Topische Anästhesieverfahren zur Schmerzreduktion bei der Saugferkelkastration
INAUGURAL–DISSERTATION
zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin -Doctor medicinae veterinariae-
(Dr. med. vet.)
vorgelegt von Dina Rittershaus
aus Hannover
Hannover 2009
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Karl-Heinz Waldmann
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin und Ambulatorische Klinik
Univ.-Prof. Dr. Manfred Kietzmann
Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Karl-Heinz Waldmann Univ.-Prof. Dr. Manfred Kietzmann
2. Gutachterin: Univ.-Prof. Dr. Sabine Kästner
Tag der mündlichen Prüfung: 22.04.2009
Meinen Eltern
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis ... V
Abkürzungsverzeichnis ... IX
Tabellenverzeichnis ... XIII
Abbildungsverzeichnis ...XXII
1 Einleitung ... 1
2 Literaturübersicht ... 4
2.1 Rechtliche Grundlagen der Ferkelkastration... 4
2.1.1 Gesetze in Deutschland ... 4
2.1.2 Gesetze in der Schweiz und in Norwegen... 5
2.2 Indikation zur Kastration männlicher Ferkel... 5
2.2.1 Fleischhygienegesetz ... 5
2.2.2 Ebergeruch... 6
2.2.3 Haltungsprobleme ... 7
2.3 Alternativen zur chirurgischen Kastration männlicher Ferkel ... 7
2.3.1 Immunokastration ... 7
2.3.2 Ebermast ... 8
2.3.3 Spermasexing ... 9
2.4 Chirurgische Saugferkelkastration ... 10
2.4.1 Anatomie des Geschlechtsapparates beim Ferkel ... 10
2.4.2 Zeitpunkte der Kastration ... 11
2.4.3 Aktuelle Methoden der Kastration ... 12
2.5 Anästhesie/ Analgesie bei der Ferkelkastration... 12
2.5.1 Inhalationsnarkose ... 12
2.5.2 Injektionsnarkose... 14
2.5.3 Lokalanästhesie ... 16
2.5.4 Anwendung von Analgetika oder Sedativa bei der Kastration ... 17
2.6 Topische Anästhesie ... 19
2.6.1 Anatomie und Pharmakologie der Haut... 19
2.6.2 Lokalanästhetika zur Anwendung auf der Haut ... 20
2.6.2.1 EMLA® Creme (Eutectic Mixture of Local Anaesthetics) ... 21
2.6.2.2 Andere topische Anästhetika... 22
2.6.2.3 Kryoanästhetika... 22
2.6.3 Resorptionsförderer für die topische Anwendung von Anästhetika ... 23
2.6.3.1 Iontophorese ... 24
2.6.3.2 Phonophorese ... 24
2.6.4 Lokalanästhetika zur Anwendung auf der Schleimhaut ... 25
2.7 Stress, Schmerz, Leid... 26
2.7.1 Definitionen ... 26
2.7.2 Zusammenhang von Stress, Schmerz und Leid ... 27
2.7.3 Stressphysiologie ... 28
2.7.4 Beurteilung von Stress ... 29
2.7.5 Schmerzphysiologie ... 29
2.7.6 Beurteilung von Schmerz ... 30
2.8 Cortisol ... 31
2.8.1 Wirkung und Regulation ... 31
2.8.2 Cortisol als Stressparameter ... 32
2.9 Vokalisation ... 33
2.9.1 Vokalisation beim Schwein ... 33
2.9.2 Vokalisation als Stress- und Schmerzparameter ... 34
2.10 Wachstum... 36
2.11 Wundheilung... 37
3 Material und Methoden ... 40
3.1 Versuch ... 40
3.2 Anzeige des Versuchsvorhabens ... 40
3.3 Versuchstiere... 40
3.4 Versuchsablauf... 41
3.4.1 Auswahl und Einteilung der Probanden... 41
3.4.2 Blutprobenentnahme ... 43
3.4.3 Fixation... 44
3.4.4 Tonaufnahmen ... 44
3.4.5 Medikation und Kastration oder Fixation ... 46
3.5 Cortisolbestimmung ... 55
3.6 Lautanalyse ... 55
3.7 Gewichtskontrollen ... 57
3.8 Wundheilungskontrollen ... 58
3.9 Statistik ... 60
4 Ergebnisse... 62
4.1 Klinische Befunde/Verluste... 62
4.2 Cortisolwerte... 64
4.3 Lautanalyse ... 76
4.3.1 Lautanzahl... 78
4.3.2 Anteil der hochfrequenten Laute an der gesamten Lautanzahl ... 92
4.3.3 Spezielle Lautparameter... 102
4.3.3.1 Peakfrequenzen ... 102
4.3.3.2 Dauer der Laute ... 113
4.3.3.3 Entropie ... 121
4.4 Gewichte... 129
4.5 Wundheilung... 135
4.5.1 Besondere Aspekte der Wundheilung ... 141
4.6 Diskriminanzanalyse... 146
4.6.1 Cortisolmessung... 146
4.6.2 Lautanalyse ... 148
4.6.3 Kombination beider Parameter... 149
5 Diskussion ... 152
6 Zusammenfassung ... 167
7 Summary ... 170
Literaturverzeichnis... 173
8 Anhang ... 199
Danksagung... 205
Abkürzungsverzeichnis
A. Arteria
Abs. Absatz
ACTH Adrenocorticotropes Hormon
AMG Arzneimittelgesetz
Anl. Anlage
ANOVA Analysis of variance
(deutsch: univariate Varianzanalyse)
BHZP Bundeshybridzuchtprogramm
BP Blutprobe
BSST Beltsville Sperm Sexing Technology
ca. circa
cm Zentimeter
CO2 Kohlenstoffdioxid
COX Cyclooxygenase
CRH Corticotropin Releasing Hormon
df Freiheitsgrad
DFD dark, firm, dry
(deutsch: dunkel, fest, trocken) DUI deep uterine insemination
(deutsch: tief intrauterine Insemination)
EDTA Ethylendiamintetraacetat
EEG Elektro-Enzephalographie
EG Europäische Gemeinschaft
ELISA Enzyme-linked Immunosorbent Assay
(deutsch: Enzymgekoppelter Immunadsorptionstest) EMLA Eutectic Mixture of Local Anesthetics
(deutsch: Eutektische Mischung von Lokalanästhetika)
EU Europäische Union
EWG Europäische Wirtschaftsgemeinschaft F-Wert Prüfwert des F-Tests (Varianzanalyse)
Fa. Firma
FlHV Fleischhygieneverordnung
FVE Federation of Veterinarians of Europe
(deutsch: Föderation der europäischen Tierärzte)
g Gramm
GnRH Gonadotropin Releasing Hormon
Gr. Gruppe
h Stunde(n)
HEF highest energy frequency
(deutsch: Frequenz zum Zeitpunkt der höchsten Energie)
HHS Hypothalamus-Hypophysen-System
Hz Hertz
IASP International Association for the Study of Pain
(deutsch: Internationale Vereinigung der Schmerz- forschung)
IL-1 Interleukin-1
i.m. intramuskulär
i.t. intratestikulär
IVF in vitro fertilization
(deutsch: in-vitro-Fertilisation)
Kap. Kapitel
Kastr. Kastration
kg Kilogramm
KGW Körpergewicht
kHZ Kilohertz
LA-Spray Lokalanästhesie-Spray
LH luteinisierendes Hormon
LPC Linear Prediction Coding
(deutsch: lineares Vorhersage-Modell)
log Logarithmus
Λ Wilks-Lambda
Max. Maximum
mg Milligramm
µg Mikrogramm
MHz Megahertz
Min. Minimum
min Minute(n)
mind. mindestens
Mio Million(en)
ml Milliliter
mm Millimeter
MMA-Syndrom Mastitis-Metritis-Agalaktie-Syndrom
mmol Millimol
µmol Mikromol
MW Mittelwert
N. Nervus
n Anzahl
ng Nanogramm
NNR Nebennierenrinde
Nr. Nummer
NSAID nonsteroidal antiinflammatory drug
(deutsch: nichtsteroidales Antiphlogistikum)
O2 Sauerstoff
o.b.B. ohne besonderen Befund
OM Ohrmarke
OP Operation
PGE2 Prostaglandin E2
PGF2α Prostaglandin F2α
Pl. Plexus
p-Wert Irrtumswahrscheinlichkeit
PVP Polyvinylpyrrolidon
Q 25 % 25 %-Quartil
Q 75 % 75 %-Quartil
RIFF Resource Interchange File Format
(deutsch: Quellen-Austausch-Dateiformat)
RL Richtlinie
s Sekunde
s.c. subkutan
SDx Standardabweichung
SGL single precision
(deutsch: Einzelpräzision)
SHL Schweizerische Hochschule für Landwirtschaft
spp. Subspezies
tgl. täglich
TSchG Tierschutzgesetz
US Ultraschall
V. Vena
VO Verordnung
vs. versus
W Watt
ZNS Zentrales Nervensystem
Tabellenverzeichnis
Tabelle 2.1: Verschiedene Wege der Schmerzerfassung oder -messung (nach Bath, 1998) ... 31
Tabelle 3.1: Einteilung der Versuchsgruppen, durchgeführte Medikationen und Operationen und jeweilige Tierzahlen ... 42
Tabelle 3.2: Einteilung der Operationsphasen, dort durchgeführte Handlungen und betroffene Versuchsgruppen für die Tonaufnahmen ... 45
Tabelle 3.3: Übersicht über die in den Versuchen verwendeten Medikamente ... 55
Tabelle 3.4: Darstellung des Wundheilungsscores (modifiziert nach LACKNER 2003) ... 59
Tabelle 4.1: Übersicht über die während des Versuchs aufgetretenen Verluste ... 63
Tabelle 4.2: Tierzahlen (n) und Mittelwerte der Cortisolwerte der Versuchsgruppen zu verschiedenen Messzeitpunkten mit dazugehörigen Standardabweichungen (SDx) und den Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls ... 64
Tabelle 4.3: Mittelwerte der Cortisolkonzentrationen in den verschiedenen Versuchsgruppen prä OP, 1 h post OP und 24 h post OP in log (ng/ml) und daraus errechnete Werte in ng/ml und nmol/l ... 66
Tabelle 4.4: P-Werte des Vergleichs der mittleren Cortisolkonzentrationen zwischen den Versuchsgruppen zu den verschiedenen Messzeitpunkten... 68
Tabelle 4.5: Aufstellung über signifikant höhere und niedrigere Mittelwerte der logarithmierten Cortisolkonzentrationen zwischen den Versuchsgruppen zum Messzeitpunkt 1 h post OP ... 70
