Summary
Die Verfeinerung von Schweinestudien wird durch die Einführung einer standardisierten Checkliste und ein positives Verstärkungstraining mit einem Clicker erreicht. Diese Arbeit unterstützt die Sammlung von Proben und die Durchführung der täglichen Aufgaben im Zusammenhang mit den Tieren.
Abstract
Die Umsetzung von 3R-Initiativen ist wichtig. Um das Leben von Laborschweinen zu verfeinern, haben wir uns auf den Zeitraum vor der Einbeziehung von Tieren in Experimente konzentriert. Wir haben die Checkliste während der Entwicklung verbessert. Anhand der Checkliste wurde der Fortschritt jedes einzelnen Schweins dokumentiert. Dies hilft den Betreuern, sich auf die Maßnahmen zu konzentrieren, die notwendig sind, um die Tiere zu sozialisieren und den Stress und das Angstniveau des Tieres zu begrenzen. Während dieser Phase werden die Schweine ruhig und bereit, ein zusätzliches Clicker-Training zu beginnen, um den Stress während der Versuchszeit weiter zu begrenzen. Die Schweine werden es problemlos ermöglichen, grundlegende Ergebnismessungen ohne Sedierung oder Fixierung zu sammeln.
Das Protokoll ist zweigeteilt. Zuerst die Übergangsphase, die beginnt, wenn die Schweine in der Forschungseinrichtung ankommen. Die Einführung von Leckereien und der schrittweise engere Kontakt zu den Betreuern sind die ersten Schritte. Dann führt der Hausmeister Aktionen ein, um kopf und hintere Gänge berühren zu können, um z.B. das Ohr zu manipulieren, um eine Blutprobe zu entnehmen, oder die Hinterhand, um eine rektale Temperatur zu erhalten. In der Tier-Pfleger-Beziehung wird ein starkes Fundament geschaffen, das den Stress, den die Schweine nach der Ankunft ausdrücken, schnell minimiert. Zweitens beginnt das positive Verstärkungstraining, um dem Tier beizubringen, wie es komplexere Aufgaben ausführen kann, ohne gestresst zu werden. Als sekundärer Verstärker wird ein Clicker eingeführt.
Zeit, Struktur, Ausbildung und gründliche Kommunikation scheinen die wichtigsten Kriterien zu sein, um bei der Anwendung dieses Protokolls erfolgreich zu sein. Zusätzlich zu ruhigen und nachgiebigen Schweinen berichten die Betreuer, dass sie den Fokus genießen, den sie jedem einzelnen Schwein geben dürfen, was zu ihrer allgemeinen Arbeitszufriedenheit beiträgt. Pflegekräfte mit einem starken Engagement und einem Fokus auf den Übergangsfortschritt und das Wohlergehen jedes Schweins zu haben, stärkt zusätzlich die Kultur der Pflege der Abteilung.
Introduction
Die von Russell und Burch 1959 diskutierten Prinzipien der 3Rs (Replacement, Reduction and Refinement) bilden heute die Grundlage für hohe ethische Standards in Bezug auf die Verwendung von Tieren zu Versuchszwecken. In biomedizinischen Forschungseinrichtungen, die sich mit präklinischen Versuchstierversuchen beschäftigen, muss dem Verfeinerungsprinzip große Bedeutung beigeut werden. "Verfeinerung bedeutet jede Verringerung der Häufigkeit oder Schwere unmenschlicher Verfahren, die auf die tiere angewendet werden, die noch verwendet werden müssen"1.
Eine zeitgenössische Definition besagt außerdem, dass Verfeinerung "die Forschung im Bereich des Tierschutzes durch die Nutzung der neuesten In-vivo-Technologien und durch ein besseres Verständnis der Auswirkungen des Wohlergehens auf wissenschaftliche Ergebnisse voranbringt"2. Dies bedeutet, dass die heutigen Verfeinerungsinitiativen nicht nur für das Wohlergehen des Tieres an sich wichtig sind, sondern auch für die Forschungsqualität, da wissenschaftliche Ergebnisse von diesen Initiativen profitieren werden 3.
