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
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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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