Das Ziel der Untersuchung ist es zu überprüfen, ob die Anwendung von Nelkenöl (und analogen Reinsubstanzen) geeignet ist das Hornwachstum bei Ziegenkitzen und Kälbern zu unterbinden.

© Universitätsklinik für Wiederkäuer

Enthornungsstudie: Untersuchungen zur Verhinderung des Hornwachstums bei Ziegenkitzen und Kälbern durch Injektion von Nelkenöl und Isoeugenol

Projektleitung

Thomas Wittek

Forschungseinrichtung

VetMed

Projektnummer

101132

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft| Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Abstract (deutsch)

Das Ziel der Untersuchung ist es zu überprüfen, ob die Anwendung von Nelkenöl (und analogen Reinsubstanzen) geeignet ist, das Hornwachstum bei Ziegenkitzen und Kälbern zu unterbinden. Weiterhin soll die Wirksamkeit, Zuverlässigkeit, Belastung der Tiere und Praktikabilität mit gegenwärtig erlaubten Methoden verglichen werden. Beim Nelkenöl handelt es sich um ein kommerziell erhältliches Naturprodukt bestehend aus verschiedenen chemischen Verbindungen. Isoeugenol stellt quasi die chemische Reinsubstanz dar.
Die detaillierten Zielstellungen sind:
1. Es wird untersucht ob die Injektion von Nelkenöl oder von Isoeugenol das Hornwachstum bei Ziegenkitzen und Kälbern zuverlässig verhindert.
2. Diese alternative Methode wird zur bisherigen Methode (thermische Zerstörung der Hornanlage) hinsichtlich Veränderungen des Verhaltens, Auslösung von Stress und Schmerz sowie Sicherheit der Anwendung eingeschätzt.
3. Obwohl beide Substanzen zur Anwendung bei lebensmittelliefernden Tieren zugelassen sind und für Nelkenöl ein MRL für nicht erforderlich gehalten wird, wird des Weiteren untersucht, wie das Rückstandsverhalten des Hauptinhaltstoffes von Nelkenöl (Eugenol) bzw. des Isoeugenols einzuschätzen ist.
4. Die Tauglichkeit der Methode in der Praxis wird eingeschätzt

Die kurz- und mittelfristige Belastung der Tiere durch möglicherweise auftretende Schmerzen oder andere Einschränkungen des Wohlbefindens bei der Anwendung von Nelkenöl bzw. Isoeugenol zur Zerstörung der Hornanlage bei Ziegenkitzen und Kälbern ist zu beurteilen. Um bei einer eventuellen Belastung diese in ihrer Stärke besser einschätzen zu können, wird, neben einer Kontrollgruppe ohne Zerstörung der Hornanlage, ein Vergleich zur thermischen Methode mit Brennstab unter Lokalanästhesie (bei Kälbern) bzw. Vollnarkose (bei Ziegenkitzen) durchgeführt. Auf die Gabe von nichtsteroidalen Antiphlogistika (NSAID) wird verzichtet, da die postoperativen Schmerzreaktionen dann maskiert würden und kein Vergleich zu den möglicherweise auftretenden Schmerzen bei Verwendung von Nelkenöl bzw. Isoeugenol möglich wäre. Ein Vergleich mit der derzeit bei Kälbern bis zum Alter von 14 Tagen nach Tierschutzgesetz erlaubten Methode (Ausbrennen ohne Anästhesie) ist zur Beurteilung der Belastung nicht notwendig, da zu den intra-operativ auftretenden Schmerzen und Belastungen eine Vielzahl wissenschaftlicher Arbeiten vorliegt.

Die Untersuchungen werden an 40 Ziegenkitzen und 40 Kälbern durchgeführt. Die Untersuchungen zu Rückständen werden an 20 Kitzen und 20 Kälbern durchgeführt.
Die Tiere sind zu Beginn der Studie zwischen 7 und 14 Tage alt, entscheidend ist jedoch die sichere Lokalisierbarkeit der Hornknospe.