Tabelle 4.6: Veränderungen der Mittelwerte der logarithmierten Cortisolwerte zwischen den unterschiedlichen Messzeitpunkten in log (ng/ml) in den einzelnen Versuchsgruppen und dazugehörige Tierzahlen und Standardabweichungen... 71
Tabelle 4.7: P-Werte des Vergleichs der Veränderung der mittleren Cortisolkonzentrationen in den einzelnen Abschnitten zwischen den Versuchsgruppen ... 73
Tabelle 4.8: P-Werte des Vergleichs der mittleren Cortisolkonzentrationen (in log (ng/ml)) zu unterschiedlichen Entnahmezeitpunkten innerhalb einer Gruppe (Signifikanzgrenze p ≤ 0,016) ... 75
Tabelle 4.9: Tierzahlen, Mediane, Quartile (Q 25 %, Q 75 %), Minima und Maxima der Laute/s (Laute pro Sekunde) in den einzelnen Operationsphasen über alle Gruppen... 83
Tabelle 4.10: Tierzahlen, Mediane, Quartile (Q 25 %, Q 75 %), Minima und Maxima der Laute/s der einzelnen Gruppen in den verschiedenen Operationsphasen ... 85
Tabelle 4.11: P-Werte des Vergleichs der Laute/s zwischen den einzelnen Operationsphasen innerhalb einer Gruppe... 86
Tabelle 4.12: Vergleich der Laute/s zwischen den verschiedenen Gruppen in den einzelnen Operationsphasen ... 88
Tabelle 4.13: Tierzahlen, Mediane, Quartile (Q 25 %, Q 75 %), Minima und Maxima der Abweichungen der Laute/s vom Basalwert (Prä- OP-Wert) in den Operationsphasen für die einzelnen Gruppen .... 89
Tabelle 4.14: Vergleich der Abweichungen der Laute/s vom Basalwert zwischen den Gruppen zu den unterschiedlichen Zeitpunkten... 90
Tabelle 4.15: Tier- und Lautanzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des Konfidenzintervalls der Anteile der hochfrequenten Laute (in %) an den gesamt erfassten Lauten der Ferkel in den einzelnen Operationsphasen für alle Gruppen... 93
Tabelle 4.16: Tierzahlen, Mittelwerte, zugehörige Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls der Anteile der hochfrequenten Laute in % an den insgesamt erfassten Lauten der Ferkel in den Operationsphasen für die jeweiligen Gruppen ... 94
Tabelle 4.17: P-Werte des Vergleichs der Mittelwerte des Anteils der hochfrequenten Laute der verschiedenen Operationsphasen innerhalb der einzelnen Gruppen ... 96
Tabelle 4.18: Vergleich der Mittelwerte der Anteile der hochfrequenten Laute in % zwischen den Versuchsgruppen zu den verschiedenen Operationsphasen ... 97
Tabelle 4.19: Abweichungen der Anteile der hochfrequenten Laute in % an den gesamt erfassten Lauten der Ferkel vom Basalwert in den Operationsphasen für die jeweiligen Gruppen. Angegeben sind
Tierzahlen, Mittelwerte, zugehörige Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls... 99
Tabelle 4.20: Tieranzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls der Peakfrequenzen der Laute in den verschiedenen Operationsphasen für alle Gruppen gesamt. 103
Tabelle 4.21: Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen sowie Unter- und Obergrenze des Konfidenzintervalls der Peakfrequenzen der Laute in den verschiedenen Operationsphasen für die einzelnen Versuchsgruppen ... 104
Tabelle 4.22: P-Werte des Mittelwertvergleichs der Peakfrequenzen innerhalb einer Gruppe zwischen den verschiedenen Operationsphasen... 106
Tabelle 4.23: Vergleich der Peakfrequenzen zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen zu den Kastrationsphasen ... 108
Tabelle 4.24: Abweichung der Peakfrequenzen vom Basalwert in den Operationsphasen für die jeweiligen Gruppen. Angegeben sind Tierzahlen, Mittelwerte, zugehörige Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls... 109
Tabelle 4.25: Vergleich der Veränderung der Peakfrequenzen zwischen den Versuchsgruppen in den einzelnen Operationsphasen ... 110
Tabelle 4.26: Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls der Dauer der Laute für alle Gruppen während der verschiedenen Operationsphasen ... 113
Tabelle 4.27: Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls der Dauer der Laute für jede Versuchsgruppe während der Operationsphasen ... 114
Tabelle 4.28: P-Werte des Vergleichs der Mittelwerte für die Dauer der Laute innerhalb einer Gruppe zu verschiedenen Operationsphasen... 116
Tabelle 4.29: Vergleich der Dauer der Laute zwischen den Versuchsgruppen zu den verschiedenen Operationszeitpunkten... 117
Tabelle 4.30: Abweichungen der Dauer der Laute vom Basalwert (Prä-OP- Wert) der einzelnen Gruppen während der Operationsphasen.
Angegeben sind Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %- Konfidenzintervalls. ... 118
Tabelle 4.31: Vergleich der Abweichung der Lautdauer zwischen den Versuchsgruppen in den Operationsphasen... 119
Tabelle 4.32: Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls der Entropie für alle Versuchsgruppen gemeinsam während der verschiedenen Operationsphasen ... 121
Tabelle 4.33: Tierzahlen, Mittelwerte mit zugehörigen Standardabweichungen, Unter- und Obergrenze des 95 %- Konfidenzintervalls der Entropie der Laute in den verschiedenen Versuchsgruppen während der einzelnen Operationsschritte ... 122
Tabelle 4.34: P-Werte des Vergleichs der Entropie-Mittelwerte während der verschiedenen Operationsphasen innerhalb einer Versuchsgruppe ... 124
Tabelle 4.35: Vergleich der Entropie der Laute zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen während der unterschiedlichen Operationsphasen ... 125
Tabelle 4.36: Abweichungen der Entropie der Laute vom Basalwert (Prä-OP- Wert) für die einzelnen Versuchsgruppen zu den verschiedenen Kastrationsphasen. Angegeben sind Tierzahlen, Mittelwerte, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %- Konfidenzintervalls. ... 127
Tabelle 4.37: Mittelwerte des Lebendgewichts der Tiere der einzelnen Versuchsgruppen zu den Untersuchungszeitpunkten (in kg), zugehörige Tierzahlen, Standardabweichungen und Grenzen des 95 %-Konfidenzintervalls ... 130
Tabelle 4.38: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der mittleren Lebendmasse in kg zwischen den Versuchsgruppen zu den Untersuchungszeitpunkten ... 133
Tabelle 4.39: Mittelwerte der durchschnittlichen täglichen Zunahmen (in kg) der Ferkel der einzelnen Versuchsgruppen unter Angabe von Tierzahlen, Standardabweichungen, Unter- und Obergrenzen des 95 %-Konfidenzintervalls und der signifikanten Unterschiede ... 134
Tabelle 4.40: Tierzahlen, Mediane, Quartile (Q 25 %; Q 75 %), Minima und Maxima der Scorewerte in den Untersuchungsgruppen zu verschiedenen Kontrollzeitpunkten... 136
Tabelle 4.41: P-Werte des Vergleichs der Score-Mediane zu den unterschiedlichen Untersuchungszeitpunkten innerhalb einer Gruppe (Signifikanzgrenze p ≤ 0,01) ... 137
Tabelle 4.42: P-Werte des Vergleichs der Scorewerte zu den einzelnen Kontrollzeitpunkten zwischen der Kontrollgruppe und den Medikationsgruppen (Signifikanzgrenze p ≤ 0,007)... 139
Tabelle 4.43: Anteil der Tiere mit abgeschlossener Wundheilung insgesamt und innerhalb der Gruppen (in %) zum zehnten, 14. und 21. Tag post OP ... 140
Tabelle 4.44: Einzelscorewerte der Gruppen 1, 6 und 7 zu den Untersuchungszeitpunkten erster, dritter, zehnter und 14. Tag post OP... 142
Tabelle 4.45: P-Werte des Vergleichs der Einzelscorewerte zwischen den drei Versuchsgruppen zu den Untersuchungszeitpunkten erster, dritter, zehnter und 14. Tag post OP ... 143
Tabelle 4.46: Wilks-Lambda, Freiheitsgrade und Signifikanz der Diskriminanzanalyse anhand der Cortisolwerte... 146
Tabelle 4.47: Anzahl und Prozentsatz der anhand der Cortisolwerte vorhersagbaren korrekten Gruppenzugehörigkeiten ... 147
Tabelle 4.48: Wilks-Lambda, Freiheitsgrade und Signifikanz der Diskriminanzanalyse anhand der Tonanzahl und der Lautparameter ... 148
Tabelle 4.49: Anzahl und Prozentsatz der anhand der Kombination von Lautparametern und Lautanzahl vorhersagbaren korrekten Gruppenzugehörigkeiten ... 149
Tabelle 4.50: Wilks-Lambda, Freiheitsgrade und Signifikanz der Diskriminanzanalyse anhand der Kombination der verwendeten Schmerzparameter. ... 150
