Applikation von Substanzen
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<strong>Applikation</strong> <strong>von</strong> <strong>Substanzen</strong><br />
Martina Dorsch<br />
Zentrales Tierlaboratorium der Medizinischen Hochschule,Hannover<br />
Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover<br />
1
!allgemeine Aspekte bei der <strong>Applikation</strong> <strong>von</strong><br />
<strong>Substanzen</strong> im Rahmen eines Tierversuchs<br />
!verschiedene <strong>Applikation</strong>swege unter dem Aspekt des<br />
Tierschutzes (Belastung für das Tier)<br />
2
Beschaffenheit <strong>von</strong> Injektionslösungen<br />
Verabreichung ist nur dann risikolos, wenn<br />
!Konzentration<br />
!chemische Zusammensetzung<br />
!physikalische Eigenschaften<br />
nicht zu lokalen Reizungen oder Schädigungen führen<br />
Die Lösungen müssen folgende Eigenschaften besitzen:<br />
!isotherm zur Körpertemperatur<br />
!isoton zu Körperflüssigkeiten<br />
!neutraler pH-Wert<br />
3
Löslichkeit <strong>von</strong> <strong>Substanzen</strong> ist:<br />
! entscheidend für die Aufnahme und Verteilung im Körper<br />
! Wahl des Lösungsmittels ist abhängig <strong>von</strong> den chemischen<br />
Eigenschaften der Substanz (wasserlöslich, fettlöslich,<br />
alkohollöslich)<br />
4
Wahl der <strong>Applikation</strong>sart wird bestimmt durch<br />
! Zielsetzung des Experiments<br />
! Spezies<br />
! Mögliche Auswirkungen der Dosierungstechnik auf das Tier<br />
! Voraussichtliche Häufigkeit der <strong>Applikation</strong><br />
5
Belastung für das Tier ist abhängig <strong>von</strong>/vom<br />
!<strong>Applikation</strong>sweg<br />
!Beschaffenheit der Substanz<br />
!Spezies und Allgemeinzustand des Tieres<br />
"Klima (Temperatur, Luftfeuchtigkeit)<br />
"spezielle Diäten können die Wirksamkeit beeinflussen<br />
"Tageszeit und Helligkeit (best. Vitamine)<br />
"biologischer Rhythmus (z.B. Brunst, Trächtigkeit)<br />
"Populationsdichte (Gruppenhaltung, Einzelhaltung)<br />
!Häufigkeit<br />
6
Empfohlene maximale Injektionsvolumina<br />
(nach Empfehlung der GV-SOLAS)<br />
Spezies ml/Injektionstelle ml/kg KG<br />
i.d. s.c. i.m i.p. i.v.<br />
Maus (30g) -- 0.5 0.03 50 (1.5) 5 (0.15)<br />
Ratte (250g) 0.05 2.0 0.25 20 (5.0) 5 (1,25)<br />
Gold Hamster (140g) 0.02 1.0 0.05 20 (2.8) 5 (0,7)<br />
MSW (350g) 0.1 2.0 0.25 10 (3.5) 5 (1,75)<br />
Kanin. (2.5kg) 0.1 5.0 1.0 -- 1,25 (3)<br />
Katze (3.5kg) 0.1 5.0 1.0 -- 1,5 (5,3)<br />
Hund (10kg) 0.2 10 3.0 -- 1.5 (15)<br />
Mini Pig (25-40kg) 0.2 10 6,0 -- 1.0 (25-40)<br />
Schaf (60kg) 0.1 5.0 4.0 -- 1,0 (60)<br />
http://www.gv-solas.de/auss/tie/index.html<br />
7
Empfohlene Nadelgrößen (GV-SOLAS)<br />
Spezies i.d. s.c. i.m. i.v. i.p.<br />
Maus --- 25 27 26-28 25-27<br />
Ratte 27 25 25 25-27 23-25<br />
MSW 25 23-25 25 25-27 23-25<br />
Hamster 25 25 25 25-27 23-25<br />
Kaninchen 25 21-25 25 23-25 ---<br />
Hund 25 21-23 21-23 21-25 ---<br />
Katze 25 21-23 23 21-25 ---<br />
Primat, groß 25 21-25 23-25 21-25 ---<br />
Primat, klein 25 23-25 23-25 21-25 ---<br />
Schaf 25 19-23 21 19-21 ---<br />
G = Außen-ø. Je höher der Gauge-Wert, desto geringer ist der Außen-ø. Die Zahl des Gauge-Wertes entspricht<br />
der Anzahl der Kanülen die auf einen cm 2 passen<br />
8
