Machbarkeitsstudie zu einer applikationsgenauen und anwendersicheren seriellen Subkutaninjektion bei Schweinen

Abstract

Ziel der Machbarkeitsstudie war es, die freihändige Subkutaninjektion bei Serienbehandlungen von Schweinen applikationsgenauer und anwendersicherer zu machen. Für intramuskuläre Injektionen gibt es eine Sicherheitsspritze (Safety Injector SimcroTM SekurusTM), deren Kanülenprotektor die Injektion nur bei einem rechten Anstellwinkel zur Körperoberfläche auslöst. Für die rechtwinkelige Subkutaninjektion mit der Sicherheitsspritze an der gleichen Lokalisation muss zuvor die Dicke der Kutis und der Subkutis für die Einstichtiefe der Kanüle bzw. die Eindringtiefe der Kanülenöffnung bekannt sein, um zu gewährleisten, dass das Injektat im Subkutanraum verteilt wird. Vor den Injektionsversuchen wurde bei 201 Schweinen die Dicke der Kutis und Subkutis mit einem Ultraschallgerät (7,5 MHz Frequenz) gemessen und die Kutisdicke mit einem Federkutimeter ermittelt. Es zeigten sich signifikante Altersdifferenzen bei den Hautschichten. Im Durchschnitt betrug die Kutisdicke bei den Saugferkeln 1,9 mm, bei den Aufzuchtferkeln 2,6 mm, bei den Läuferschweinen 3,0 mm, bei den Mastschweinen 6,2 mm und bei den Sauen 10,2 mm. Die Subkutiswerte betrugen 0,8 mm, 0,9 mm, 2,0 mm, 3,4 mm und 6,2 mm. Die Kutisdicke kann vom Saugferkel bis zum Mastläufer mit dem Federkutimeter mit gleicher Genauigkeit wie mit dem Ultraschallgerät gemessen werden. Für die Injektionsversuche bei 95 euthanasierten Läuferschweinen wurde im rechten Anstellwinkel injiziert und die Injektatlokalisation histologisch kontrolliert. Als „Kanüleneindringtiefe oberhalb der Kanülenöffnung“ wurde die sonographisch ermittelte Kutisstärke zu Grunde gelegt: Im Injektionsversuch I (88 Injektionen) unter Verwendung von Einwegspritzen zeigte sich, dass herkömmliche Einwegkanülen (Öffnung an der Kanülenspitze mit Facettenschliff) alternativen Blasrohrkanülen (eine Öffnung im Kanülenschaft, verschlossene Kanülenspitze mit Facettenschliff) signifikant unterlegen waren (47 % gegenüber 77 % ausschließliche Subkutanapplikationen). Im Injektionsversuch II (102 Injektionen) kam die Sicherheitsspritze mit einer Betäubungsgewehrkanüle (zwei gegenüberliegende Öffnungen im Kanülenschaft, verschlossene Kanülenspitze mit Pencil-Point-Schliff) als Provisorium für eine noch nicht verfügbare Mehrwegkanüle mit Facettenschliff zum Einsatz. Die Festlegung der Kanüleneindringtiefe beruhte auf einer Stichprobe von drei Tieren. 92 % der Injektate waren mit diesem Injektionssystem subkutan lokalisiert. Im Injektionsversuch III wurde der Prototyp einer Mehrwegkanüle aus Stahl mit zwei gegenüberliegenden Öffnungen im Kanülenschaft und verschlossenen Spitze mit Facettenschliff im Rahmen von Bestandsbehandlungen ohne histologische Kontrolle bei Ferkeln und Sauen getestet: 98 % bzw. 100 % Quaddelbildung sprachen für eine überwiegend subkutane Lokalisation der Injektate. Die zwei Prototypkanülen waren nach ihrer Mehrfachverwendung scharf und zeigten weder makroskopisch noch unter der Lupe Beschädigungen. Es wird geschlussfolgert, dass mit diesem neuen Injektionssystem bei seriellen Bestandsbehandlungen mehr fachgerechtere Subkutaninjektionen als bisher möglich sind. Mit kürzeren Kanülenlängen als bei der Prototypkanüle würde bei Aufzuchtschweinen das Risiko einer Fehlapplikation weiter minimiert werden. Die Bevorzugung von Subkutanapplikationen bei Neuzulassungen von Pharmaka oder Impfstoffen würde zum Tierwohl und Verbraucherschutz beitragen.

The aim of the study was to make the freehand subcutaneous injections in serial treatments of pigs safer for the user and more professional with regard to the application accuracy. A Safety Injector (SimcroTM SekurusTM) releases the injection only if its needle protector touches the body surface rectangular, which is the direction for intramuscular injection in the lateral neck muscle. To perform rectangular subcutaneous injections at the same location it is necessary to know the thickness of the cutis and the subcutis for determination of the puncture depth of the cannula resp. the penetration depth of the cannula´s hole in order to assure that the injection solution will be distributed solely in the subcutaneous layer. Before starting the injection trials in a total of 201 pigs the thickness of the cutis and subcutis was measured with an ultrasound device (7.5 MHz frequency), and comparatively the thickness of the cutis was mesured by cutimeter: As a result dermal layers showed significant age differences. On average the thickness of the cutis was 1.9 mm in piglets, 2.6 mm in weaned pigs, 3.0 mm in growing pigs, 6.2 mm in finishing pigs and 10.2 mm in sows. The corresponding values of the subcutis were 0,8 mm, 0,9 mm, 2,0 mm, 3,4 mm and 6,2 mm. Alternatively, the thickness of the cutis can be determined in piglets and weaned pigs using the cutimeter with the same accuracy. For the injection trials in 95 euthanized weaned pigs an iron oxide solution was injected rectangular and its location was controlled by histology. As an acceptable “penetration depth above the cannula´s hole” served the sonographically determined thickness of the cutis: In the injection trial I (88 injections), carried out with traditional one-way syringes, traditional one-way needles were, compared to blow tube needles, significantly inferior (47 % vs. 77 % subcutaneous distribution). In the injection trial II (102 injections), the safety injector was now used with a tranquilizer gun cannula as a provisional solution for an inexistent reusable cannula with facet cut at the top. The determination of the penetration depth was calculated from a sample of three animals (arithmetic mean of the cutis thickness of the optically smallest, the middle and the biggest weaner of the group). With this injection system 92 % of the applications were successful. In the injection trial III the prototype of a reusable cannula made of steel with two opposite holes in the shaft and a closed top with standard bevel was tested in herd treatments of piglets and weaners with iron (236 injections) and in sows with ivermectine (20 injections) without histological control. 98 % resp. 100 % formations of wheals indicated a predominant subcutaneous application. After usage both prototype cannulas were still sharp and demonstrated neither macroscopic nor microscopic lesions under the loupe. It is concluded that with this new injection system in serial treatments subcutaneous injections will be safer for the user and more professional so far. Shorter cannulas than the prototype for growing pigs could further minimize the risk of muscle contribution. Instead of the widespread intramuscular injections in pigs the preference of subcutaneous injection in registrations of new drugs or vaccines might be of advantage also with regard to animal welfare and consumer safety as even in the rare case of a muscle infiltration at the injection site the resorbed amounts of agents in the range of microgram, might be harmless and not regulatory for the withdrawal time.