Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Adaption zweier an Katzen evaluierter Schmerztests (mechanisch und thermisch) an den Hund und deren Evaluierung mittels zweier Opioide und eines NSAID

Hoffmann, Marina

The aim of this study was the adaptation of a thermal and mechanical threshold testing device developed for the use in cats to dogs and the evaluation by a potent analgesic. Since threshold testing devices might be influenced by sedation the effect of a sedative (acepromazine) was also tested in this study. Baseline reproducibility was checked over a six months period. Six healthy beagle dogs with a comparable age and body weight were used in this study. For the thermal threshold testing a probe containing a heater element and a temperature sensor was attached to the dogs shaved skin of the thoracic wall by an elasticated band in the centre of an inflatable bladder to provide a reproducible contact between the probe and the skin. The probe was connected to a control unit by a ribbon cable. A hand held toggle switch activated the probe heater. The threshold temperature was recorded by pressing the hold button on the voltmeter when the dog reacted visible to the stimulus. Most common reactions were a skin flitch and a head turning to the probe. Simultaneously, the toggle switch was operated again to switch off the heater. There was an automatic cutoff at 55°C to prevent skin lesions. For the mechanical threshold testing system a rolling diaphragm actuator with three round-ended pins was secured to the shaved skin of the dog`s forelimb with non-elastic tape. Pressure within the actuator was increased by manual inflation using a 20 ml syringe with a vent hole sealed by the operator`s thumb. Pressure was released at threshold by lifting the thumb, thereby removing the stimulus. The actuator was connected to a transducer showing the threshold pressure. A safety stimulus cut-off was set at 20 Newton to prevent tissue damage if the animal did not respond before this force was reached. Both tests were used at the same measuring points in a randomised order. Three baseline readings were taken at 15 minute intervals before any treatment was given. These three readings were averaged as one baseline. After that treatment was given and further readings were made at 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 420 and 480 minutes after treatment. Two µ-agonist levomethadone and fentanyl were given to asses the tests capability for the analgesic effect of potent analgesics. Furthermore metamizole a less potent analgesic and acepromazine as a sedative were given to verify their influence on both testing systems. A placebo control was performed for every treatment groups over a six months period to asses  baseline reproducibility. To compare the grade of sedation a sedation score was performed at every test. Beyond that pharmacokinetic analyses of the plasma concentration from levomethadone and fentanyl were made. Thus gave the possibility to compare threshold and drug plasma levels. Both µ-agonists caused a significant rise of the thermal and mechanical threshold. The duration of impact after fentanyl application was surprisingly long. One dog had an obvious lower threshold rise after fentanyl than the others. This dog also had lower fentanyl plasma levels. As expected the effect after metamizole was much lower compared to the opioids but caused a significant thermal and mechanical threshold rise. Acepromazine and placebo did not change thermal or mechanical thresholds. The grade of sedation between levomethadone and acepromazine was comparable and higher than the sedation after fentanyl. The thermal and mechanical testing systems are a good method to asses the effects of strong analgesics. In this study the testing devices were also suitable to demonstrate the effect of less potent analgesic agents such as metamizole. Sedation did not influence the results. Baseline reproducibility was stable over the six months period.

