Umgang mit TiefgefrierspermaKlinikstunde 8. Semester 12.6. – 16.6.06

Was ist Tiergefriersperma?

Im flüssigen Stickstoff gelagertes Sperma

Bedeutung beim:

Rind – 1952 erste VeröffentlichungPferd HundSchwein

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Situation beim Eber

- Sperma ist sehr kälteschockempfindlichAbkühlung nach der Gewinnung

Körpertemperatur → 15°C

Ursachen:- Cholesterol/Phospholipid-Verhältnis in der Plasmamembran ist niedrig- Cholesterol ist ungleich in den Plasmamembranen verteilt

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Schritte der Tiefgefrierspermaherstellung und -verarbeitung

- Spermagewinnung

- Spermabeurteilung

- Spermaverarbeitung - Verdünnung - Berechnung des Verdünnungsgrades - Verdünnungsvorgang- Konfektionierung u. Kennzeichnung - Glasampullen - Pellets - Pailletten- Lagerung

- Spermaverbrauch - Entnahme - Handling bis zur Besamung- Besamung

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Kryobiologische Aspekte der Spermatiefgefrierung

- Belastung der Spermien beim Einfrieren und Auftauen

- Schädigungsfaktoren: - Wasserentzug durch extrazelluläre Eisbildung - Intrazelluläre Eisbildung

- Zwischen -5 °C und -15 °C setzt die extrazelluläre Eisbildung ein

- Zellinhalt unterkühlt

- Wasser tritt aus der Zelle aus und gefriert extrazellulär

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Möglichkeiten in Abhängigkeit von der Gefrierrate

- Exosmose: keine intrazelluläre Eisbildung (Lösungseffekt)

- intrazelluläre Eisbildung

Aus: Busch et al. , 1993

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Vorteile von Tiefgefriersperma

- Unbegrenzte LagerdauerZellschädigung nach 2000 – 4000 Jahren durch ionisierende Hintergrundstrahlung

- Lagerung und Transport

- hohe Standardisierbarkeit

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Mill. Spermien pro Besamungsportion5 10 15

Bulle 1

Bulle 2

Bulle 360

75

Den Daas 1992

NR

-Rat

e (

%)

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Aus: Busch et al. , 1993

Aus: Busch et al. , 1993

Pailletten

- Entwicklung aus Frankreich, die sich seit den sechziger Jahren weltweit verbreitet hat.

- Polyvinylchlorid, verschiedene Farben

- Andere Bezeichnung: Straws

-Verschiedene Größen: - mittlere Pailletten: Länge 133 mm; 2,9 mm, Inhalt 0,5 ml

- feine Pailletten: Länge 133 mm; 2 mm, Inhalt 0,25 ml- Modell Minitüb: Länge 65 mm; 3 mm, Inhalt 0,25 ml

Vorteile der Miniaturisierung:

- rationelle Lagerung- Veränderung des Verhältnisses von Oberfläche zu Inhalt

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Grundaufbau Pailletten

Baumwollstopfen mit Polyvinylalkohol-Puder

Dient später als Stempel

LuftblaseVerschluss durch maschinelles Zusammenpressen oder Kugel

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Grundaufbau Pailletten

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Angaben auf der Besamungsportion

- Identitätsnummer- Kurzname (Rasse) Bulle- Datum der Spermaentnahme- (Name) und Code der Besamungsstation

Sinn

- Identitätsnachweis der Nachkommen- Rückverfolgung (Seuchenhygiene, Erbhygiene)

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Lagerung des Tiefgefrierspermas

- im flüssigen Stickstoff (N2)

- Temperatur -196 Grad Celsius

- Eigenschaften: - farblos- geruchlos- chemisch nicht aggressiv- schwerer als Luft- Siedepunkt: -196 °C

Siedetemperatur oder -punkt: Der Siedepunkt stellt die Bedingungen dar, welche beim Phasenübergang eines Stoffes von der flüssigen in die gasförmige Phase vorliegen, was man als Sieden oder Verdampfen bezeichnet.

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Luft:Gasgemisch der Erdatmosphärehauptsächliche Bestandteile:

- Stickstoff 78 %- Sauerstoff 21 %- Argon 0,9 %- Kohlenstoffdioxid 0,03 % - Rest

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Gefahr durch flüssigen Stickstoff

- N2 muss verdampfen können- Explosionsgefahr bei festen Verschluss- Erstickungsgefahr in verschlossenen Räumen

- Erfrierungen- besondere Gefahr: Augenverletzungen

Merke: - Container vor Umkippen schützenauch im Auto

- Augen schützen (Schutzbrille tragen)

- Container nicht in schlecht belüfteten Räumen lagern (Keller, Abseiten, u .a.)

