Analgesie in der Maus Erkenntnisse aus aktuellen Studien · • Konstant niedrigere...

Analgesie in der MausErkenntnisse aus aktuellen Studien

Dr. Thea FleischmannAbteilung Forschung Chirurgie

Anästhesie und perioperative Schmerzforschung UniversitätsSpital Zürich

//

Versuchstiere total 590’245 in %Mäuse 378’819 64andere Nager 95’882 16andere Säugetiere 15’725 3Vögel, Geflügel 64’330 11Amphibien, Reptilien 16’631 3Fische 18’435 3Wirbellose 423 1

Nager total474,70180

Schweregrade

Tabelle5

2013

Schweregrad 0Schweregrad 1Schweregrad 2Schweregrad 3

Mäuse110'812 153'828 105,2498'930

29.3 % 40.6 % 27.8 % 2.4 %

SG 2+ SG 3114,179entspr. 30,2 Prozent

Ratten44'892 27'980 17'073 1'773

48.9 % 30.5 % 18.6 % 1.9 %

Hamster96 218 51

26.3 % 59.7 % 14 %

Meerschweinchen126 837 185 2

11 % 72.8 % 16.1 % 0.2 %

Andere Nager209 1'938 307 195

7.9 % 73.2 % 11.6 % 7.4 %

total Nager in SG 2 und SG 3133,765

///

Analgesie in der Maus

• Rechtliche und ethische Vorgaben• Tierschutzgesetz

• Schmerzen und Leiden müssen erkannt und behandelt werden

• Humane Endpunkte• Keine Publikation ohne genau Angaben über

Analgesie (e.g. ARRIVE guidelines etc.)• Schmerz beeinflusst den gesamten Organismus

• Kann Studienergebnisse beeinflussen• Inakkurate Ergebnisse• Erhöhte Varianz

Warum brauchen wir Analgetika?

216. Juli 2017Analgesie in der Maus

///


• Gute Analgesie

• Stressfreie Applikation

• Lang-anhaltender Effekt

• Milde Sedation

• Keine (oder kontrollierbare) Nebeneffekte

• Mit Anästhetika kombinierbar

• …..

Das ideale Analgetikum…

16. Juli 2017 3Analgesie in der Maus

///

• Design des Experimentes, Beeinflussungdes Experimentes durch Analgetika

• Schmerzgrad

• Dauer der Schmerzen

• Spezies, Stamm etc.

• Applikationsweg, Häufigkeit der Applikation

Welches Analgetikum?

16. Juli 2017 4



///

Peroral:

• Einfach

• Stressfrei (Ausnahme: Gavage)

• Im Trinkwasser, Futter etc.

• Aufnahme nicht kontrollierbar

Applikationswege

16. Juli 2017


Systemisch:

• Aufnahme nur i.v. kontrollierbar

• Ratte +/-, Maus –

• i.m., i.p.

• s.c.• Am häufigsten angewendet

• Perkutan (Pflaster)

Analgesie in der Maus 5

///

Applikations-Intervall

16. Juli 2017


Wie oft muss nachgespritzt werden?Stress ↔ Applikations Intervall


///


Opioide• Zentrale Wirkung• Potente AnalgesieNebenwirkungen:

• Atemdepression• GIT-Stase• Pica Verhalten• Hyperaktivität• Immun-Modulation

Klassifizierung der Analgetika

16. Juli 2017

NSAIDs• Periphere Wirkung• Entzündungshemmend,

fiebersenkend, analgetisch

Nebenwirkungen:

• Thrombozyten-Aggregations-Hemmer• Magen-Ulzera, Blutungen im GIT• Teils nephrotoxisch• Immun-Modulation


///


Opioide:• Buprenorphin (Temgesic®)

• Morphin (M-retard®)

• Fentanyl (Durogesic TTS®)

• Tramadol (Tramal®)

• Butorphanol (Morphasol®)

• Codein (Codein)

• Butorphin (Butorphine TM)

Klassifizierung der Analgetika

16. Juli 2017

NSAIDs:• Flunixin-Meglumin (Finadyne®)• Meloxicam (Metacam®)• Carprofen (Rimadyl®)• Diclofenac (Voltaren®)• Acetyl-Salicyl-Säure (Aspirin®)

Antipyretica:• Metamizol (Novalgin®)• Paracetamol (Dafalgan®)


///

1) Buprenorphin Injektionen

2) Buprenorphin Sustained Release

3) Buprenorphin im Trinkwasser

4) Tramadol im Trinkwasser

5) Paracetamol im Trinkwasser

16. Juli 2017

Analgesie in der MausErgebnisse aus aktuellen Studien


///

Buprenorphin

Pros:

• Potente Analgesie

• Lange Wirkdauer

• Applikation i.v., s.c., p.o., i.p.