Schlagwörter (deutsch)

Enthornung, Zerstörung der Hornanlage, Kälber, Kitze, Nelkenöl, Isoeugenol, Tierwohl

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Study on disbudding in goat kids and calves by injection of clove oil and iseeugenol

Abstract (englisch)

The general aim of the study is the development and evaluation of a disbudding procedure in goat kids and calves using clove oil or isoeugenol. These substances have a cytotoxic, analgetic and anti-inflammatory effect a combination which could result a successful chemical disbudding as alternative to the thermic procedure which is widely used in Austria.
The study has several objectives:
1 to assess efficacy
2 to assess safety of use
3 to assess drug residues
4 to assess compliance with veterinarians and farmers
5 to asses animal welfare after application of the method
Animals:
Twenty goat kids and 20 calves will be used to determine excretion of the drugs after Injection. Forty goat kids and 40 calves will be grouped into 4 groups and will be disbudded either using clove oil, or isoeugenol, or cauterization or injected with sodium chloride as control to assess efficacy of the procedures.
Methods:
Concentration of Clove oils and Isoeugenol will be measured in serum by HPLC. After disbudding efficacy of the method, general behavior, pain, inflammation and growth will be assessed. Further histology and CT will be used to assess the necrosis of the horn bud. In the field study veterinarians and farmers will be trained to use the clove oil and isoeugenol method, efficacy and suitability will be evaluated under field conditions.

Projektziele

Teil 1 Wirksamkeit und Rückstände:

Das Ziel der Untersuchung ist es zu überprüfen, ob die Anwendung von Nelkenöl (und analogen Reinsubstanzen) geeignet ist das Hornwachstum bei Ziegenkitzen und Kälbern zu unterbinden. Weiterhin soll die Wirksamkeit, Zuverlässigkeit, Belastung der Tiere und Praktikabilität mit gegenwärtig erlaubten Methoden verglichen werden. Beim Nelkenöl handelt es sich um ein kommerziell erhältliches Naturprodukt bestehend aus verschiedenen chemischen Verbindungen. Isoeugenol stellt quasi die chemische Reinsubstanz dar.
Die detaillierten Zielstellungen in Teil 1 sind:
1. Es wird untersucht ob die Injektion von Nelkenöl oder von Isoeugenol das Hornwachstum bei Ziegenkitzen und Kälbern zuverlässig verhindert.
2. Diese alternative Methode wird zur bisherigen Methode (thermische Zerstörung der Hornanlage) hinsichtlich Auslösung von akutem Stress und Schmerz sowie Sicherheit der Anwendung eingeschätzt
3. Obwohl beide Substanzen zur Anwendung bei Lebensmittelliefernden Tieren zugelassen sind und für Nelkenöl ein MRL für nicht erforderlich gehalten wird, wird des Weiteren untersucht, wie das Rückstandsverhalten des Hauptinhaltstoffes von Nelkenöl (Eugenol) bzw. des Isoeugenols einzuschätzen ist.
4. Punkte 1 -3 werden im Rahmen einer klinischen Studie an der Universitätsklinik für Wiederkäuer durchgeführt. Bei erfolgreichem Verlauf der klinischen Studien wird an Hand von nachfolgenden Feldstudien die Praktikabilität in den Betrieben untersucht.

Teil 2: Auswirkungen der Zerstörung der Hornanlagen durch Nelkenöl bzw. Isoeugenol auf das Wohlbefinden von Ziegenkitzen und Kälbern:
Im diesem Projekt sollen die akuten Schmerzen untersucht werden. Das Teilprojekt hat daher zum Ziel, die kurz- und mittelfristige Belastung der Tiere durch möglicherweise auftretende Schmerzen oder andere Einschränkungen des Wohlbefindens bei der Anwendung von Nelkenöl bzw. Isoeugenol zur Zerstörung der Hornanlage bei Ziegenkitzen und Kälbern zu beurteilen. Um bei einer eventuellen Belastung diese in ihrer Stärke besser einschätzen zu können, wird, neben einer Kontrollgruppe ohne Zerstörung der Hornanlage, ein Vergleich zur thermischen Methode mit Brennstab unter Lokalanästhesie (bei Kälbern) bzw. Vollnarkose (bei Ziegenkitzen) durchgeführt. Auf die Gabe von nichtsteroidalen Antiphlogistika (NSAID) wird verzichtet, da die postoperativen Schmerzreaktionen dann maskiert würden und kein Vergleich zu den möglicherweise auftretenden Schmerzen bei Verwendung von Nelkenöl bzw. Isoeugenol möglich wäre. Ein Vergleich mit der derzeit bei Kälbern bis zum Alter von 14 Tagen nach Tierschutzgesetz erlaubten Methode (Ausbrennen ohne Anästhesie) ist zur Beurteilung der Belastung nicht notwendig, da zu den intra-operativ auftretenden Schmerzen und Belastungen eine Vielzahl wissenschaftlicher Arbeiten vorliegt.