Eine verfeinerungsinitiative, die in Betracht gezogen werden sollte, ist die Sozialisierung und Ausbildung von Versuchstieren. Sie können trainiert werden, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen, z. B. auf eine Waage zu treten oder sich ruhig zu verhalten, während Blutproben entnommen werden. Einige Arten sind möglicherweise natürlicher zum Training bereit als andere, und dies wirkt sich auf die Tradition der Ausbildung von Labortierarten aus. Traditionell wird das Training von Hunden seit Jahrhunderten durchgeführt, z.B. um den Hund bei der Jagd einzusetzen. Diese historischen Traditionen haben die Ausbildung von Hunden in der biomedizinischen Forschung sicherlich einfacher gemacht. Zusammen mit nichtmenschlichen Primaten wird seit geraumer Zeit die Ausbildung von Laborhunden diskutiert und durchgeführt4,5.
Beiden Arten ist gemeinsam, dass sie auf der "sozio-zoologischen Skala" einen hohen Rang einnehmen. Diese Skala ordnet Tiere nach ihrem Platz und ihrer Verwendung in der menschlichen Gesellschaft ein 6. Das Ranking hoch bringt auch eine große öffentliche Forderung mit sich, die Tiere so human wie möglich zu behandeln und ihren Stress und ihr Angstniveau zu begrenzen. Nagetiere werden im Gegensatz zu Hunden und nichtmenschlichen Primaten am unteren Ende der sozio-zoologischen Skala platziert. Sie haben keine gleichwertige öffentliche Aufmerksamkeit und Fürsorge erhalten. Historisch wurden sie weniger gut behandelt - vermutlich auch aufgrund ihrer Fähigkeit, lebensbedrohliche Krankheiten zu verbreiten. In den letzten Jahren wurde die Ausbildung von Nagetieren jedoch in präklinischen Forschungsumgebungen implementiert, und der damit verbundene wissenschaftliche Nutzen ist nicht unbemerkt geblieben. Sowohl Ratten als auch Mäuse sind interessanterweise recht leicht zu trainieren und das Training begrenzt auch ihre Stressreaktion und stärkt so die wissenschaftlichen Ergebnisse7,8.
Die Berichterstattung darüber, wie man Schweine in einer Versuchstierumgebung sozialisiert und trainiert, ist unseres Wissens knapp9. Auf der sozio-zoologischen Skala werden Schweine zwischen Hunden und Nagetieren platziert. Wir erkennen die Art in erster Linie als Nahrungsressource, aber dennoch werden auch in der biomedizinischen Forschung eine ganze Reihe von Schweinen eingesetzt. Allein in der EU wurden im Jahr 2015-2017 jährlich rund 75 000 Schweine für wissenschaftliche Zwecke verwendet 10. Diese Zahl umfasst sowohl Hofschweine als auch Miniaturschweine. Es gibt einen zunehmenden Fokus auf die Verfeinerung des Lebens dieser Tiere durch Training als Maßnahme zur Einhaltung der 3Rs. Sowohl Nutztiere als auch Miniaturschweine können zwar 11,12trainiert werden, aber ihr Ausgangspunkt in Bezug auf die Sozialisation variiert. Miniaturschweine werden für die Forschung gezüchtet und während ihrer frühen Lebensspanne sozialisiert. Sie werden gezüchtet, um ein ruhiges Temperament zu haben. Nutztiere werden für den Verzehr gezüchtet und oft gar nicht sozialisiert. Finisherschweine für die Fleischproduktion in Dänemark werden in der Regel in Gruppen mit hoher Dichte von 15-25 Schweinen untergebracht, wo sie konkurrieren müssen, um eine Position in der Hierarchie der Herde zu erreichen. Ihr Temperament spiegelt diese Fähigkeit wider. Oft sind sie in stabilen Einrichtungen mit einem teilweise schieferförmigen Boden untergebracht, um die Arbeitsbelastung beim Ausmisten zu begrenzen. Um die Gewichtszunahme zu optimieren, werden sie ad libitum durch automatisierte Lebensmittel- und Wasserliefersysteme gefüttert. Daher ist ihr Kontakt zu Landarbeitern begrenzt und sie werden gestresst, wenn sie behandelt werden. Dies stellt gewisse Herausforderungen dar, wenn die Tiere in eine Forschungseinrichtung überführt werden. Hier spielen das Tierwohl, die Haltung und die 3R eine Schlüsselrolle13,14. Aus Sicht der Forschung ist jedes einzelne Tier wichtig, um die bestmöglichen Forschungsergebnisse zu erzielen. Das Wohlergehen der Tiere ist auch wichtig, um eine geringe Variation zwischen den Tieren in Bezug auf Stress, Angst und Angst zu gewährleisten. Aus diesen Gründen ist es wichtig, auf den Übergang von einem "Herdentier" zu einem "Individuum" zu achten. Nach der Ankunft betreten die Schweine eine neue Umgebung mit neuen Düften, neuem Futter, täglichem Kontakt mit Tierpflegern und oft auch neuen Stallgefährten. Für ein Schwein kann die Schicht sehr stressig sein und die Bedeutung einer mehrtägigen Eingewöhnungszeit wird in der Versuchstierkunde anerkannt15.