Tabelle 4.51: Anzahl und Prozentsatz der anhand der verwendeten Schmerzparameter vorhersagbaren korrekten Gruppenzugehörigkeiten ... 151
Tabelle 8.1: P-Werte des Vergleichs der Laute/s zwischen den verschiedenen Gruppen in den einzelnen Operationsphasen ... 199
Tabelle 8.2: P-Werte des Vergleichs der Mediane der Abweichungen der Laute/s vom Basalwert zwischen den Gruppen zu den unterschiedlichen Zeitpunkten ... 200
Tabelle 8.3: Ergebnisse der ANOVA (Analysis of variance) und p-Werte des Vergleichs der Mittelwerte der Anteile der hochfrequenten Laute in % zwischen den Versuchsgruppen zu den verschiedenen Operationsphasen ... 201
Tabelle 8.4: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der Peakfrequenzen zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen zu den Kastrationsphase ... 202
Tabelle 8.5: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der Veränderung der Peakfrequenzen zwischen den Versuchsgruppen in den einzelnen Operationsphasen ... 202
Tabelle 8.6: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der Lautdauer zwischen den Versuchsgruppen in den einzelnen Operationsphasen ... 203
Tabelle 8.7: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der Abweichung der Lautdauer zwischen den Versuchsgruppen in den Operationsphasen ... 203
Tabelle 8.8: Ergebnisse der ANOVA und p-Werte des Vergleichs der Entropie der Laute zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen während der unterschiedlichen Operationsphasen ... 204
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2.1: Die vier Hauptaspekte von Stress (nach URSIN 2004) ... 28
Abbildung 3.1: Fixation eines Ferkels zur Blutentnahme aus der Vena cava caudalis; der schwarze Pfeil markiert die Punktionsstelle. ... 43
Abbildung 3.2: Verwendeter Fixator ohne den die Beine fixierenden Metallstab... 44
Abbildung 3.3: Verlauf einer Kastration, wie sie in diesem Versuch bei den Versuchstieren der Gruppen 1 und 4-8 durchgeführt wurde... 46
Abbildung 3.4: Zeitplan der Gruppe 1 (Kontrolle kastriert) ... 47
Abbildung 3.5: Zeitplan der Gruppe 2 (Eisspray kastriert) ... 48
Abbildung 3.6: Applikation von Lidocainspray auf den Samenstrang ... 48
Abbildung 3.7: Zeitplan der Gruppe 3 (Eisspray und Lisocainspray kastriert) ... 49
Abbildung 3.8: Behandlung der Versuchstiere der Gruppe 4 mit EMLA Creme .... 49
Abbildung 3.9: Zeitplan der Gruppe 4 (EMLA kastriert)... 50
Abbildung 3.10: Anwendung von Phonophorese in Kombination mit EMLA- Creme... 50
Abbildung 3.11: Zeitplan der Gruppe 5 (EMLA-Phonophorese kastriert) ... 51
Abbildung 3.12: Fixationsmethode zur Applikation der Lokalanästhesie bei Ferkeln der Gruppen 6 und 7... 51
Abbildung 3.13: Zeitplan der Gruppen 6 (Flunixin i.m./Procain s.c. kastriert) und 7 (Flunixin i.m./Procain s.c./i.t. kastriert) ... 52
Abbildung 3.14: Zeitplan der Gruppe 8 (Flunixin i.m. kastriert)... 53
Abbildung 3.15: Zeitplan der Gruppe 9 (Kontrolle nicht kastriert) ... 53
Abbildung 3.16: Zeitplan der Gruppe 10 (Eisspray nicht kastriert) ... 54
Abbildung 3.17: Zeitplan der Gruppe 11 (EMLA nicht kastriert) ... 54
Abbildung 3.18: Beispiel eines Spektrogramms für einen Einzellaut... 57
Abbildung 4.1: Wundbereiche von zwei Versuchstieren aus der Gruppe 6 (Flunixin i.m./Procain s.c. kastriert) direkt nach der Kastration ... 62
Abbildung 4.2: Wundbereich eines unbehandelt kastrierten Ferkels direkt nach der Kastration ... 62
Abbildung 4.3: Mittelwerte der Plasma-Cortisolkonzentrationen (in log (ng/ml)) der Ferkel der Versuchsgruppen 1-11 vor, 1 h und 24 h nach der Kastration/Fixation mit Angabe der Standardabweichungen ... 67
Abbildung 4.4: Veränderung der mittleren Cortisolwerte der einzelnen Versuchsgruppen zwischen den Messzeitpunkten in log (ng/ml) .. 72
Abbildung 4.5: Verlauf der Cortisolmittelwerte innerhalb der einzelnen Versuchsgruppen während der drei Messungen ... 74
Abbildung 4.6: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Kontrollgruppe (Gruppe 1) während des Anfangsabschnitts der präoperativen Phase ... 76
Abbildung 4.7: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Kontrollgruppe (Gruppe 1) während der Phase Hautschnitt ... 76
Abbildung 4.8: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Kontrollgruppe (Gruppe 1) während der Phase der Samenstrangdurchtrennung.. 77
Abbildung 4.9: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Gruppe 2 während der Phase der Applikation von Eisspray auf die Haut... 77
Abbildung 4.10: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Gruppe 2 während der Phase der Eissprayapplikation auf den Samenstrang ... 77
Abbildung 4.11: Spektrogramme der Laute eines Ferkels der Gruppe 3 während der Anfangsphase der Lidocainsprayapplikation ... 78
Abbildung 4.12: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels aus Gruppe 1 (Kontrolle kastriert). Die Operationsphasen Hautschnitt und Samenstrangdurchtrennung sind markiert... 78
Abbildung 4.13: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 2 (Eisspray kastriert). Die Operationsphasen Eisspray Haut,
Hautschnitt, Eisspray Samenstrang und
Samenstrangdurchtrennung sind markiert... 79
Abbildung 4.14: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 3 (Eisspray/Lidocainspray kastriert). Die Operationsphasen Eisspray Haut, Hautschnitt, Lidocainspray Samenstrang und Samenstrangdurchtrennung sind markiert... 79
Abbildung 4.15: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 4 (EMLA kastriert). Die Operationsphasen Hautschnitt und Samenstrangdurchtrennung sind markiert. Der
Okklusionsverband mit EMLA®-Creme wurde vor Beginn der Tonaufnahme entfernt. ... 80
Abbildung 4.16: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 6 (Flunixin i.m./Procain s.c. kastriert). Die Operationsphasen Hautschnitt und Samenstrangdurchtrennung sind markiert. Die Behandlung erfolgte bereits vor Beginn der Tonaufnahmen. ... 80
Abbildung 4.17: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 8 (Flunixin i.m. kastriert). Die Operationsphasen Hautschnitt und Samenstrangdurchtrennung sind markiert. Die Medikation erfolgte 50 min vor der OP... 81
Abbildung 4.18: Zeitsignal der Tonaufnahme eines Ferkels der Gruppe 9 (Kontrolle nicht kastriert)... 81
Abbildung 4.19: Zeitsignale der unterschiedlichen Tonaufnahmen von drei Versuchstieren der Gruppe 1, die ohne Behandlung kastriert wurden... 82
Abbildung 4.20: Veränderung der Laute/s der Gruppen 1-8 während der Operationsphasen im Verhältnis zum Basalwert (Phase 1 Prä OP). ... 91
Abbildung 4.21: Veränderung des Anteils hochfrequenter Laute im Verhältnis zum Basalwert (Prä-OP-Wert) während der gesamten Operation für die einzelnen Gruppen... 101
Abbildung 4.22: Veränderung der Peakfrequenzen der Gruppen 1-4 und 6-8 während der Operationsphasen im Verhältnis zum Basalwert (Phase 1 Prä OP) ... 111
Abbildung 4.23: Veränderung der Lautdauer der Versuchsgruppen 1-8 während der Operationsphasen im Verhältnis zum Basalwert (Phase 1 Prä OP)... 120
Abbildung 4.24: Veränderung der Entropie der Laute der Versuchsgruppen 1-8 während der Operationsphasen im Verhältnis zum Basalwert (Phase 1 Prä OP) ... 129
Abbildung 4.25: Verlauf der mittleren Lebendmasse der Versuchstiere in den einzelnen Versuchsgruppen während des Kontrollzeitraums ... 132
Abbildung 4.26: Verlauf der Wundheilung anhand der Mediane der Score- Punktzahlen der einzelnen Gruppen zu den Kontrollzeitpunkten. 138
Abbildung 4.27: Normale Wundheilungsstadien zu den verschiedenen Kontrollzeitpunkten ... 141
Abbildung 4.28: Wundheilungsstörungen bei Ferkeln der Gruppen 6 und 7 ... 145
Abbildung 4.29: Kastrationswunden eines Ferkels der Gruppe 6 am 7. Tag post OP, das mangelnde Adaption der Wundränder, ggr. eitriges Sekret und beginnende Schwellung des Samenstrangsrumpfes rechts aufweist... 145
1 Einleitung
Derzeit werden über 80 % der männlichen Ferkel in der europäischen Union und annähernd alle männlichen Ferkel in Deutschland kastriert (EFSA 2004).