Vergleich der beiden generellen <strong>Applikation</strong>swege<br />
enteral: Substanz gelangt in den<br />
Magen- Darmkanal<br />
Vorteile<br />
!Sterilität nicht erforderlich<br />
!relativ großes Volumen<br />
!Substanz muß nicht löslich sein<br />
!Einfache Verabreichung über das<br />
Futter, Wasser, Tablette...<br />
Nachteile<br />
!Aufnahme u. Abbau unkalkulierbar<br />
!Substanz kann sich durch die<br />
Verdauung verändern<br />
!Wirkung verzögert<br />
parenteral: alle Injektionsarten<br />
Vorteile<br />
!Wirkung sofort<br />
!Aufnahme u. Abbau kalkulierbar<br />
!Keine chemische Veränderung<br />
Nachteile<br />
!Sterilität erforderlich<br />
!Sterilität der Injektionsstelle<br />
erforderlich<br />
!Spezielle Anforderungen an die<br />
Substanz<br />
9
Belastung des Tieres durch die <strong>Applikation</strong>sart 1<br />
<strong>Applikation</strong>sweg<br />
Anzahl Appl.<br />
Anforderung an<br />
Fixierung<br />
Belastung<br />
Intracerebral<br />
1<br />
Narkose<br />
xxx<br />
intradermal<br />
mehrfach<br />
minimal<br />
xx<br />
intamuskulär<br />
mehrfach<br />
minimal<br />
xx<br />
intraperitoneal<br />
mehrfach<br />
minimal<br />
xx<br />
intratracheal<br />
1<br />
Narkose<br />
xxx<br />
xxx = starke, xx = mäßige, x = geringe Belastung<br />
10
Belastung des Tieres durch die <strong>Applikation</strong>sart 2<br />
<strong>Applikation</strong>sweg<br />
Anzahl Appl.<br />
Anforderung an<br />
Fixierung<br />
Belastung<br />
intravenös<br />
mehrfach<br />
minimal<br />
xx<br />
Oral<br />
# Futter/Wasser<br />
# Tablette/Kapsel<br />
# Knopfkanüle<br />
mehrfach<br />
minimal<br />
x<br />
Osmotische<br />
Pumpe<br />
kontinuierlich<br />
Narkose<br />
xx<br />
xxx = starke, xx = mäßige, x = geringe Belastung<br />
11
Belastung des Tieres durch die <strong>Applikation</strong>sart 3<br />
<strong>Applikation</strong>sweg<br />
Anzahl Appl.<br />
Anforderung an<br />
Fixierung<br />
Belastung<br />
Respirationstrakt<br />
# ganzer Körper<br />
# über die Nase<br />
subcutan<br />
mehrfach<br />
mehrfach<br />
Minimal<br />
Zwangröhre<br />
minimal<br />
x<br />
xx<br />
x<br />
Topical dermal<br />
merhfach<br />
keine<br />
x<br />
Fußsohle<br />
max. 1 Fuß!<br />
minimal<br />
xxx<br />
xxx = starke, xx = mäßige, x = geringe Belastung<br />
12
Intramuskuläre Injektion<br />
i.m. in die Brustmuskulatur beim Huhn<br />
Bei Klein-Nagern kann eine i.m.-Injektion gut in<br />
den Quadriceps erfolgen (hier: Hamster)<br />
! Mehrmalige Injektionen pro Tier möglich<br />
! ggf. kurze Narkose,<br />
! Belastung gering bis mäßig<br />
13
Intraperitoneale Injektion (z.B. Ratte)<br />
! Mehrmalige Injektionen pro Tier möglich<br />
! CAVE: häufige i.p.-Injektionen können<br />
Stressreaktionen und Entzündungen<br />
auslösen (Peritonitis)!<br />
! Keine Narkose erforderlich<br />
! Belastung gering bis mäßig<br />
14
Intraperitoneale Injektion (z.B. Maus)<br />
Für die i.p. Injektion bei kleinen Labornagern<br />
eignen sich Insulinspritzen mit 27 G Kanülen<br />
15
Intravenöse Injektion<br />
i.v. Injektion in eine Ohrvene beim MSW<br />
i.v. Injektion in die Flügelvene bei der Taube<br />
! Mehrmalige Injektionen pro Tier möglich<br />
! ggf. kurze Narkose, Tier muss gut fixiert werden<br />
! Belastung gering bis mäßig<br />
16