Buprenorphin (Temgesic®)

16. Juli 2017 10

Cons:

• Obstipation

• Immunsuppressiv

• Langsamer Wirkungseintritt (30-60 min)

• Verhaltensveränderungen

• Pica-Verhalten, Selbst-Mutilation

• Atemdepression

• Reduzierte Futter- und Wasseraufnahme, Gewichtsabnahme


//

C. Richardson and P. Flecknell: Anaesthesia and post-operative Analgesia following experimental surgery in laboratory rodents: Are we making progress?ATLA 33, p. 119-127, 2005

Buprenorphin: Dosierungsintervall

16. Juli 2017Analgesie in der Maus 11

///

• Injektion: i.p., s.c. 0,05 - 0,1 mg/kg BW, s.c.

• Temgesic verdünnt in sterilem NaCL (0.9%), Volumen 2μl/g BW, 0,1 mg/kg

12

1) Buprenorphin per Injektion


///



13

• Serum concentration buprenorphine in ng/mL

• Target concentration 0.5 ng/mL

time Jirkof et al. 2015

1) Buprenorphin per Injektion


/// 14

• Serum concentration buprenorphine in ng/mL

• Target concentration 0.5 ng/mL

time Jirkof et al. 2015

Ergebniss: Injektions-Intervall 4-6h!

Häufige Fixierung & Injektionen= Stress & Schmerz (Cinelli et al. 2007, Meijer et al. 2006)

1) Buprenorphin: Dosierung und Applikationsroute




/// 15

Maus

Buprenorphin

• Wirkung hält max. 4-6 Stunden

• Mehrfache Fixierung und Injektionen -> enormer Stress für das Tier

Alternative Applikationswege:

• Osmotic pumps

• Sustained Release

• Trinkwasser, Futter, Gels etc.


///

• Kontinuierliche und stress-freie Verabreichung

• Lösliche Kapsel setzt kontinuierlich Wirkstoff frei

• Nachweislich effektive Blutserum-Konzentrationen

• Kommerziell bis jetzt nur in den USA erhältlich (Animalgesics for Mice, Animalgesic Labs Inc, Millersville, MD, USA; Buprenorphine HCl CIII SR, Wildlife Pharmaceuticals Inc, Windsor, CO, USA)

16

2) Buprenorphin

Sustained Release


/// 17

2) Buprenorphin

Sustained Release

• In-house buprenorphine SR formulation, 2.2 mg/kg

• 48 hours effect

• Effective in hot plate test & pain scoring after surgery

Jirkof et al. 201516. Juli 2017Analgesie in der Maus

///

Buprenorphin: Nebenwirkungen

Jirkof et al. 2015

Hyperlokomotion, gestörter zircadianer Rhythmus

> Überdosierung = Sedation


///

Buprenorphin: Nebenwirkungen

Hyperlokomotion, abnormales Verhalten

///

Freiwillige Aufnahme über Trinkwasser, Futter o.ä.

• 10x Injektionsdosis, 1mg/kg

• Flavored gelatin (Flecknell et al. 1998)

• Gel delivery systems (Hovard et al. 2015, MediGelSucralose; ClearH2O, Portland, ME, USA)

• Nutella ® (Goldkuhl et al. 2010, Kalliokoski et al. 2011)

• Standard-Futter (Molina-Cimadevila et al. 2014)

• Trinkwasser (Jessen et al. 2007)

20

Buprenorphin

Maus

• First pass effect• Schlechte Bioverfügbarkeit

(3-6%)• Neophobie• Aufnahme von Fett, Zucker etc..• Unkontrollierte Aufnahme

(Zeit, Menge)


///

3) Buprenorphin Studie

Pharmakokinetik und Analgesiometrie Buprenorphin

• Bei Aufnahme im Trinkwasser

• Bei Aufnahme im Trinkwasser in Kombination mit Injektionen

• Empfehlung

Injektionen: 0,1 mg/kg BW, s.c.