Hauptgrund dafür ist der häufig beim Erhitzen von Eberfleisch auftretende geschlechtsspezifische Geruch (BONNEAU u. SQUIRES 2001; EFSA 2004).
Die Kastration darf nach geltendem Recht in Europa und in Deutschland innerhalb der ersten sieben Lebenstage des Ferkels vom Ferkelerzeuger selbst und ohne Schmerzausschaltung vorgenommen werden (EU RL 2001/93/EG; Deutsches Tierschutzgesetz).
Diverse Studien belegen allerdings eine Schmerzhaftigkeit der Kastration von Ferkeln unabhängig vom Alter (MARX u. BRAUN 1990; MCGLONE et al. 1993;
TAYLOR u. WEARY 2000; HAY et al. 2003; JÄGGIN et al. 2006; ZÖLS et al.
2006b).
Daher wird europaweit von verschiedenen Organisationen aus Tierschutzgründen gefordert, die betäubungslose Kastration der Saugferkel zu überdenken und praxistaugliche Alternativverfahren zu erforschen. Bereits im Jahr 2001 erschien ein Positionspapier der Federation of Veterinarians of Europe (FVE), in dem aufgrund des Leidens der Tiere und aus ethischen Überlegungen langfristig ein Verbot der betäubungslosen Kastration von Saugferkeln gefordert wurde (FVE 2001).
Im Jahr 2004 kam das Scientific Panel on Animal Health and Welfare in einer von der EU-Kommission angeforderten Stellungnahme zu dem Schluss, dass dringender Forschungsbedarf im Hinblick auf Alternativmethoden besteht (EFSA 2004); aus diesem Grund wurde ein EU-weites wissenschaftliches Forschungsprojekt (PIGCAS) mit dem Ziel gegründet, die aktuelle Situation zu erfassen, Ersatzmethoden zur herkömmlichen Kastration zu erforschen und der EU- Kommission Empfehlungen für das weitere Vorgehen auszusprechen (BONNEAU 2007; VON BORELL et al. 2008).
Der Zeitplan des PIGCAS-Projekts sieht die Veröffentlichung der Empfehlungen für Dezember 2008/Januar 2009 vor (BONNEAU 2007).
Vorreiter in Bezug auf die Änderung der die Ferkelkastration betreffenden Gesetze sind Norwegen und die Schweiz. In Norwegen dürfen schon seit dem 01. August 2002 Schweine nur noch unter Schmerzausschaltung und durch den Tierarzt kastriert werden. Die dort aktuell durchgeführte Methode der Lokalanästhesie wird allerdings von nur einem Drittel der Schweineproduzenten als zufrieden stellend beurteilt; von Expertenseite wird außerdem empfohlen, das ursprünglich für Anfang 2009 geplante Kastrationsverbot zu verschieben (FREDRIKSEN 2007). Ein Verbot der Ferkelkastration ohne Schmerzausschaltung ab dem 01. Januar 2010 wurde in der Schweiz festgelegt. Dort erfolgte die Evaluierung von Alternativen an der Schweizerischen Hochschule für Landwirtschaft (SHL) durch das Projekt ProSchwein. Als tauglich befunden wurden die Immunokastration, die Kastration unter Inhalationsnarkose mit Isofluran und als langfristige Lösung die Ebermast (SHL 2008).
Auch in den Niederlanden sind Neuerungen in Sicht: In der so genannten Noordwijker Deklaration haben sich Bauernverbände, Handelsorganisationen und Ministerien darauf geeinigt, ab Januar 2009 kein Fleisch von unbetäubt kastrierten Schweinen mehr zu vermarkten. Die Ferkel sollen dort unter CO2-Narkose vom Tierhalter kastriert werden.
In der Bundesrepublik Deutschland haben sich Verbände der Erzeuger und der Fleischwirtschaft auf ein gemeinsames Vorgehen im Bezug auf die Ferkelkastration geeinigt. Als langfristiges Ziel wird der gänzliche Verzicht auf eine Kastration gesehen; bis dahin sollen schmerzstillende Mittel eingesetzt werden (Agra-Europe, 2008).
Auch die gemeinsame Stellungnahme der Bundestierärztekammer und des Bundesverbandes praktizierender Tierärzte e.V. enthält die Forderung nach einer zeitlichen Befristung der Ausnahmen vom Betäubungsverbot. Solange jedoch keine praxisreifen Ersatzmethoden zur betäubungslosen Kastration der Saugferkel erarbeitet sind, soll der Kastrationsschmerz durch prä- und postoperativen Einsatz von Analgetika reduziert werden.
Am 15. Oktober 2008 schließlich stellte die Fraktion Bündnis 90/Die Grünen einen Antrag an den deutschen Bundestag, die betäubungslose Ferkelkastration bis spätestens Ende 2011 zu verbieten (KÜNAST et al. 2008).
In diversen Arbeiten wurden Betäubungsmethoden zur Anwendung während der Ferkelkastration erprobt (WALDMANN et al. 1994; JÄGGIN et al. 2001; WALKER et al. 2004; KMIEC 2005; HODGSON 2007; KLUIVERS-POODT et al. 2008). Große Nachteile ergaben sich bei diesen Methoden allerdings aus der möglichen narkosebedingten Belastung der Ferkel (WALDMANN et al. 1994; KMIEC 2005) und der in Deutschland durch das Tierschutzgesetz zwingend an den Tierarzt gebundenen Durchführung.
Auch die bisher evaluierten lokalen Anästhesiemethoden lieferten keine vollständig befriedigenden Ergebnisse (WALDMANN et al. 1994; NYBORG et al. 2000;
FREDRIKSEN 2007; KLUIVERS-POODT et al. 2007b; ZANKL 2007) und für die Anwendung von Analgetika konnte nur eine Wirkung auf den postoperativen Schmerz nachgewiesen werden (ZÖLS 2006; LANGHOFF 2008).
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirkung von topischen Anästhesieverfahren bei der Saugferkelkastration zu untersuchen. Dafür sollten bereits in der Humanmedizin etablierte Medikamente und Systeme Anwendung finden.
Als Vergleichsgruppen dienten unbehandelte, mit Lokalanästhesie und mit Analgetika behandelte Tiere. Zur Überprüfung der Wirkung auf die Schmerzen während der Durchführung der Kastration wurde als Parameter zusätzlich zur üblicherweise angewandten Cortisolmessung eine Vokalisationsanalyse durchgeführt.
2 Literaturübersicht
2.1 Rechtliche Grundlagen der Ferkelkastration
2.1.1 Gesetze in Deutschland
Die Kastration von Saugferkeln ist im Deutschen Tierschutzgesetz in der Fassung vom 18. Mai 2006 im vierten Abschnitt (Eingriffe an Tieren) in den Paragraphen 5 und 6 geregelt:
„§ 5 (1) Niemand darf an einem Tier schmerzhafte Eingriffe ohne Betäubung vornehmen. Die Betäubung warmblütiger Wirbeltiere (…) ist von einem Tierarzt vorzunehmen.
§ 5 (3) 1a Eine Betäubung ist nicht erforderlich für das Kastrieren von unter acht Tage alten männlichen Schweinen, sofern kein von der normalen anatomischen Beschaffenheit abweichender Befund vorliegt.
§ 6 (1) Verboten ist das vollständige oder teilweise Amputieren von Körperteilen oder das vollständige oder teilweise Entnehmen oder Zerstören von Organen oder Geweben eines Wirbeltieres.
Das Verbot gilt nicht, wenn ein Fall des § 5 Absatz (Abs.) 3, 1a (…) vorliegt.
Eingriffe nach (…) Absatz 3 dürfen auch durch eine andere Person vorgenommen werden, die die dazu notwendigen Kenntnisse und Fähigkeiten hat.
Im Anschluss an die Kastration eines über sieben Tage alten Schweins sind schmerzstillende Arzneimittel einschließlich Betäubungsmittel bei dem Tier anzuwenden.“
Mit der Fassung des Tierschutzgesetzes vom 18. Mai 2006 wurde die Richtlinie (RL) 2001/93/EG der Kommission vom 9. November 2001 zur Änderung der RL 91/630/EWG über Mindestanforderungen für den Schutz von Schweinen in Deutschland umgesetzt.
Allerdings wurde die Vorgabe der Kastrationsweise (RL 2001/93 EG, Anhang, Kap.
1, Nr. 8: „(…) Kastration mittels eines anderen Verfahrens als dem Herausreißen von Gewebe.“) nicht in das Tierschutzgesetz übernommen.
Bei der Kastration ökologisch/biologisch produzierter Tiere verlangen die Durchführungsvorschriften (VO EG 889/2008 vom 05. September 2008) zur VO EG 834/2007 vom 28. Juni 2007 („EU-Öko-Basisverordnung“) explizit die Begrenzung des Leids auf ein Minimum, indem angemessene Betäubungs- und/oder Schmerzmittel verabreicht werden.
2.1.2 Gesetze in der Schweiz und in Norwegen
Das norwegische Parlament verabschiedete im Jahr 2002 eine Änderung des norwegischen Tierschutzgesetzes, nach der seit dem 01. August 2002 die Kastration von Saugferkeln nur noch durch einen Tierarzt und unter Schmerzausschaltung durchgeführt werden darf. Ab dem 01. Januar 2009 wird die Kastration von Ferkeln in Norwegen verboten sein.