Teil 1 und 2 - Tiere und Gruppenbildung:
Die Untersuchungen zu Zielen 1 und 2 (Wirksamkeit) des Teil 1 und zum Projektteil 2 werden an 40 Ziegenkitzen und 40 Kälbern durchgeführt. Die Untersuchungen zu Ziel 3 (Rückstände) des Projektteil 1 und des Projektteil 2 werden an 20 Kitzen und 20 Kälbern durchgeführt. D
Die Tiere sind zu Beginn der Studie zwischen 7 und 14 Tage alt. Falls bei Tieren dieses Alters die Hornknospe noch nicht sicher identifizierbar ist, können die Tier auch älter in die Studie aufgenommen werden. Tiere bei denen die Hornknospe bereits mit dem Schädelknochen verbunden ist, sind nicht für die Studie geeignet und werden ausgeschlossen.
Aus diesen Tieren werden jeweils 4 Gruppen zu je 10 Tieren gebildet, die Zuteilung der Tiere erfolgt per Losentscheid. Die Menge von 0,2 ml als subkutane Injektion unter die Hornknospe pro Seite wurde von Molaei et al. (2015) für Ziegenkitze empfohlen. Da es für Kälber keine Dosisempfehlung gibt, wird für diese Studie unter Berücksichtigung der Größe der Tiere und der zum Zeitpunkt der Enthornung vorhandenen Größe der Hornknospen ein Injektionsvolumen von 1 ml verwendet.
• Gruppe N: Subkutane Injektion von Nelkenöl unter die Hornknospe (Kitze 0,2 ml, Kälber 1 ml)
• Gruppe I: : Subkutane Injektion von Isoeugenol unter die Hornknospe (Kitze 0,2 ml, Kälber 1 ml)
• Gruppe B: Anwendung des Budex-Gerätes wie von Hersteller vorgeschrieben, Ziegenkitze werden dazu in Narkose (Injektionsnarkose mittels Xylazin/Ketamin) gelegt, bei Kälbern erfolgt der Eingriff unter manueller Fixierung, obwohl z.Z. nicht zwingend vorgeschrieben wird eine Lokalanästhesie durch Infiltration der Hornknospe mit einem Lokalanästhetikum durchgeführt.
• Guppe K: Kontrollgruppe (Injektion von NaCl-Lösung 0,9% in Dosierung wie das Nelkenöl und Isoeugenol)

Teil 1 und 2 Ablauf:
Im zeitlichen Ablauf wird als erstes der Teil1/Ziel3 durchgeführt. bei den in diesem Teil behandelten 20 Kälbern und Kitzen wird der Erfolg der Enthornung mit Isoeugenol/Nelkenöl erfasst. Dieser abschnitt wird ca. 6 -8 Monate nach Studienbeginn abgeschlossen sein. Dieser Zeitpunkt wird als Milestone definiert, bei niedrigen Erfolgsraten (<75%) der Enthornung muss gemeinsam entschieden werden, ob das Projekt in vollem Umfang weitergeführt wird, bzw. abgebrochen werden muss. Ein weiterer Milestone wird nach Abschluss der Untersuchungen an der Wiederkäuerklinik, d.h. von den Feldversuch (Teil1/Ziel4) definiert, zu dem weiteres Vorgehen u.U. adaptiert werden kann.

Praxisrelevanz

Wie in der Einleitung bereits angerissen, besteht durch horntragende Tiere die Gefahr von schwerwiegenden Verletzungen bei Mensch und Tier, was neben technologische Problemen in der Haltung und einer Anzahl von ungeklärten Problemen bei der gemeinsamen Haltung von behornten und unbehornten Tieren dazu führt, dass in einem großen Teil der kommerziellen Betriebe bisher die Haltung von unbehornten Tieren vorgezogen wird.
Die Unterbindung des Hornwachstums erfolgt bisher in der Regel durch die thermische Zerstörung der Hornanlage , was einen invasiven Eingriff darstellt, der auch bei korrekter Durchführung zu länger andauernden Schmerzen durch die Brandwunde führt und mit nicht unerheblichen Stress für das Tier verbunden ist. Zudem ist diese Art der Enthornung mit einem hohen Arbeitsaufwand und Kosten verbunden.
Bei einem erfolgreichem Verlauf und Ausgang der Untersuchungen wäre es möglich, das Hornwachstum bei Kitzen und Kälbern mit geringerem Aufwand, geringeren negativen Auswirkungen auf das Tierwohl und zu geringen Kosten zu vermeiden und dieses Verfahren in die Praxis überzuführen.