Trinkwasser: 1,5 mg / 160 ml Trinkwasser

Studienziele


///

Wasseraufnahme


Sauer et al., 2016

Baseline


///


Sauer et al., 2016

Baseline

BUP im Wasser

Wasseraufnahme


///

3) Buprenorphin im Trinkwasser & Injektionen

Sauer et al., 2016

Baseline

BUP im Wasser

BUP Injektionen & BUP im Wasser

Wasseraufnahme


///

Sauer et al., 2016

3) Buprenorphin im Trinkwasser & Injektionen

Baseline

BUP im Wasser



Wasseraufnahme


///

Sauer et al., 2016

3) Buprenorphin im TrinkwasserPlasmakonzentrationen


//


Futteraufnahme

Sauer et al. 2016


///


Ergebnisse

16. Juli 2017 28

• Konstante Wasseraufnahme nach Zugabe von Buprenorphin

• Wasseraufnahme nach OP nicht reduziert

• Trinkverhalten entsprechend zirkadianem Rhythmus

• Konstante Plasmakonzentrationen in der Dunkelphase

• In Hellphase Mäuse teilweise unterhalb der Wirkdosis

Applikationsvorschlag:

SC Injektionen tagsüber alle 4h plus Buprenorphin im Trinkwasser über 24h


///

Tramadol

Pros:• Zentral wirksam• Moderate-starke Analgesie• Analgesie hauptsächlich über

Metabolit M1• Geringe Interaktion mit anderen

Substanzen• Wenig Nebenwirkungen


(Tramal ®)

16. Juli 2017 29

Cons:• Kurze Wirkdauer (1-2 h)

• Analgetische Wirkung controvers diskutiert (Wolfe et al., 2015)


///

4) Tramadol Studie

• Stabilität im Trinkwasser

• Pharmakokinetik Tramadol und M1 in verschiedenen Applikationsrouten

• Beste Applikationsroute für Tramadol in der Maus

Studienziele


///

4) Tramadol Studie

Untersuchung der Stabilität im Trinkwasser:

• Trinkwasser Roche

• Trinkwasser UZH Zürich

• angesäuertes Wasser Roche

• angesäuertes Wasser UZH Zürich

• Mit Sirup angereichertes Wasser Syrspend ®

Probennahme nach 0, 24, 48, 72 h und 7 Tagen

Material & Methoden


///

4) Tramadol Studie Resultate – Stabilität im Trinkwasser


Vas et al., accepted

///

4) Tramadol Studie

• Bolus-Applikationen:

• i.v., i.p., s.c., per os (Gavage)

• Dosierung 25 mg/kg; verdünnt in NaCl 0,9% (6.25 mg/ml)

• Tramadol im Trinkwasser oder Syrspend über 25h

• Dosierung 25 mg/kg/24h -> 0.6 ml Tramadol in 150 ml Trinkwasser

• Blutproben für Pharmakokinetik an verschiedenen Zeitpunkten

Material & Methoden


///

4) Tramadol Studie Resultate – Plasmakonzentrationen



Blutproben nach 5, 15, 30 min, 1h, 2h, 4h

///




Blutproben nach 15 min, 30 min, 1h, 2h, 4h, 7h

///




Blutproben nach 1h, 3h, 7h, 25h

///

• Konstant niedrigere Plasmakonzentrationen in w als in m

• Halbwertszeit Tramal 2 – 6h (Abhängig von der Applikationsart)

• Tramadol stabil in wässrigen Lösungen für bis zu 1 Woche

• Syrspend Flaschen haben zu stark getropft – kein Unterschied zu normalem Trinkwasser

• Selbst-Administration von Tramal haltigem Trinkwasser (0.20 mg/ml) führte zu konstanten Plasmakonzentrationen

