Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zu Art und Häufigkeit von Harnsteinen beim Hund und der Chemolitholyse von künstlichen Struvit- und Calciumoxalatsteinen (BON(N)-STONES)

Wolters, Marion

Available data show that almost all breeds of dog developed urinary calculi, with some breeds being more prone to calculus formation due to predisposing factors. The type of urinary calculus was ascertained with a qualitative and quantitative analysis by infrared spectroscopy. The result of this analysis was the basis for prevention strategies. In 1999 and 2000 2421 urinary calculi of dogs were analyzed. As complete anamnestic details of almost all dogs were available, these data could be used for epidemiological evaluation. The frequency of urinary stones in certain breeds has to be seen in connection with the country-specific distribution of these breeds. In this respect it was noticed that in Germany the following breeds have a general risk in developing urinary calculi Yorkshire Terrier, Dachshund, Dalmatian, West Highland White Terrier, Shih Tzu, Poodle, Pekingese, Miniature Schnauzer. A predisposition of dogs with a body weight below 15kg was observed. Males developed urinary calculi 1.5 times more frequently than females. The urinary calculi were mainly located in the lower urinary tract. In the upper urinary tract stones were 3-fold higher in females. With 50.1% struvite was the most frequent type of calculus followed by calcium oxalate with 30.7%, urates and uric acid with 8.8% and cystine with 5.9%. Obviously differences with regard to the country-specific evaluation of different sorts of urinary calculi could be observed. Interestingly, in Finland, Sweden and Italy the frequency of calcium oxalate urolithiasis was above average. Generally, an increase of the frequency of calcium oxalate and a decrease of the frequency of struvite could be seen in the last few years (OSBORNE et al. 1999b; HESSE et al. 2002). This tendency has been confirmed with this study. In the second part of this study artificial urinary calculi (BON(N)-STONES) were produced and then used for chemolysis experiments. The artificial stones were produced by a coating technique where several layers of a suspension consisting of pure substance were applied around a core. The artificial struvite and calcium oxalate calculi were ball-shaped as well as homogeneous in weight, diameter and density. Infrared spectroscopy revealed that the chemical composition of natural and artificial urinary calculi was identical. A special device has been used described by JACOBS (1999) to simulate the physiological condition in the upper urinary tract for performing the investigations on chemolysis. The solvents surrounding the calculus were at a constant temperature and always fresh. Chemolysis of calcium oxalate calculi with different dissolution solvents did not provide satisfactory results. The most effective dissolution solvent was EDTA in kidney-toxic concentrations. Both, artificial and natural calcium oxalate calculi displayed similar properties. Further investigations of the chemolysis of calcium oxalate are required to optimize the artificially produced calculi as well as to find a suitable dissolution solvent. The dissolution rate of artificial struvite stones showed good results for the used solvents and were in accordance with those of JACOBS (1999). The results here showed that standardized and reproducible in vitro studies were possible with BON(N)-STONES and provide specific information on the effectiveness of various dissolution solvents on the different types of calculi. Because of this, the development of new methods or the improvement of existing techniques for the treatment of urinary calculi is possible.

Die vorliegenden Daten zeigen, dass fast alle Hunderassen Harnsteine bildeten und einige aufgrund von prädisponierenden Faktoren bevorzugt zur Steinbildung neigten. Durch eine qualitative und quantitative Analyse mittels Infrarotspektroskopie konnte die Harnsteinart festgestellt werden. Das Ergebnis dieser Analyse stellte wiederum die Grundlage für die Rezidivprophylaxe. In den Jahren 1999 und 2000 wurden 2421 Harnsteine von Hunden analysiert. Es lagen für nahezu alle Hunde vollständige Angaben zur Anamnese vor, daher konnten diese Daten für epidemiologische Auswertungen herangezogen werden. Die Häufigkeit mit der einige Rassen genannt wurden musste in direktem Zusammenhang mit deren länderspezifischen Verbreitung gesehen werden. Insofern konnte für Deutschland ein allgemeines Risiko zur Harnsteinbildung für Yorkshire Terrier, Dackel, Dalmatiner, West Highland White Terrier, Shih Tzu, Pudel, Pekingese und Zwergschnauzer festgestellt werden. Es wurde eine Prädisposition für Hunde unter einer Körpermasse von 15kg beobachtet. Rüden bildeten insgesamt eineinhalbmal häufiger Harnsteine als Hündinnen. Die Harnsteine befanden sich überwiegend im unteren Harntrakt. Im oberen Harntrakt traten Harnsteine dreimal häufiger bei weiblichen Hunden auf.Struvit war mit 50,1% die häufigste Steinart, gefolgt von Calciumoxalat mit 30,7%, Uraten und Harnsäure mit 8,8% und Cystin mit 5,9%. Es wurden deutliche Unterschiede in der länderspezifischen Auswertung der Harnsteinarten beobachtet. Die Calciumoxalaturolithiasis wurde in Finnland, Schweden und Italien überdurchschnittlich häufig festgestellt. Allgemein konnte in den letzten Jahren ein Anstieg der Calciumoxalathäufigkeit und eine Abnahme der Struvithäufigkeit beobachtet werden (OSBORNE et al. 1999b; HESSE et al. 2002). Diese Tendenz konnte mit der vorliegenden Studie bestätigt werden. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden künstliche Harnsteine (BON(N)-STONES) hergestellt und Chemolitholyseversuche mit ihnen durchgeführt. Zur Herstellung der künstlichen Steine wurden in einem Dragierverfahren um einen Kern mehrfach Schichten aus einer Suspension der Steinsubstanz aufgetragen. Die künstlichen Struvit- und Calciumoxalatsteine waren kugelförmig und einheitlich in bezug auf Gewicht, Durchmesser und Dichte. Die Infrarot-Spektroskopie ergab eine vollständige Übereinstimmung der chemischen Zusammensetzung von natürlichen und künstlichen Harnsteinen. Für die Untersuchungen zur Chemolitholyse wurde eine von JACOBS (1999) beschriebene Apparatur verwendet. Sie simulierte durch eine gleichmäßige Temperierung des Reaktionsraums und durch die ständige Umspülung des Steins mit frischer Lyselösung die Verhältnisse im oberen Harntrakt. Die Chemolitholyse von Calciumoxalatsteinen mit verschiedenen Spüllösungen ergab kein befriedigendes Ergebnis. Das effektivste Lysemittel war EDTA in nierentoxischen Konzentrationen. Die Lyseeigenschaften der künstlichen und natürlichen Calciumoxalatsteine konnten angepasst werden. Es sind weitere Unter-suchungen zur Chemolyse von Calciumoxalat notwendig, um die künstlichen Steine zu optimieren und ein geeignetes Lysemittel zu finden. Die Untersuchungen mit künstlichen Struvitsteinen ergaben gute Auflösungsergebnisse, welche mit denen früherer Studien (JACOBS 1999) vergleichbar waren. Die Ergebnisse zeigten, dass mit den BON(N)-STONES standardisierte und reproduzierbare in vitro Untersuchungen möglich waren. Sie können für die einzelnen Steinarten substanzspezifische Informationen liefern. Hierdurch ist die Entwicklung neuer oder die Verbesserung bestehender Methoden zur Harnsteinbehandlung möglich.

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Wolters, Marion: Untersuchungen zu Art und Häufigkeit von Harnsteinen beim Hund und der Chemolitholyse von künstlichen Struvit- und Calciumoxalatsteinen (BON(N)-STONES). Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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