- Container müssen regelmäßig aufgefüllt werden

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Sollte nicht im Fahrgastraum transportiert werden.

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Sofortmassnahmen bei Unfällen mit flüssigen Stickstoff

- Kleidung und Schuhe ausziehen, wenn N2 zwischen Kleidung und Haut

- Augen: mit Wasser spülen

- Bei Blasenbildung nicht reibenbetroffene Stellen mit Verbandsmaterial abdecken

- Räume lüften

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Lagerungsgefäße für Tiefgefriersperma- Container

Isolierung durch - doppelwandiger Behälter

- Vakuum + Isoliermaterial

Deckel gewährleistet- Schutz- Verdampfung

Technische Daten von Containern- Füllemenge- Verdampfungsrate

Stickstoffverbrauch muss kontrolliert werden- Messstäbe- Waagen AGTK Wehrend

Lagerungsgefäße für Tiefgefriersperma

- 196 °C

- 150 - 190 °C

- 120 °C

nahe Umgebungstemperatur

Spermaschädigung ab einer Temperatur von - 120 °C

Wiederholte Exposition führt zur Akkumulation der Schäden

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Aus: Busch et al. , 1993

Container

Kanister

Goblet

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Reinigung und Desinfektion von Spermacontainern

- Vorgeschrieben, wird auch kontrolliert (Dokumentation)

- Ansammlung von Sediment (Dreck, Spermaportionen)

- Infektionserreger werden konserviert

Vorgehen

- Spülung mit destilliertem Wasser

- Begasung wäre ideal (Formaldehyddampf)

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Entnahme einer Besamungsportion

Prinzip

- Nur die Portion entnehmen, die gebraucht wird- Die anderen Portionen nicht schädigen- die entnommene Portion unverzüglich dem Auftauprozeß zufügen

Vorgehen

- Container öffnen – Standplatz des Deckels- Kanister soweit anheben, dass Paillette mit Pinzette erfasst werden

kann – obere Kante der Pailletten darf Niveau der Containeröffnung nicht überragen

- Paillette kurz schwenken- Kanister absenken- Paillette ins Auftaugerät überführen- Container schliessen

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Entnahme einer Besamungsportion

Vorraussetzungen

- Inventarverzeichnis- gute Lichtverhältnisse

Fehler

-Langes Suchen der richtigen Portion- Zu weites Hochziehen der Kanister- „Fecheln“ mit der Hand

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Auftauen einer Besamungsportion

Prinzip

- schnelles Auftauen verhindert Rekristallisation- kontinuierliche Wärmeübertragung verhindert ungleichmässiges Auftauen- optimal: 75°C über 5 bis 10 Sekunden- Samenportion darf nicht zu „warm“ werden < 40°C- Die Temperatur darf nur nach oben gehen

Schlechte Auftaubedingungen- in der Hand- im Mund- an der Luft (Umgebungstemperatur)

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Auftauen einer Besamungsportion

Vorgehen

- Kontrolle des Auftaugerätes (Betriebstemperatur)- Temperatur des Wasserbades 38 ± 2 °C- Dauer: feine Pailletten: 25 Sekunden

mittlere Pailletten und Minitüb: 30 Sekunden - Überführen der Portion in das Auftaugerät - Entnahme der Portion - Identitätskontrolle - Abtrocknen der Portion - Beförderung der Luftblase auf die Verschlußseite - Öffnen der Portion - Einbringen in das Besamungsgerät

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Instrumentelle Samenübertragung oder Natursprung?

Vorteile der instrumentellen Samenübertragung- Zuchtfortschritt – getestete Vatertiere- größere Auswahl- hygienische Vorteile- hohe Standardisierung

Nachteile der instrumentellen Samenübertragung- ungeeignete Vatertiere können nicht genutzt werden- Brunsterkennung oder Hormoneinsatz- Gefahr der raschen Verbreitung von Gendefekten- Gefahr der Entwicklung einer schmalen Zuchtbasis

Nachteile des Natursprunges- Unfallgefahr- Haltungskosten- siehe Vorteile der instrumentellen Samenübertragung

Vorteile des Natursprunges- Zeitersparnis bei Brunstbeobachtung

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