Ziel dieser Arbeit war die Adaption zweier zur Anwendung an der Katze entwickelter Schmerztests (thermisch und mechanisch) an den Hund und deren Evaluierung mittels eines starken Analgetikums. Da in der Literatur immer wieder der Einfluss einer Sedation auf die gemessene Schmerzschwelle diskutiert wird, wurde in dieser Arbeit auch der Effekt nach Applikation des Sedativums Acepromazin überprüft. Des  Weiteren wurde die Reproduzierbarkeit durch vier Placebo-Messungen in einem Zeitraum von insgesamt sechs Monaten untersucht. Die Tests erfolgten an sechs Beaglen mit vergleichbarem Alter und Körpergewicht. Für den thermischen Test wurde eine Temperatursonde an die rasierte Thoraxwand der Tiere angebracht und durch eine umfunktionierte Blutdruckmanschette ein konstanter Kontakt an die Haut gewährleistet. Diese Sonde war über ein Kabel mit der Steuereinheit verbunden, über die die Temperatur der Sonde abgelesen werden konnte. Durch Drücken eines Start- und Stoppknopfes erfolgte die Temperaturerhöhung der Sonde. Die Hunde reagierten am häufigsten mit einem Hautzucken, gefolgt von einem Umdrehen zur Sonde. Sobald eine Reaktion auf den ausgelösten Reiz erkennbar war, wurde die Erwärmung der Sonde gestoppt. Notiert wurden jeweils die Haut- und Reaktionstemperatur. Um Verbrennungen der Tiere zu verhindern, gab es einen Sicherheitsstopp bei einer Temperatur von 55°C. Für das mechanische Testsystem wurde ein Druckzylinder mit drei Metallpins an die rasierte Haut der Vordergliedmaße angebracht. Über einen Luftschlauch war der Druckzylinder mit der Steuereinheit verbunden. Durch Drücken einer speziellen Spritze wurde Luftdruck über den Luftschlauch auf den Zylinder übertragen und die drei Metallpins gegen die Haut gedrückt, bis der Hund reagierte. Die häufigsten Reaktionen auf den mechanischen Reiz waren ein Anheben oder Schütteln der Gliedmaße. Sobald der Hund reagierte, wurde die Druckapplikation gestoppt und der Reaktionsdruck an der Steuereinheit abgelesen und notiert. Um Gewebeschäden zu vermeiden, gab es einen Sicherheitsstopp bei 20 Newton. Beide Tests wurden zu den gleichen Messzeitpunkten in einer randomisierten Reihenfolge durchgeführt. Es erfolgten zunächst drei Messungen vor der Wirkstoffapplikation, die zu einem Nullwert gemittelt wurden. Dann wurde der Wirkstoff appliziert und es erfolgten weitere Messungen 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 420 und 480 Minuten nach Wirkstoffapplikation. Die verwendeten Wirkstoffe waren zum einen die beiden µ-Agonisten Levomethadon und Fentanyl um die Tauglichkeit der beiden Testsysteme für starke Analgetika zu testen. Des Weiteren wurde Metamizol als schwächeres Analgetikum und Acepromazin zur Überprüfung einer Beeinflussung der Testergebnisse durch einen sedativen Effekt angewendet. Für jeden Wirkstoff wurde eine Placebomessung zu den gleichen Messzeitpunkten durchgeführt. Diese Daten dienten zum einen für den Vergleich zwischen Wirkstoff und Placebo und zum anderen für die Einschätzung der Reproduzierbarkeit der Daten. Um den Grad der Sedation zwischen den einzelnen Wirkstoffen vergleichen zu können, wurde zu jedem Messzeitpunkt ein Sedations Score ermittelt. Darüber hinaus wurden von Levomethadon und Fentanyl die Plasmakonzentrationen bestimmt und ausgewertet. Dadurch konnte der jeweiligen Schmerzschwelle auch eine Plasmakonzentration zugeordnet werden. Beide Opioide bewirkten eine signifikante Erhöhung im thermischen und mechanischen Schmerzmodell. Die Wirkung von Fentanyl war erstaunlich lang. Ein Hund reagierte wesentlich schwächer nach Applikation von Fentanyl und hatte auch deutlich niedrigere Plasmakonzentrationen als die anderen Hunde. Nach Applikation von Metamizol kam es ebenfalls zu einer signifikanten Erhöhung der thermischen und mechanischen Schmerzschwelle. Die Wirkungsintensität lag erwartungsgemäß weit unter der durch die starken Analgetika. Acepromazin hatte zu keinem Zeitpunkt einen Effekt auf die Schmerzschwelle. Der Grad der Sedation war der durch Levomethadon entsprechend und lag über der durch Fentanyl. Die Placebo Messungen unterschieden sich nicht. Sowohl der thermische, als auch der mechanische Test sind geeignet die Wirkung starker Analgetika zu testen. In dieser Studie konnte auch eine Erhöhung der Schmerzschwelle nach Gabe eines weniger starken Analgetikums dargestellt werden. Opioide haben häufig auch eine sedative Wirkung. Durch den Vergleich mit einem reinen Sedativum konnte ein Einfluss auf die Testergebnisse durch eine Sedation ausgeschlossen werden. Die Reproduzierbarkeit der Testergebnisse konnte über einen Zeitraum von sechs Monaten bestätigt werden.

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Hoffmann, Marina: Adaption zweier an Katzen evaluierter Schmerztests (mechanisch und thermisch) an den Hund und deren Evaluierung mittels zweier Opioide und eines NSAID. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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