Durch die Strukturierung der Eingewöchsungszeit haben wir mit einer strukturierten Schritt-für-Schritt-Checkliste eine sogenannte "Übergangsphase" geschaffen. Die Checkliste stellt sicher, dass jedes Schwein ausreichend Pflegekontakt erhält und lernt, eine grundlegende Handhabung für die Untersuchung und Probenentnahme ohne Stress zu ermöglichen. Anschließend kann kontinuierlich daran gearbeitet werden, die Schweine mit einem positiven Verstärkungstraining zu trainieren, das auf jedes spezifische Forschungsprojekt16,17ausgerichtet ist. Ein Clicker wird verwendet, um eine Essensbelohnung zu signalisieren, wenn die gewünschte Aktion ausgeführt wird. Die Kombination der Schritte aus der Übergangsphase mit einem zusätzlichen Clicker-Training der Schweine ermöglicht den Tieren eine reibungslose Eingewöhnung in der Forschungseinrichtung. Sie werden ruhig und leicht zu handhaben und können mit wenig Aufwand beigebracht werden, z.B. für die Blutentnahme stillzustehen. Durch die Verwendung dieser Art von Handhabungsprotokoll werden altmodische Techniken wie Sedierung der Tiere oder Schlingen ersetzt. Um sicherzustellen, dass alle Schweine ausreichend behandelt werden, wird eine Checkliste ausgefüllt.
Es wird immer mehr akzeptiert, dass Tiere tatsächlich positive Emotionen verspüren und daher sollte der Fokus bei der Arbeit mit den Tieren nicht nur auf der Entfernung negativer Emotionen liegen 18. Die Trainingseinheit mit dem Hausmeister ist ein Beispiel für eine positive emotionale Erfahrung. Es ist sehr angenehm für das Schwein, da es Leckereien und Aufmerksamkeit erhält. Neben dem Vorteil, Mit-Stress und angstbedingte Verhaltensweisen in der Einrichtung zu reduzieren, bietet das Training der Tiere die Möglichkeit, den Tieren positive emotionale Erfahrungen zu vermitteln. Das Hinzufügen positiver Erfahrungen kann einigen der negativen Erfahrungen, die Versuchstiere in Bezug auf durchgeführte Versuche machen, entgegenwirken und somit das Tierwohl weiter steigern 19,20.
Während die Schweine offensichtlich Spaß an den Trainingseinheiten haben, bieten die Sitzungen gleichzeitig dem Hausmeister die Möglichkeit, die Bindung zu jedem einzelnen Schwein zu stärken. Als Tierpfleger ist das Ausführen schmerzhafter Handlungen, wie Injektionen der Tiere, Teil der Arbeit. Die Möglichkeit, die Tiere zu trainieren und diese Handlungen in positive Erfahrungen umzusetzen, ist jedoch an sich schon lohnend. Es erhöht das Engagement der Hausmeister und spielt eine Schlüsselrolle bei der Stärkung der Pflegekultur der Abteilung21,22,23.
Die Schweine wurden gemäß der Tierschutzpolitik der Institution untergebracht, die sich auf die nationalen Rechtsvorschriften über Tierversuche, Unterbringung und Haltung bezieht. Das Protokoll kann auf entsönete Schweine jeden Alters angewendet werden. Für die Entwicklung der Übergangscheckliste (Abbildung 1) wurden insgesamt 40 weibliche gekreuzte Nutztiere (Danish Landrace-Yorkshire-Duroc) mit einem Gewicht von 35-80 kg verwendet (Tabelle 1). Die Schweine wurden abhängig von ihrer Ankunftszeit einer Gruppe zugeordnet. Die Schweine wurden im Zeitraum Januar - September 2020 im Forschungsstall untergebracht. Alle Hofschweine werden auf einem traditionellen Sauenbetrieb gezüchtet und mit einem Gewicht von ca. 15 kg in einen kollaborierenden Betrieb gebracht. Mindestens zwei Wochen vor der Aufnahme in Überlebensstudien werden die Schweine in den Forschungsstall der Universität transportiert. In den ersten zwei Wochen findet der Übergang vom Nutztier zum Versuchstier statt. Das Protokoll besteht aus nicht schädlichen und positiven Maßnahmen und kann daher sofort als Teil der Akklimatisierungsphase eingeleitet werden.