Berichte

Abschlussbericht , 30.06.2021

Kurzfassung

Kälber Erfolg: Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Enthornungserfolg bei Kälbern als gut bis sehr eingeschätzt werden kann. Es kommt bei korrekter Anwendung zu einer absoluten oder hochgradigen Verhinderung des Hornwachstums, Krüppelhörner wurden nicht beobachtet. Unter praktischen Gesichtspunkten ist ein geringes Hornwachstum (<4 cm) ebenso als Erfolg anzusehen, da die Verletzungsgefahr auch bei diesen Tieren vermindert ist. Voraussetzung für ein zufriedenstellendes Ergebnis ist einerseits das Alter (die Kälber sollten nicht älter als 3 Tage sein) und die richtige Dosierung (1,5 -2,5 ml Isoeugenol pro Hornanlage s.c.) und andererseits die richtige Applikationstechnik. Generell wird aufgrund der besseren Verträglichkeit nur die Anwendung von Isoeugenol empfohlen, da es nach Nelkenölinjektion zu entzündlichen Reaktionen gekommen ist. Die Enthornung der Kälber mit Isoeugenol kann für die Praxis empfohlen werden Verhalten: Zusammenfassend weisen die Daten auf eine geringere Belastung der Kälber durch die Injektion von Nelkenöl und besonders Isoeugenol im Vergleich zur Enthornung mittels Brennstab hin. Die erhöhte Berührungssensitivität im Vergleich zur Kontrollgruppe, die Schwellungen und Eiterungen, erhöhte Oberflächentemperatur sowie die Verhaltensunterschiede zeigen jedoch schmerzhafte Prozesse und Probleme durch die Injektion an. Dies trifft insbesondere auf Nelkenöl zu. Daher kann Nelkenöl als Alternative zur Brandenthornung nicht empfohlen werden. Die Ergebnisse weisen auf eine geringere Belastung durch Isoeugenol-Injektion im Vergleich zu Nelkenöl hin. Zudem müssen die Belastung während und nach der Injektion durch eine geeignete Anästhesie und Analgetikagabe weiter vermindert werden. Kitze Erfolg: Bei Ziegen konnte auch bei mehrmaligen Versuchen kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden. Ursächlich dafür sind mit hoher Wahrscheinlichkeit die anatomischen Gegebenheiten und Entwicklung der Hornknospen. Aus diesem Grund wird die Anwendung bei Ziegenkitzen nicht empfohlen. Unsere Ergebnisse beziehen sich dabei auf einheimische Ziegenrassen, ob die Methode bei anderen Ziegenrassen eventuell geeignet ist, kann nicht beurteilt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Injektion von Nelkenöl bzw. Isoeugenol ein schmerzhafter Eingriff ist, der auch noch Tage bis Wochen danach zu erhöhter Schmerzsensitivität führt. Die mangelnde Wirksamkeit, insbesondere unter gleichzeitiger Störung des Hornwachstums, die zu schmerzhaften Gewebsveränderungen führt, lässt die Injektion von Nelkenöl bzw Isoeugenol nach den Ergebnissen dieser Hauptuntersuchung keine Alternative zu Brennstab-Enthornung sein.