In der Schweiz dürfen zurzeit aufgrund einer Übergangsbestimmung Ferkel bis zu einem Alter von 14 Tagen ohne Betäubung kastriert werden (Eidgenössische Tierschutzverordnung, 2. Abschnitt, Artikel 224), nach dem 01. Januar 2010 gibt es jedoch keine Ausnahmeregelung von der Betäubungspflicht für die Kastration von Ferkeln mehr (Eidgenössisches Tierschutzgesetz, 5. Abschnitt, Artikel 16).
2.2 Indikation zur Kastration männlicher Ferkel
2.2.1 Fleischhygienegesetz
Bis zum 01. Januar 2006 war die Beurteilung des Fleisches von männlichen, unkastrierten Schweinen in Anlage 1, Kapitel IV der Fleischhygieneverordnung (FlHV) geregelt.
Fleisch von männlichen, nicht kastrierten Tieren mit einem Gewicht des Tierkörpers von über 80 kg durfte nur dann als tauglich beurteilt werden, wenn mit einem geeigneten Test ein 5-α-Androstenongehalt von unter 0,5 µg/g Fett festgestellt wurde (FlHV, Anl. 1, Kap. IV, Nr. 2.3). Da in Deutschland üblicherweise Schweine mit einem Schlachtkörpergewicht von ca. 90 kg geschlachtet werden (EFSA 2004;
BAUMGARTNER 2008), hätte eine Untersuchung des Androstenongehalts für jedes männliche, unkastrierte Tier erfolgen müssen, um es als tauglich beurteilen zu können.
Seit Beginn des Jahres 2006 ist jedoch die VO EG/854/2004 des europäischen Parlaments und des Rates vom 29. April 2004 mit besonderen Verfahrensvorschriften für die amtliche Überwachung von zum menschlichen Verzehr bestimmten Erzeugnissen tierischen Ursprungs die Grundlage für die Beurteilung von Eberfleisch gültig.
Danach wird Fleisch von Ebern nur dann für genussuntauglich erklärt, wenn es „sich um Fleisch mit (...) organoleptischen Anomalien, insbesondere ausgeprägtem Geschlechtsgeruch, handelt“ (VO EG/854/2004 Anhang I, Abschnitt II, Kap. V, Nr. 1p). Die Allgemeine Verwaltungsvorschrift über die Durchführung der amtlichen Überwachung der Einhaltung von Hygienevorschriften für Lebensmittel tierischen Ursprungs und zum Verfahren zur Prüfung von Leitlinien für eine gute Verfahrenspraxis vom 12. September 2007 sieht außerdem keinen Androstenon- Test mehr vor, sondern lediglich die Kontrolle des Fleischgeruchs und -geschmacks mit einer Kochprobe (Anlage IV, Nr. 6).
2.2.2 Ebergeruch
Die Hauptkomponenten des Ebergeruchs stellen 5-α-Androstenon und Skatol dar;
daneben können Indol und andere Steroide eine geringere Bedeutung haben (ANDRESEN 2006).
Die Faktoren, die den Androstenongehalt des Fleisches bestimmen, sind genetische Faktoren (Rasse, Geschlechtsreife, Potential zur Androstenonbildung) (BONNEAU 2006; SQUIRES 2006; TAJET et al. 2006; ROBIC et al. 2008), und in geringerem Maße Managementfaktoren (Ernährung, Haltungsformen) (GIERSING et al. 2000;
BONNEAU 2006; FREDRIKSEN et al. 2006). Skatol wird nach JENSEN (2006) vor allem durch Futterzusammensetzung, Fütterungsmanagement und Umweltbedingungen, aber auch durch genetische Faktoren beeinflusst.
BONNEAU et al. (2000) und MATTHEWS et al. (2000) zeigten in ihren Arbeiten, dass sowohl steigende Androstenon- als auch Skatolkonzentrationen einen negativen Effekt auf die Bewertung von Schweinefleisch durch Konsumenten haben.
MATTHEWS et al. (2000) beschrieben zwar Unterschiede in der Beurteilung zwischen verschiedenen Ländern, konnten aber in allen erfassten Staaten eine
höhere Abneigung der Menschen gegen Schweinefleisch mit steigenden Androstenon- und Skatollevels finden. Im Vergleich zeigte sich eine negativere Reaktion auf Skatol als auf Androstenon und der Geruch des Fleisches löste stärkere Abneigung aus als Geschmack.
Nach CLAUDI-MAGNUSSEN (2006) ist die Konsumentenreaktion auf Fleisch von intakten Ebern abhängig von der Konsumentenpopulation, der Schweinepopulation und von den angebotenen Produkten, fällt im Allgemeinen bei hohen Androstenon- oder Skatolwerten jedoch negativ aus.
2.2.3 Haltungsprobleme
Kastrierte männliche Schweine sind nach BONNEAU und SQUIRES (2001) in ihrem Verhalten leichter zu beeinflussen als intakte Eber.
RYDHMER et al. (2006) beschrieben mehr aggressives Verhalten während der Mast in Eber- als in Sauengruppen und auch CRONIN et al. (2003) konnten in ihrer Arbeit aggressiveres Verhalten in der Endmast bei intakten Ebern als bei kastrierten oder immunokastrierten Tieren feststellen.
Negative Folgen der erhöhten Aggressivität sahen PAULY und BEE (2007) in der verringerten Futteraufnahme und BONNEAU und SQUIRES (2001) nannten als Nachteile durch vermehrte Kämpfe verursachte Hautverletzungen und die erhöhte Gefahr von DFD-(„dark, firm, dry“) Fleisch.
2.3 Alternativen zur chirurgischen Kastration männlicher Ferkel
2.3.1 Immunokastration
Eine Alternativmethode zur chirurgischen Kastration bietet die aktive Immunisierung gegen das Geschlechtshormon GnRH (Gonadotropin Releasing Hormon) beim Eber (EINARSSON 2006).
In der Schweiz, Australien, Neuseeland, Philippinen, Südafrika, Mexiko und Brasilien ist seit einiger Zeit ein solcher Impfstoff zugelassen (Improvac®, Fa.
Pfizer). Dieser Impfstoff soll zweimal im Abstand von mindestens vier Wochen verabreicht werden, wobei der zweite Zeitpunkt 4-6 Wochen vor der Schlachtung
liegen muss (Gebrauchsinformation Improvac ad us. vet., Injektionslösung, Fa.
Pfizer, Zürich).
Nach FALVO et al. (1986) und EINARSSON (2006) war es möglich, durch Verabreichung eines GnRH-Analogons in Kombination mit einem Protein und einem Adjuvans die GnRH-induzierte Ausschüttung von hypophysären Gonadotropinen und die damit verbundene Bildung von Steroiden im Hoden, insbesondere die Androstenonbildung in den Leydigschen Zwischenzellen, zu unterdrücken.
Nach CRONIN et al. (2003) und DUNSHEA et al. (2001) war die Futteraufnahme in der Endmast nach Immunokastration gesteigert; die tägliche Zunahme erreichte oder übertraf die der chirurgisch kastrierten Tiere (DUNSHEA et al. 2001; JAROS 2004; HENNESSY et al. 2006).
Eine gute Wirksamkeit der Immunokastration wurde nach Auswertung der Hodengröße und der Fett-Androstenon- und -Skatolwerte nach der Schlachtung von DUNSHEA et al. (2001), METZ (2003), JAROS (2004) und ZAMARATSKAIA et al.
(2008) beschrieben, jedoch fanden sich im Versuch von DUNSHEA et al. (2001) 3%
geimpfte Tiere, die die Androstenongrenze von 0,5 µg/g und 1 % immunokastrierte Tiere, die den Skatolwert von 0,2 µg/g überschritten.
Einen höheren Magerfleischanteil im Vergleich zu konventionell kastrierten Tieren dokumentierten DUNSHEA et al. (2001), JAROS (2004) und HENNESSY et al.
(2006).
Als Nachteile der Immunokastration wurden von EINARSSON (2006) der Arbeitsaufwand, die Gefahr der Selbstinjektion und die Tatsache, dass einzelne Tiere nicht auf die Impfung reagieren, aufgeführt.
2.3.2 Ebermast
In Großbritannien und Irland werden üblicherweise intakte Eber mit einem Schlachtkörpergewicht von ca. 70-75 kg geschlachtet, und in Portugal und Spanien wird ca. 60 % Eberfleisch verarbeitet. Alle anderen Staaten der EU bevorzugen jedoch überwiegend Fleisch von kastrierten Schweinen (EFSA 2004).
Die Ebermast ist nach BONNEAU und SQUIRES (2001) und BAUMGARTNER (2008) aus tierethischer Sicht besonders vorteilhaft.
BONNEAU und SQUIRES (2001) beschrieben als weitere Vorteile der Ebermast geringere Produktionskosten, weniger Faecesproduktion und eine gute Schlachtkörper- und Fleischqualität. Als Nachteile sahen sie Haltungsprobleme und Probleme bei der Schlachtkörper- und Fleischqualität (Fettqualität und Ebergeruch).
In Versuchen von CRONIN et al. (2003) und PAULY und BEE (2007) wurden außerdem geringere Tageszunahmen der Eber im Vergleich zu Kastraten gefunden.
Ein durch die Kastration reduziertes Sozialverhalten der Mastschweine in der Endmast und im Gegensatz dazu ein deutlich höheres Sozial- und Aggressionsverhalten von intakten Ebern wurden von CRONIN et al. (2003) dokumentiert.