Intravenöse Injektion (z.B. Kaninchen)<br />
1<br />
2<br />
Vorrichtung zum Fixieren <strong>von</strong> Kaninchen<br />
i.v.-Injektion in die Ohrvene<br />
17
Intravenöse Injektion (z.B. Maus)<br />
18
Orale <strong>Applikation</strong> bei kleinen Labornagern<br />
a) Nacken überstrecken, b) Mundöffnung und Magen liegen auf einer Geraden, c) Einführen<br />
der Knopfkanüle<br />
19
<strong>Applikation</strong> über den Respirationstrakt: intranasal<br />
<strong>Applikation</strong> unter Narkose, direkt in ein Nasenloch mit Hilfe einer Mikropipette<br />
20
Subcutane Injektion (s.c.)<br />
! Mehrmalige <strong>Applikation</strong>en pro Tier möglich<br />
! keine Narkose erfoderlich<br />
! Belastung gering<br />
21
Belastungstabelle bei <strong>Applikation</strong>en ohne Erzielen <strong>von</strong><br />
Krankheitszuständen (Arbeitskreis Berliner TSchB, 2004)<br />
Geringe Belastung<br />
<strong>Applikation</strong>en, die nur mit<br />
kurzdauerenden<br />
Zwangsmaßnahmen<br />
einhergehen und nicht mit<br />
anderen Eingriffen<br />
verbunden sind. Die<br />
Substanz darf das Tier nur<br />
geringfügig belasten. Bei<br />
Mehrfachapplikationen<br />
muss die Zeit<br />
berücksichtigt werden.<br />
Mäßige Belastung<br />
<strong>Applikation</strong>en, die nur<br />
mit kurzdauerenden<br />
Zwangsmaßnahmen<br />
einhergehen und nicht<br />
mit anderen Eingriffen<br />
verbunden sind. Die<br />
Substanz darf das Tier<br />
nur mittelgradig<br />
belasten. Bei<br />
Mehrfachapplikationen<br />
muss die Zeit<br />
berücksichtigt werden.<br />
Erhebliche Belastung<br />
<strong>Applikation</strong>en, die<br />
mit erheblicher<br />
Bewegungseinschränkung<br />
einhergehen und<br />
nicht mit anderen<br />
Eingriffen verbunden<br />
sind. Bei<br />
Mehrfachapplikation<br />
en muss die Zeit<br />
berücksichtigt<br />
werden.<br />
22
Komplikationen<br />
! subcutan (s.c.): Injektion unverträglicher <strong>Substanzen</strong> (z.B. aqua dest.)<br />
sind schmerzhaft und führen zu Nekrosen<br />
! intramuskulär (i.m.): durch Aspiration prüfen, daß keine Gefäße<br />
getroffen wurden (Blutgefäß, Nerv)<br />
! intrareritoneal (i.p.): Fehlinjektionen führen zur Punktion innerer Organe<br />
(Leber, Milz, Blase, Darm). Durch Aspiration die korrekte Injektion<br />
prüfen<br />
! oral (peroral, p.o.): Perforation des Pharynx und des Magens möglich<br />
! intravenös (i.v.): paravenöse Injektionen führen zu schmerzhaften<br />
Venenentzündungen u. Gefäßverschluß. Durch Aspiration die korrekte<br />
Injektion prüfen. Injektion <strong>von</strong> Luft führt zu tödlichen Embolien.<br />
23
Prinzip der “guten Praxis”<br />
!Nebenwirkungen minimieren bzw. vermeiden<br />
!Anzahl der Tiere auf ein Minimum reduzieren<br />
!Qualität und Aussagekraft der Ergebnisse maximieren<br />
24
$ www.gv-solas.de/index.html<br />
$ www.rsm.ac.uk/pub/la.htm<br />
$ www.tierschutz-tvt.de/merkblatt76.pdf<br />
$ Refining procedures for the administration of substances.<br />
Report of the BVAAWF/FRAME/RSPCA/UFAW working<br />
group on refinement. Lab. Anim. (2001) 35,1-41<br />
$ Empfhohlene maximale Injektionsvolumina bei<br />
Versuchstieren (1999) GV-SOLAS, Ausschuß für<br />
Tierschutzbeauftragte in der GV-SOLAS und Arbeitskreis 4<br />
in der TVT<br />
25