Die Schweine wurden einzeln in 3,4 - 6,8 m2 auf massivbetonhaltigenBöden untergebracht und haben über eine automatische Wasserversorgung Zugang zu Wasser. Für jedes Schwein gibt es einen Futtertrog und mindestens ein Abschnitt der Trennung zu den benachbarten Gehegen ermöglicht den Schnauzenkontakt. Wenn Schweine chirurgische Eingriffe erhalten oder Geräte implantiert werden sollen, werden sie allein untergebracht, um zu vermeiden, dass Stallgefährten in Wunden lecken und beißen und Implantate herausziehen. Das Einstreumaterial ist Stroh und die Tiere werden weiter mit Heu und verschiedenen Aktivitätsspielzeugen wie Seil, Bällen, Eimern, Kaustäbchen aus Kunststoff angereichert (Abbildung 2).
Die Tiere stammen aus einer Herde, die in das nationale Gesundheitsüberwachungsprogramm für Nutztiere aufgenommen wurde, was bedeutet, dass sie auf sieben Krankheitserreger24 untersucht werden, die Schweine in einer Produktionsumgebung betreffen können. Halbjährliche Stichprobenkontrollen werden für die Forschungsherde auf der Grundlage der FELASA-Empfehlungen25,26durchgeführt, zusätzlich zu Proben von Schweinen, die aufgrund unerwarteter Forschungsergebnisse eine Diagnostik rechtfertigen. Einige der für dieses Projekt verwendeten Schweine waren seropositiv für das reproduktive und respiratorische Syndrom von Schweinen; keines der Schweine zeigte jedoch klinische Symptome, die einer Infektion entsprachen. Alle Proben, die mit Polymerase-Kettenreaktion ausgewertet wurden, waren negativ, was bestätigte, dass sich die Schweine in einem gesunden Zustand befanden.
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Protocol
Die Schweine, die zur Validierung des Protokolls verwendet wurden, waren Teil von Studien, die vom Animal Experimental Council genehmigt wurden - einer nationalen Regierungsinstitution, die alle Tierversuche in Dänemark bewertet und genehmigt. Der Rat führt die ethische Überprüfung ähnlich einer IACUC durch.
1. Ankunft in der Forschungseinrichtung
- Waschen Sie die Schweine zunächst in einem dafür vorgesehenen Bereich, um eine gründliche Sichtprüfung zu ermöglichen. Verwenden Sie eine Ausschlussliste, um Schweine mit Wunden, Ohrbissen, Abszessen, Lahmheit usw. auszuschließen, so dass nur Tiere, die klinisch gesund erscheinen, in die Einrichtung gelassen werden.
- Sortieren Sie die Schweine nach dem Waschen nach Farbmarkierungen in Gruppen. Die Farbmarkierungen geben an, welche Schweine beim Lieferanten Stallgefährten waren. Dies ist wichtig, da Schweine kämpfen werden, um eine Hierarchie zu etablieren, wenn sie neuen Stallgefährten vorgestellt werden. Wenn sie in Gruppen zusammen mit Schweinen sortiert werden, sind sie bereits mit einschränkungen diesem Kampf erheblich.
- Lassen Sie die Schweine ungestört (außer wenn sie am Nachmittag gefüttert werden) für den Rest des Ankunftstages, da sie nach dem Transport ziemlich gestresst sein können.
2. Teil eins: Die Übergangsphase (geschätzte Zeit 4-6 Tage)
HINWEIS: Die Schweine bleiben während der Aktivitäten in der Übergangsphase in ihrem Heimstall. Wir verwenden für jede Leckerli-Sitzung einen halben Apfel. Der Fortschritt jedes einzelnen Schweins wird in der Checkliste für die Übergangsphase progression bewertet (Abbildung 1 und Ergänzungsdatei 1).
- Führen Sie an den beiden aufeinanderfolgenden Tagen nach der Ankunft die Leckereien ein.
- Wirf zweimal täglich ein paar Leckereien (insgesamt halber Apfel) in den Stall, damit die Schweine selbstständig nach den Leckereien suchen und ruhig direkt vor dem Stall stehen können. Abgesehen davon, dass sie sich mit Leckereien vertraut machen, ist es das Ziel, dass das Tier die Behandlung positiv mit der Anwesenheit eines Hausmeisters in Verbindung gebracht.