Als beste Haltungsform zur Reduktion von Aggressionen in der Ebermast bewerteten BOYLE und BJÖRKLUND (2007) die Haltung von beiden Geschlechtern gemeinsam in Kombination mit einer vorgezogenen Vermarktung der schwersten Tiere. FREDRIKSEN et al. (2008) beschrieben ein „farrow-to-finish“-System, in dem die Wurfgeschwister beiden Geschlechts bis zur Schlachtung zusammengehalten werden, als aggressionsreduzierend.
Neben der schlechteren Fettqualität (PAULY u. BEE 2007) sind das größte Problem der Schlachtkörper von intakten Ebern der Geruch und Geschmack des Fleisches (BONNEAU u. SQUIRES 2001). Positive Entwicklungen in Bezug auf die Ebermast sind Versuche der genetischen Selektion von Ebern, die geruchsarmes Fleisch liefern (SQUIRES 2006), und auch die Weiterentwicklung einer elektronischen Nase zur on-line-Kontrolle der Eber am Schlachtband (HAUGEN 2006).
2.3.3 Spermasexing
Die in bisherigen Studien zum Spermasexing für die Schweineproduktion verwendete Technologie ist die so genannte Beltsville Sperm Sexing Technology (BSST), bei der mit Hilfe eines Durchflusszytometers und eines Zellsortierers die X- und Y-Spermien aufgrund ihrer DNA-Varianz voneinander getrennt werden (HOFMO 2006). Die Leistungsgrenze dieses Geräts liegt bei 15 Mio. Zellen/h (HOFMO 2006; ROCA et al. 2006).
Nach GARNER (2006) sind Eberspermien gut für das Spermasexing geeignet.
Probleme liegen hingegen in den Schäden, die die Spermien durch das
Sortierverfahren und die nachfolgende Behandlung erfahren (GROSSFELD et al.
2005; GARNER 2006) und in der Besamungstechnik der Schweineproduktion, die eine große Anzahl an Spermien pro Insemination benötigt (GARNER 2006; ROCA et al. 2006).
So konnten ROCA et al. (2006) nach tief intrauteriner Besamung (DUI) von 150 x 106 Spermien zwar gleiche Fruchtbarkeitsraten wie bei intracervicaler Besamung mit 3000 x 106 Spermien feststellen, allerdings lagen die Wurfgrößen der ersten Gruppe unter den konventionell erreichten Wurfgrößen. Die Applikation von 50 x 106 Spermien mittels DUI ergab eine Trächtigkeitsrate von 54,5 % für herkömmliches und 33,3 % für gesextes Sperma, wobei die aus dem vorsortierten Sperma entstandenen Ferkel zu 96,7 % dem gewünschten Geschlecht entsprachen (GROSSFELD et al. 2005). Versuche mit gefrorenem, sortiertem Sperma erbrachten sowohl bei DUI-Insemination als auch bei in-vitro-Fertilisation (IVF) keine andauernden Graviditäten (BATHGATE et al. 2007; 2008).
Nach HOFMO (2006) müsste für eine kommerzielle Nutzung des Spermasexings in der Schweineproduktion die Geschwindigkeit der BSST-Technologie erhöht, die Beschädigung der Spermien durch das Sexing verringert oder die für die artifizielle Insemination erforderliche Anzahl der Spermien reduziert werden.
2.4 Chirurgische Saugferkelkastration
2.4.1 Anatomie des Geschlechtsapparates beim Ferkel
Beim Schwein sind die Hoden physiologischer Weise zur Zeit der Geburt im Skrotum angelangt (GILLE 2005; SCHNORR u. KRESSIN 2006).
Der Hodensack des Ebers ist nur spärlich behaart, liegt an der caudalen Fläche der Hinterschenkel in der Regio perinealis und hat eine breite Auflagefläche. Die Hoden und Nebenhoden sind im Verhältnis zur Körpergröße beim Schwein groß.
Der Nebenhodenkopf zeigt nach ventrocranial, der Nebenhodenschwanz in Richtung des Anus nach caudodorsal. Am Körper des Nebenhodens, der zum Perineum gewandt am Hoden anliegt, zieht der Ductus deferens nach cranioventral und bildet dann mit der Arteria (A.) und Vena (V.) testicularis den Samenstrang (Funiculus spermaticus) (GASSE 1999). Weitere Anteile des Samenstrangs sind
Lymphgefäße (LIEBICH 2004), neben der A. und V. testicularis auch die A. und V.
ductus deferentis und Nerven, wie Fasern des Plexus (Pl.) testicularis und der Nervus (N.) genitofemoralis (GILLE 2005).
Skrotum und Hodenhüllen werden von Abzweigungen der A. pudenda externa und A. cremasterica, die ebenfalls durch den Leistenkanal ziehen, versorgt. Die Blutversorgung des Hodens selbst erfolgt über die A. testicularis, die im Samenstrang als Rankenkonvolut zum Hoden läuft, diesen kreisförmig überzieht und von dort zahlreiche Äste ins Innere des Organs abgibt (GASSE 1999; GILLE 2005).
Die sensible Innervation des Hodensacks erfolgt über den N. pudendus, die der Hodenhüllen über den N. genitofemoralis. Die Innervation des Hodens erfolgt über sympathische Fasern aus dem Lendenplexus, die die A. testicularis begleiten und über Fasern, die aus dem sakralen Teil des Sympathicus stammen und mit dem Samenleiter verlaufen. Die viszeralen Afferenzen laufen vom Hoden aus zu Spinalganglien im vorderen Lumbalmark (GILLE 2005).
2.4.2 Zeitpunkte der Kastration
Nach dem Deutschen Tierschutzgesetz in der Fassung vom 24. Juli 1972 durften Ferkel in Deutschland bis zu einem Alter von acht Wochen ohne Betäubung kastriert werden; diese Spanne wurde dann durch die Richtlinie des Rates 91/630/EWG über Mindestanforderungen für den Schutz von Schweinen auf vier Wochen verkürzt. Durch eine weitere EU-Richtlinie aus dem Jahr 2001 (RL 2001/93/EG) und deren Umsetzung im deutschen Tierschutzgesetz in der Fassung vom 18. Mai 2006 ist die betäubungslose Kastration von Saugferkeln nur noch bis zum siebten Lebenstag legal.
Die Untersuchung von Carroll et al. (2006), die Hormonmessungen und Verhaltensbeobachtungen bei Ferkeln, die im Alter von drei, sechs, neun oder 12 Tagen kastriert wurden, durchführten, der von KATTESH et al. (1996) vorgenommene Vergleich von Hormonkonzentrationen und Gewichtszunahmen bei Kastrationen im Alter von sieben oder 14 Tagen und die Aufzeichnungen der Vokalisation und des Verhaltens bei der Kastration von drei, zehn oder 17 Tage
alten Ferkeln (TAYLOR et al. 2001) zeigten, dass der Zeitpunkt der Kastration keinen Einfluss auf diese Parameter hat.
Eine bessere Wundheilung bei früh kastrierten Ferkeln im Vergleich zu spät kastrierten konnten jedoch HOBEL (1990), MARX u. BRAUN (1990) und LACKNER (2003) in ihren Arbeiten dokumentieren.
2.4.3 Aktuelle Methoden der Kastration
HEINRITZI (2006) und SCHNURRBUSCH (2006) beschrieben die Fixation auf dem Rücken als übliche Fixationsmethode für die Kastration von Ferkeln bis zum siebten Lebenstag. Auch das Festhalten durch den Kastrateur selbst oder eine Hilfsperson ist üblich (PRUNIER et al. 2006). Die Hoden werden mit einer Hand nach caudal gedrückt; es erfolgt eine unbedeckte Kastration: Zwei parallele Schnitte werden bis in das Hodengewebe geführt, die Hoden werden anschließend mit einem Emaskulator abgesetzt (HEINRITZI 2006; SCHNURRBUSCH 2006). Auch eine Ein- Schnitt-Methode und die Möglichkeit, den Samenstrang mit einem Skalpell abzutrennen, existieren (PRUNIER et al. 2006).
2.5 Anästhesie/ Analgesie bei der Ferkelkastration
2.5.1 Inhalationsnarkose
Es werden gasförmige (Lachgas/N2O) und dampfförmige (Diethylether, Halothan, Isofluran, Sevofluran) Inhalationsnarkotika unterschieden. Dampfförmige Stoffe liegen bei Raumtemperatur als Flüssigkeit vor und müssen zur Verabreichung verdampft werden, Lachgas hingegen ist bei Normalbedingungen gasförmig (LÖSCHER 2003b).
In Deutschland sind für die Anwendung für Lebensmittel liefernde Tiere Lachgas (E 942) und Kohlenstoffdioxid (CO2) (E290), die als Stoffe mit E-Nummern beide in Anhang II der Verordnung (VO) 2377/90 EWG enthalten sind, zugelassen.
Isofluran (Anhang II, VO 2377/90 EWG) und Sevofluran (VO EG Nr. 1950/2006), sind nur für die Anwendung bei Equiden zugelassen (UNGEMACH et al. 2008).
Für die Inhalationsnarkose zur Kastration beim Saugferkel liegen bereits Untersuchungen über verschiedene Wirkstoffe, Konzentrationen und Inhalationsapparate vor.
