验操作人员配备相应的安全防护设备。 实验室安全基础建设除了硬件设施建设，也需要注重软件建设。软件建设的具体内容包括：根据实验室类别及时更新相应的实验室安全法律法规及相关条例等；实验室主要实验的活动标准规程；实验设备标准操作规程；细胞管理制度；感染性废弃物处理管理方案；人员登记管理；突发事件、事故的应急预案及定期演练计划；实验室设施设备性能监测、定期校准和维护等。各个类别实验室的安全文件和规章制度均有专业人士根据实验室的不同性质和情况撰写，让实验室安全制度的执行有法可依，同时要根据实验室状况及时跟进与更新制度，并记入实验室安全文件。 2.3.3  设立专门的安全管理委员会 重视组织工程学的安全管理，成立专门的实验室安全管理委员会，根据组织工程类各实验室的实验性质确定单一明确的责任人，负责管理和引导实验室的安全建设，追踪评价安全管理方案的实施，进一步优化安全管理体系，整理和制定安全管理的文档。比如涉及动物实验的组织工程实验室，要求安全责任人具备相关的专业背景，熟悉动物实验相关法规、政策、标准，定期参加相关培训，熟悉落实安全管理。 学校实验室安全管理委员会负责各实验室的安全监督检查和抽查，加强仪器设备档案建设，规范管理重要危险材料和感染性实验废弃物，严格控制并切实监管有毒有害实验材料使用等，比如要求实验室管理人员详细登记危险试剂的名称、规格、数量、厂家、贮藏位置、防护等级、使用要求、负责人，以及使用说明、定期检查、销毁和转运等方便追溯的详细备案。安全管理委员会协助各实验室根据自身特点制定安全自我检查表，规范实验操作人员的实验准备与操作流程，各实验室定期自查，详细记录发现的问题、责任人、解决方案、相应措施。自行检查工作应注重实际效果，防止形式化检查，通过实验室自查和委员会监督相结合的形式，了解管理缺陷和安全隐患，及时纠正实验室错误操作行为，避免各类实验室安全事故发生的潜在风险，同时提升实验操作人员安全意识和技术素养，从而促进实验室安全管理规范进一步完善。"