• Applikationsvorschlag: SC Injektion plus Tramadol im Trinkwasser über 24h

4) Tramadol Studie

Ergebnisse


///

ParacetamolDafalgan®

16. Juli 2017 38

Pros:• Zentral und peripher wirksam

• Milde Analgesie, fiebersenkend

• Geringe Interaktion mit anderen Substanzen

• COX 3


Cons:• Lebertoxisch

• Analgetische Wirkung kontrovers diskutiert (Matsumiya et al., 2012; Dickinson et al., 2009)


///

5) Paracetamol Studie

• Pharmakokinetik Paracetamol in verschiedenen Applikationsrouten

• Freiwillige Aufnahme im Trinkwasser

• Auswirkungen auf Embryotransfer

Studienziele


///


• 40 weibliche Crl:CD-1 Mäuse

• Messung Wasseraufnahme

• Pharmakokinetik Paracetamol in Blutserum

• Kontrollgruppen: i.p. und per os (Gavage)

• 15 weibliche Zbz:FM Mäuse

• Embyro Transfer

• Messung Wasseraufnahme

Material & Methoden


///


• Trinkwasser über 24h (naive Mäuse) und über 48h (Embryo Transfer)

• Dosierung: 200 mg/kg BW / 24h

• 28 ml Dafalgan Kinder-Sirup ® in 212 ml Trinkwasser

-> 3.5 mg Paracetamol / 1 ml Trinkwasser

Bei angenommener Trinkwasseraufnahme

von 3 ml/Tag

Material & Methoden


/// 16. Juli 2017Analgesie in der Maus 42

Surrogate mothers:mating with vasectomized males medicated water bottle / paracetamol treatment embryo transfer surgery (ET)

WI measurement of water intake at 13:00 and 08:00 (i.e. after 5, 24, 48 h)

Naïve mice:medicated water bottle / paracetamol treatment

WI measurement of water intake at 14:00, 19:00 and 08:00 (i.e. after 6, 11, 24 h)BS blood sampling at 14:00, 19:00 and 08:00 (i.e. after 6, 11, 24 h)

♂

Fleischmann et al., 2016

http://www.google.ch/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiv5c7qscDLAhWF1RQKHcu9DyQQjRwIBw&url=http://de.freepik.com/freie-ikonen/blitz--pfeil--ios-7-symbol_709729.htm&bvm=bv.116636494,d.bGQ&psig=AFQjCNEO8TxLf2SMIQLfPGjbEd59dpS7Og&ust=1458052192563299

///

Resultate – Wasseraufnahme naive Mäuse




///

Resultate – Wasseraufnahme Embryo Transfer




///

Resultate – Pharmakokinetik




///

• Höhere Wasseraufnahme bei Zugabe von Paracetamol-haltigem Sirup

• Keine Auswirkungen auf Embryo Transfer

• Halbwertszeit Paracetamol 2h

• Selbst-Administration von Paracetamol haltigem Trinkwasser (3.5 mg/ml) führte zu konstanten Plasmakonzentrationen über 24 h

• Applikationsvorschlag: SC Injektion plus Paracetamol im Trinkwasser über 24h


Schlussfolgerungen


// 47

Vielen Dank!


Analgesie in der Maus�Erkenntnisse aus aktuellen StudienFoliennummer 2Analgesie in der MausAnalgesie in der MausFoliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer 7Analgesie in der Maus�Analgesie in der Maus�Foliennummer 10BuprenorphinFoliennummer 121) Buprenorphin per InjektionFoliennummer 14Foliennummer 15Foliennummer 162) Buprenorphin2) BuprenorphinBuprenorphin: Nebenwirkungen��Foliennummer 20Buprenorphin3) Buprenorphin Studie �Foliennummer 24Foliennummer 25Foliennummer 26Foliennummer 27Foliennummer 283) Buprenorphin StudieTramadol4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie 4) Tramadol Studie Paracetamol�5) Paracetamol Studie 5) Paracetamol Studie 5) Paracetamol Studie Foliennummer 435) Paracetamol Studie5) Paracetamol Studie5) Paracetamol Studie5) Paracetamol Studie Foliennummer 48

Analgesie in der Maus Erkenntnisse aus aktuellen Studien · • Konstant niedrigere...

Documents

Transcript of Analgesie in der Maus Erkenntnisse aus aktuellen Studien · • Konstant niedrigere...