Die CO2/Sauerstoff(O2)-Narkose wurde von LAUER (1994) in verschiedenen Konzentrationen getestet. Eine Anwendung von 60 % CO2 und 40 % O2 in einem Doppelkammersystem bewährte sich am besten, jedoch war bei 50 % der Ferkel keine vollständige Schmerzausschaltung zu erreichen. Eine Untersuchung der ACTH (Adrenocorticotropes Hormon)- und ß-Endorphinwerte nach der CO2/O2- Narkose zeigte erhöhte Werte bei in Narkose kastrierten Tieren (LOHMÜLLER 1996). Auch STEENBLOCK (2002) hielt die Analgesie unter Anwendung von 60 % CO2 und 40 % O2 für nur knapp genügend und beschrieb neben erhöhten ACTH- Werten auch Hyperventilation und Schnappatmung der Ferkel. Untersuchungen mit CO2/Argon/O2- und Argon/O2-Gemischen ergaben keine ausreichende Anästhesie (STEENBLOCK 2002). In neueren Untersuchungen (SVENDSEN 2006; KLUIVERS- POODT et al. 2007b) wurde die Kombination von 70 % CO2 und 30 % O2 als optimale Konzentration angegeben. Zwar zeigten auch in der Arbeit von SVENDSEN (2006) einige Ferkel Keuchen und Exzitationen, jedoch wurde die Analgesie aufgrund von sehr niedriger Expression des c-Fos-Gens im Rückenmark als vollständig eingestuft und die Narkose als sehr gut geeignet bewertet.
Auch KLUIVERS-POODT et al. (2007b) beschrieben bei Ferkeln während der Narkoseeinleitung mit 70 % CO2 und 30 % O2 stark erhöhte Atemfrequenz, Atemtiefe und Konvulsionen, die laut den Autoren jedoch erst nach Verlust des Bewusstseins auftraten. In dieser Arbeit konnte anhand von EKG- und EEG- Messungen eine komplette Bewusstlosigkeit und Schmerzfreiheit während des Kastrationsvorgangs nachgewiesen werden.
In einer weiteren Arbeit dieser Forschungsgruppe (KLUIVERS-POODT et al. 2008) wurde anhand von Experimenten eine Expositionszeit von zwei Minuten als sicher für die Versuchstiere angegeben. Allerdings konnten in diesem Versuch bei einigen Tieren Abwehrreaktionen während der Kastration, die jedoch Fehlern im Ablauf des Versuchs zugesprochen wurden, festgestellt werden.
Eine Narkose mit 5 % Halothan in reinem O2 via Narkosemaske wurde als geeignete Methode der Anästhesie zur Saugferkelkastration dargestellt (JÄGGIN et al. 2001). Halothan ist jedoch nach JÄGGIN et al. (2006) aus Anwenderschutzgründen abzulehnen. Da es in Europa nicht auf dem Markt ist und in keinem Anhang der VO 2377/90 EWG enthalten ist, kann und darf es bei Lebensmittel liefernden Tiere nicht angewandt werden (EMMERICH u. UNGEMACH 2003).
Untersuchungen zur Inhalationsnarkose mit Isofluran oder Isofluran/N2O unter Verwendung einer Narkosemaske ergaben eine sichere Narkose, keine Schmerzreaktionen und schnelle Ein- und Ausleitungszeiten (WALKER et al. 2004).
HODGSON (2007) kam bei Benutzung eines anderen Inhalationsapparats zu ähnlichen Ergebnissen. In den Herstellerangaben zu Isofluranpräparaten findet sich allerdings ein Hinweis auf die „so gut wie nicht vorhandene“ analgetische Wirkung des Narkotikums. Eine Schmerzausschaltung während der Narkose konnte auch von SCHULZ (2007) nicht nachgewiesen werden. In Untersuchungen zum postoperativen Schmerz nach Isoflurannarkose ergab die Bestimmung von Cortisol ebenfalls eine unzureichende Wirkung (SCHULZ et al. 2006). Ein Vergleich von Isofluran mit Sevofluran zeigte keinen Vorteil für Sevofluran (HODGSON 2007).
2.5.2 Injektionsnarkose
Injektionsnarkotika werden im Gegensatz zu den Inhalationsnarkotika parenteral verabreicht (LÖSCHER 2003b). Beim Ferkel ist eine intravenöse, intramuskuläre, subkutane oder auch intraabdominale Applikation möglich.
In Deutschland sind für Tiere, die der Lebensmittelgewinnung dienen, Ketamin, Thiamylal und Thiopental-Natrium (alle Anhang II, VO 2377/90 EWG, für alle Lebensmittel liefernden Tierarten) zugelassen (UNGEMACH et al. 2008).
Als Tierarzneimittel steht jedoch nur Ketamin (für Schweine nur das Präparat Ursotamin®) zur Verfügung. Die anderen Stoffe müssten im Therapienotstand nach dem Arzneimittelgesetz (AMG § 56a (2)) umgewidmet werden, jedoch ist Thiamylal nicht erhältlich (EMMERICH u. UNGEMACH 2003).
Da Ketamin kein Narkotikum im eigentlichen Sinne ist, sondern ein dissoziatives Anästhetikum, welches mit steigender Dosis zwar analgetisch, aber nicht sedativ
und narkotisch wirkt, sondern zu einer Katalepsie führt, wird es für gewöhnlich in Kombination angewendet (LÖSCHER 2003b).
Für das Schwein kommt dafür Azaperon als einziger zugelassener Wirkstoff in Betracht.
Die Anwendung der zugelassenen Kombination von Ketamin (25 mg/kg i.m.) und Azaperon (2 mg/kg i.m.) bewirkte eine nach 5 min beginnende und für 20 min dauernde Anästhesie; während der Kastration führten 5-25 % der Ferkel Abwehrbewegungen aus, und 4 % zeigten Vokalisation beim Absetzen des Samenstrangs. In den 24 Stunden nach der Operation lag die Mortalitätsrate der zuvor narkotisierten Tiere signifikant über der der Kontrollgruppe (LAHRMANN et al.
2004; KMIEC 2005).
Die Verwendung von 1,5 mg/kg Climazolam i.m. zusätzlich zu Ketamin und Azaperon erlaubte eine Reduktion der Dosis auf 15 mg/kg Ketamin und 1 mg/kg Azaperon und führte nach Gabe von 0,2 mg/kg Sarmazenil zu einer verkürzten Aufwachzeit im Vergleich zur alleinigen Gabe von Ketamin und Azaperon. Die Applikation der gleichen Kombination intranasal führte jedoch zu keiner ausreichenden Narkosetiefe, gemessen anhand eines Scoresystems (AXIAK et al.
2007).
Im Zusammenhang mit der Saugferkelkastration wurden auch andere, nicht für Schweine zugelassene Substanzen erprobt.
So untersuchten WALDMANN et al. (1994) Injektionsnarkosen mit unterschiedlichen Wirkstoffen zur Kastration von Saugferkeln. Die Verabreichung von Tilest® (Tiletamin/Zolazepam 10 mg/kg i.m.) führte dabei zu keiner ausreichenden Analgesie, die Ferkel zeigten Abwehrbewegungen während der Kastration und außerdem Exzitationen post OP.
Eine intraabdominale Anwendung von Propofol hatte ebenfalls fast keinen schmerzstillenden Effekt; die Ferkel führten Abwehrbewegungen aus. Die ebenfalls von WALDMANN et al. (1994) untersuchte Applikation von 30 mg/kg Thiopental ergab zwar eine ausreichende Muskelrelaxation und Analgesie von 10–15 minütiger Dauer, führte aber zu einem sehr langen Nachschlaf von bis zu 30 Stunden und Verlusten von 9,5 % der Tiere.
2.5.3 Lokalanästhesie
Lokalanästhetika heben die Schmerzempfindung lokal auf, indem sie die Fortleitung von Aktionspotentialen verhindern. Die Applikation kann als Infiltrationsanästhesie, als Leitungsanästhesie oder als Oberflächenanästhesie erfolgen. Je nach Bindung der aromatischen Gruppe unterscheidet man Lokalanästhetika vom Amid- und vom Estertyp (LÖSCHER 2003a).
Im Anhang II der VO 2377/90 EWG sind die Wirkstoffe Benzocain, Lidocain, Mepivacain, Procain und Tetracain aufgeführt, allerdings sind Lidocain und Mepivacain nur für Pferde zugelassen, und Benzocain und Tetracain sind als Monopräparat für Tiere nicht erhältlich.
Procain ist somit das einzige für Schweine anwendbare Lokalanästhetikum (UNGEMACH et al. 2008).
Die durchgeführten Untersuchungen zum Einsatz der Lokalanästhesie bei der Saugferkelkastration führten zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. So konnten WHITE et al. (1995), GUTZWILLER (2003) und KLUIVERS-POODT et al. (2007b) bei der Lokalanästhesie mit Lidocain eine geringere Intensität der Lautäußerungen der Ferkel feststellen, verglichen mit nicht behandelten Kontrollgruppen, HORN et al. (1999) jedoch stellten keinen Unterschied in Anzahl und Qualität der Schreilaute während der Kastration mit und ohne Lokalanästhesie fest.
Während in einer niederländischen Studie ein geringerer Cortisolanstieg bei unter Lokalanästhesie kastrierten Ferkeln beobachtet wurde (KLUIVERS-POODT et al.
2007b), zeigte die Arbeit von ZÖLS (2006b) keine Unterschiede der Cortisolwerte nach der Kastration zwischen anästhesierten und unbehandelten Ferkeln. ZANKL (2007) konnte sogar einen noch höheren Cortisolanstieg im Vergleich zur Kontrollgruppe nach intratestikulärer Applikation von Lidocain nachweisen.
