Umgang mit Tiefgefriersperma Klinikstunde 8. Semester 12.6. – 16.6.06.

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1 Umgang mit Tiefgefriersperma Klinikstunde 8. Semester 12.6. – 16.6.06

2 Was ist Tiergefriersperma? Im flüssigen Stickstoff gelagertes Sperma Bedeutung beim: Rind – 1952 erste Veröffentlichung Pferd Hund Schwein AGTK Wehrend

3 Situation beim Eber - Sperma ist sehr kälteschockempfindlich Abkühlung nach der Gewinnung Körpertemperatur 15°C Ursachen: - Cholesterol/Phospholipid-Verhältnis in der Plasmamembran ist niedrig - Cholesterol ist ungleich in den Plasmamembranen verteilt AGTK Wehrend

4 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 AGTK Wehrend

5 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 AGTK Wehrend

6 Möglichkeiten in Abhängigkeit von der Gefrierrate - Exosmose: keine intrazelluläre Eisbildung (Lösungseffekt) - intrazelluläre Eisbildung Aus: Busch et al., 1993 AGTK Wehrend

7 Vorteile von Tiefgefriersperma - Unbegrenzte Lagerdauer Zellschädigung nach 2000 – 4000 Jahren durch ionisierende Hintergrundstrahlung - Lagerung und Transport - hohe Standardisierbarkeit AGTK Wehrend

8 Mill. Spermien pro Besamungsportion 5 10 15 Bulle 1 Bulle 2 Bulle 3 60 75 Den Daas 1992 NR-Rate (%) AGTK Wehrend

9 Aus: Busch et al., 1993

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11 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 AGTK Wehrend

12 Grundaufbau Pailletten Baumwollstopfen mit Polyvinylalkohol- Puder Dient später als Stempel Luftblase Verschluss durch maschinelles Zusammenpressen oder Kugel Hfewhfwefvwejkklllooooo AGTK Wehrend

13 Grundaufbau Pailletten Hfewhfwefvwejkklllooooo Angaben auf der Besamungsportion - Identitätsnummer - Kurzname (Rasse) Bulle - Datum der Spermaentnahme - (Name) und Code der Besamungsstation Sinn - Identitätsnachweis der Nachkommen - Rückverfolgung (Seuchenhygiene, Erbhygiene) AGTK Wehrend

14 Lagerung des Tiefgefrierspermas - im flüssigen Stickstoff (N 2 ) - 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. AGTK Wehrend

15 Luft: Gasgemisch der Erdatmosphäre hauptsächliche Bestandteile: - Stickstoff 78 % - Sauerstoff 21 % - Argon 0,9 % - Kohlenstoffdioxid 0,03 % - Rest AGTK Wehrend

16 Gefahr durch flüssigen Stickstoff - N 2 muss verdampfen können - Explosionsgefahr bei festen Verschluss - Erstickungsgefahr in verschlossenen Räumen - Erfrierungen - besondere Gefahr: Augenverletzungen Merke: - Container vor Umkippen schützen auch im Auto - Augen schützen (Schutzbrille tragen) - Container nicht in schlecht belüfteten Räumen lagern (Keller, Abseiten, u.a.) - Container müssen regelmäßig aufgefüllt werden AGTK Wehrend

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19 Sollte nicht im Fahrgastraum transportiert werden. AGTK Wehrend

20 Sofortmassnahmen bei Unfällen mit flüssigen Stickstoff - Kleidung und Schuhe ausziehen, wenn N 2 zwischen Kleidung und Haut - Augen: mit Wasser spülen - Bei Blasenbildung nicht reiben betroffene Stellen mit Verbandsmaterial abdecken - Räume lüften AGTK Wehrend

21 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

22 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 AGTK Wehrend

23 Aus: Busch et al., 1993 Container Kanister Goblet AGTK Wehrend

24 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) AGTK Wehrend

25 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 AGTK Wehrend

26 Entnahme einer Besamungsportion Vorraussetzungen - Inventarverzeichnis - gute Lichtverhältnisse Fehler -Langes Suchen der richtigen Portion - Zu weites Hochziehen der Kanister - Fecheln mit der Hand AGTK Wehrend

27 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) AGTK Wehrend

28 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 AGTK Wehrend

29 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 AGTK Wehrend