Berichtsdateien

Abschlussbericht_Enthornung.pdf

Abstract (deutsch)

Zusammenfassung des Teilprojektes 1

  • Kälber

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Enthornungserfolg bei Kälbern als sehr gut eingeschätzt werden kann. Es kommt bei korrekter Anwendung zu einer absoluten oder hochgradigen Verhinderung des Hornwachstums, Krüppelhörner wurden nicht beobachtet. Unter praktischen Gesichtspunkten ist ein geringes Hornwachstum (<4 cm) ebenso als Erfolg anzusehen, da die Verletzungsgefahr auch bei diesen Tieren vermindert ist. Voraussetzung für ein zufriedenstellendes Ergebnis ist einerseits das Alter (die Kälber sollten nicht älter als 3 Tage sein) und die richtige Dosierung (1,5 -2,5 ml Isoeugenol pro Hornanlage s.c.) und andererseits die richtige Applikationstechnik. Generell wird aufgrund der besseren Verträglichkeit nur die Anwendung von Isoeugenol empfohlen. Die Enthornung der Kälber mit Isoeugenol kann für die Praxis empfohlen werden

  • Kitze

Bei Ziegen konnte auch bei mehrmaligen Versuchen kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden. Ursächlich dafür sind mit hoher Wahrscheinlichkeit die anatomischen Gegebenheiten und Entwicklung der Hornknospen. Aus diesem Grund wird die Anwendung bei Ziegenkitzen nicht empfohlen.

Zusammenfassung des Teilprojektes 2


  • Kälber

Zusammenfassend weisen die Daten auf eine geringere Belastung der Kälber durch die Injektion von Nelkenöl und besonders Isoeugenol im Vergleich zur Enthornung mittels Brennstab hin. Die erhöhte Berührungssensitivität im Vergleich zur Kontrollgruppe, die Schwellungen und Eiterungen, erhöhte Oberflächentemperatur sowie die Verhaltensunterschiede zeigen jedoch schmerzhafte Prozesse und Probleme durch die Injektion an. Dies trifft insbesondere auf Nelkenöl zu. Die Ergebnisse weisen auf eine geringere Belastung durch Isoeugenol-Injektion im Vergleich zu Nelkenöl hin.  Zudem müsste die Belastung während und nach der Injektion durch eine geeignete Anästhesie und Analgetikagabe weiter vermindert werden.


  • Kitze

Die Ergebnisse zeigen, dass eine Injektion von Nelkenöl bzw. Isoeugenol ein schmerzhafter Eingriff ist. Die mangelnde Wirksamkeit, insbesondere unter gleichzeitiger Störung des Hornwachstums, die zu schmerzhaften Gewebsveränderungen führt, lässt die Injektion von Nelkenöl bzw Isoeugenol nach den Ergebnissen dieser Hauptuntersuchung keine Alternative zu Brennstab- Enthornung sein. Falls eine Wirksamkeitsverbesserung erzielt werden könnte, hätte diese Injektion jedoch möglicherweise das Potential, die Belastung von Kitzen zu reduzieren.

Abstract (englisch)

Summary of subproject 1

  • Calves

In summary, the disbudding success in calves can be considered very good. There is an absolute or high degree of prevention of horn growth when applied correctly, scorns were not observed. From a practical point of view, minor horn growth (<4 cm) can also be considered a success, as the risk of injury is also reduced in these animals. The prerequisite for a satisfactory result is on the one hand the age (the calves should not be older than 3 days) and the correct dosage (1.5 -2.5 ml isoeugenol per horn s.c.) and on the other hand the correct application technique. In general, only the application of isoeugenol is recommended due to its better tolerance. Dehorning of calves with isoeugenol can be recommended for the practice.

  • Kids

In goats, no satisfactory result could be achieved even after several attempts. The reason for this is most probably the anatomical conditions and development of the horn buds. For this reason, the application in goat kids is not recommended.


Summary of subproject 2


  • Calves

In summary, the data indicate less stress to calves from the injection of clove oil and especially isoeugenol compared to dehorning using a burning rod. However, increased touch sensitivity compared to the control group, swelling and suppuration, increased surface temperature, and behavioral differences indicate painful processes and problems from the injection. This is especially true for clove oil. The results indicate less stress from isoeugenol injection compared to clove oil. In addition, distress during and after injection would need to be further reduced by appropriate anesthesia and analgesic administration.

  • Kids

The results indicate that clove oil or isoeugenol injection is a painful procedure. The lack of efficacy, and repeatability of horn growth reduction makes the injection of clove oil or isoeugenol not an alternative to fuel rod dehorning according to the results of this main study. However, if an improvement in efficacy could be achieved, this injection might have the potential to reduce stress on kids.

Autor/innen

Autor:innen des Abschlussberichtes zum Teilprojekt 1: J. Schoiswohl und T. Wittek Autorin des Abschlussberichtes zum Teilprojekt 2: S. Waiblinger