WALDMANN et al. (1994) beschrieben heftige Schmerzreaktionen bei der intratestikulären Applikation von Butanilicain, RANHEIM u. HAGA (2006) zeigten jedoch an Ferkeln in Halothannarkose, dass der Blutdruckanstieg bei der Applikation von Lidocain geringer ausfällt als der bei der eigentlichen Kastration.
Weitere positiv gewertete Aspekte der lokalen Betäubung waren ein geringerer Anstieg der Herzfrequenz bei der Kastration im Vergleich zur Kontrollgruppe (WHITE et al. 1995), verminderte Abwehrbewegungen von anästhesierten Ferkeln (HORN et al. 1999) und die signifikant geringere Expression von c-Fos in Neuronen nach Kastration unter Lokalanästhesie im Vergleich zu unbehandelten Tieren (NYBORG et al. 2000).
Als negativer Effekt wurde die mögliche Gefahr von Wundheilungsstörungen aufgrund einer möglichen Protrusion des anästhesierten Samenstrangs beschrieben (NYBORG et al. 2000).
2.5.4 Anwendung von Analgetika oder Sedativa bei der Kastration
Man unterscheidet nach ihrer Wirksamkeit starke und schwache Analgetika. In der Gruppe der stark wirksamen Analgetika werden Stoffe vom Morphintyp und Stoffe vom Xylazintyp unterschieden; zu den schwachen Analgetika (auch als nicht-opioid- Analgetika bezeichnet) gehören die nichtsteroidalen Antiphlogistika (NSAID) (LÖSCHER 2003b).
Sedativa wirken sedativ und in höheren Dosen hypnotisch, jedoch nicht narkotisch.
Zu dieser Gruppe gehören Stoffe wie Xylazin, Benzodiazepine und Acepromazin (LÖSCHER 2003b).
In der VO 2377/90 EWG sind für die Anwendung beim Schwein keine starken Analgetika aufgeführt, es gibt jedoch eine große Auswahl an schwachen Analgetika zur Anwendung beim Schwein.
Acetylsalicylsäure, Flunixin, Meloxicam, Metamizol und Paracetamol sind in Deutschland als Arzneimittel für Schweine erhältlich; die Anwendung von Diclofenac, Ketoprofen und Tolfenaminsäure wäre möglich, allerdings gibt es in Deutschland keine für Schweine zugelassenen Medikamente mit diesen Wirkstoffen (UNGEMACH et al. 2008).
MCGLONE et al. (1993) konnten keine Veränderung des Verhaltens der Ferkel nach der Kastration nach präoperativer Verabreichung von Acetylsalicylsäure oder Butorphanol feststellen.
Als effektive Analgetika für die postoperative Schmerzlinderung (nach Katheterimplantation) beim Ferkel wurden Paracetamol und Meloxicam eingestuft (REYES et al. 2002), wobei sich Meloxicam nach Verhaltensgesichtspunkten als überlegen erwies.
SCHULZ (2007) wandte Meloxicam als Prämedikation vor einer unter Isoflurannarkose durchgeführten Kastration an und beschrieb eine gute Reduktion des postoperativen Schmerzes. Auch ZÖLS et al. (2006a) und LANGHOFF (2008) schlossen aus dem Vergleich von postoperativ erfassten Cortisolwerten von mit Meloxicam behandelten und unbehandelt kastrierten Ferkeln auf eine gute postoperative Schmerzreduktion. Nach KLUIVERS-POODT et al. (2007a) fanden sich nach Meloxicam-Medikation jedoch keine Veränderungen der Lautäußerungen während der Kastration im Vergleich zur Kontrollgruppe und keine signifikanten Unterschiede der Cortisollevels 20 min. nach der Kastration, allerdings zeigten Tiere, die ein Analgetikum erhalten hatten, in den Tagen nach der Kastration weniger schmerzbedingtes Verhalten als die Kontrollgruppe.
In der Arbeit von KLUIVERS-POODT et al. (2007a) wurde Meloxicam auch als Analgetikum zusätzlich zur Lokalanästhesie verwendet, wodurch neben der durch das Lokalanästhetikum bedingten Schmerzverminderung während der Kastration ebenfalls eine postoperative Schmerzlinderung erreicht werden konnte.
Flunixin war sowohl im Hinblick auf die postoperativen Cortisolwerte als auch bei Betrachtung der postoperativen schmerzbedingten Verhaltensweisen dem Meloxicam gleichzusetzen (LANGHOFF 2008); Metamizol (ZÖLS 2006;
LANGHOFF 2008) und Carprofen (LANGHOFF 2008) reichten jedoch nicht an die Potenz der beiden Wirkstoffe heran.
Nach LANGHOFF (2008) ließen die postoperativen Cortisolwerte auf eine ungenügende Eignung des α-Rezeptoragonisten Detomidin als Medikament zur Behandlung von kastrationsbedingten Schmerzen schließen.
Die Anwendung des Sedativums Brotizolam zur Minderung des Kastrationsstresses wurde ebenfalls aufgrund der Cortisolwerte als nicht geeignet eingestuft (BREITINGER et al. 2008).
2.6 Topische Anästhesie
2.6.1 Anatomie und Pharmakologie der Haut
Die äußere Haut besteht aus den Schichten Oberhaut (Epidermis), Lederhaut (Dermis) und Unterhaut (Subcutis).
Die Subcutis stellt als innerster Anteil der Haut eine bindegewebige Verschiebeschicht dar; sie besteht aus Stratum adiposum und Stratum fibrosum.
Darüber, eng der Epidermis anliegend, befinden sich mit Stratum papillare, Stratum reticulare und Stratum profundum die Schichten der Dermis, die aus Bindegewebe und eingelagerten Blutgefäßen besteht und damit für die Ernährung und Verankerung der Epidermis sorgt.
Die Epidermis wird aus dem mehrschichtigen Plattenepithel gebildet, das sich von außen gesehen in ein Stratum corneum, Stratum granulosum, Stratum spinosum und Stratum basale einteilen lässt.
Das Stratum basale liegt als Keimzellschicht einer Basalmembran direkt auf; in den folgenden Schichten schließt sich eine Differenzierung der Zellen an, die dann in einer Verhornung im unterschiedlich stark ausgeprägten Stratum corneum endet, welchem damit eine wichtige Schutzfunktion zukommt (GEYER 2004).
Das Stratum corneum stellt die wichtigste Penetrationsbarriere der Haut dar (KIETZMANN 2001); für den Zusammenhalt der Hornzellen ist der Interzellularkitt verantwortlich, der aus Glykoproteinen und Lipiden besteht und auch für eine selektive Durchlässigkeit sorgt (GEYER 2004).
Lipidlösliche Substanzen penetrieren die Hornschicht gut, wobei eine Aufnahme in dieselbe aufgrund eines Konzentrationsgefälles durch passive Diffusion erfolgt, das Stratum corneum dann ein Reservoir darstellt und die Substanzen von dort in tiefer gelegene Hautschichten diffundieren (KIETZMANN 2001).
Nach Durchdringen der Epidermis können Wirkstoffe von den subepithelialen Venennetzen aufgenommen und weitertransportiert werden (GEYER 2004).
Während der Diffusion eines Stoffes durch die Epidermis kann es jedoch schon zur Metabolisierung kommen; auch in der Dermis können metabolische Veränderungen
stattfinden. Eine weitere Möglichkeit der Aufnahme von Stoffen bieten Poren (Haarfollikel, Drüsen), wodurch das Stratum corneum umgangen werden kann.
Die Subcutis nimmt die Rolle eines Reservoirs bei der weiteren Verteilung von Stoffen im Körper ein (KIETZMANN 2001).
Topische, das heißt lokal anwendbare Arzneimittel, unterteilt man in Wirkstoffe, die auf intakter Haut angewendet werden und nach Passage der Haut ihre Wirkung in tieferen Geweben entfalten, und Dermatika, die bei Hauterkrankungen angewendet werden und innerhalb der Haut wirken sollen. Die Anwendung auf Schleimhäuten gilt bereits als innere Anwendung (UNGEMACH et al. 2003).
Entscheidenden Effekt für die Resorptionsrate von Arzneistoffen durch die Haut hat besonders die als Vehikel genutzte Grundlage der Stoffe. So werden hydrophile Substanzen am besten aus lipophilen Grundlagen resorbiert und umgekehrt. Auch Penetrationsförderer (s. Kap. 2.6.3) können die dermale Resorption beschleunigen (KIETZMANN 2001).
2.6.2 Lokalanästhetika zur Anwendung auf der Haut
Neben der Infiltrationsanästhesie und der Leitungsanästhesie sind die topische Anwendung auf der Haut, die Lokalanästhesie der Schleimhäute und die Kryoanästhesie weitere Methoden zur Anwendung von Lokalanästhetika in der Dermatologie (DILL- MÜLLER 2003).
Die topische Applikation von Anästhetika bewirkt eine Schmerzausschaltung ohne Nadelstich und ist für kleine, vorwiegend oberflächlich traumatisierende Eingriffe geeignet. Voraussetzung für die erfolgreiche Anästhesie ist jedoch die Diffusion durch die intakte Epidermis (DILL- MÜLLER 2003).
Topisch anzuwendende Lokalanästhetika sind als verschiedene galenische Formulierungen, wie Gel, Microemulsion, als Formulierung mit liposomalen Trägern und als eutektische Öl-in-Wasser-Emulsion, anwendbar. Als Wirkstoffe wurden bisher vorwiegend Lidocain, Prilocain, Tetracain und Kombinationen davon