- Am dritten Tag und an aufeinanderfolgenden Tagen wird das Schwein mit der "Handhabung durch einen Hausmeister" vertraut. Betreten Sie den Pen während der Fütterung.
- Setzen Sie sich auf Armlänge vom Schwein, während es frisst (Abbildung 3). Strecken Sie ruhig eine Hand in Richtung des Schweins, um seinen Rücken zu berühren. Die Berührung sollte mehr als zwei Sekunden dauern, um als erfolgreich zu gelten. Wenn sich das Schwein vom Futter entfernt, ziehen Sie die Hand langsam zurück.
- Warten Sie, bis das Tier mit dem Fressen beginnt, und führen Sie die Aktion erneut aus. Wenn sich das Tier wieder vom Futter entfernt, hören Sie auf, es zu berühren, sondern bleiben Sie im Stift neben dem Trog (insgesamt 2-3 Minuten für die Sitzung).
- Fahren Sie mit dem Handhabungsvorgang fort, wenn das Schwein akzeptiert, während es frisst, auf dem Rücken berührt zu werden. Bewegen Sie nun die Hand auf dem Rücken in beide Richtungen des Kopfes und des Schwanzes.
- Berühren Sie den Kopf und die Ohren, wenn das Schwein es akzeptiert. Wenn sich das Schwein zu irgendeinem Zeitpunkt von einer Aktion zurückhält, stoppen Sie die Aktion, bleiben aber für die verbleibende Zeit im Stall (insgesamt 2-3 Minuten für die Sitzung). Das Ohr ist wichtig, da es die Blutentnahme aus einem intravenösen Katheter im Ohr ermöglicht.
- Steigen Sie langsam auf, um die Schwanzregion berühren zu können, die der zweite wichtige Bereich ist. Stehen und Bewegen ist für das Schwein beängstigender, weshalb dieser Schritt unabhängig voneinander gewertet wird. Wenn das Schwein akzeptiert, dass der Bereich berührt und der Schwanz manipuliert wird, kann eine rektale Temperatur zur Unterstützung der meisten Forschungsprotokolle herangezogen werden.
- Um die Bindung zwischen Hausmeister und Tier weiter zu stärken, betreten Sie den Stall während zweier Sitzungen außerhalb der Fütterungszeiten. Bieten Sie das Schwein während zwei Sitzungen (jeweils 2-3 Minuten) an (jeweils eine Scheibe nach der anderen), während Sie in einer Ecke im Stall sitzen. Geben Sie die Leckereien zunächst aus einem ausgestreckten Arm, verringern Sie jedoch die Entfernung allmählich, damit das Schwein näher kommen muss, um seine Belohnung zu erhalten.
- Das letzte Stadium der Übergangsphase besteht darin, das Schwein in den spezifischen Bereichen des Körpers berühren zu können und nur wenige Leckereien zu verwenden, um dies zu tun. Betreten Sie den Stall, während ein zweiter Hausmeister vor dem Stall steht und dem Schwein ein oder zwei Leckereien anbietet. Belohnen Sie das Schwein dafür, dass es ruhig ist und sich wie beschrieben berührt und gleichzeitig in der Lage ist, alle vier Hufe auf dem Boden zu halten (nicht auf den Zaun des Geheges zu springen).
3. Zweiter Teil: Clicker-Training anfängen
HINWEIS: Nach der Übergangsphase sind die Tiere bereit, mit dem Clicker-Training zu beginnen. Es wird empfohlen, dass das Training in einem bestimmten Bereich durchgeführt wird, da es dem Schwein hilft zu erkennen, dass eine Trainingseinheit beginnt. Mehrere kurze Sitzungen über den Tag sind besser als eine längere Sitzung.
- Nehmen Sie ein Schwein nach dem anderen aus dem Heimstall und in den dafür vorgesehenen Trainingsbereich. Wenn die verwendete Fläche für das Schwein neu ist, sollten die ersten Sitzungen ohne Training und streng explorativ mit ein paar Leckereien während etwa 5-7 Minuten Erkundung pro Schwein sein.
- Führen Sie den Clicker sitzend oder stehend mit den Leckereien außerhalb der Reichweite des Schweins ein. Klicken Sie, wenn das Schwein Interesse zeigt, und geben Sie sofort ein Leckerli. Tun Sie dies in schneller Folge, während das Schwein das Interesse behält. Wenn das Schwein das Interesse verliert, pausieren Sie das Click-and-Treat, bis das Schwein wieder Kontakt hat. Diese Sitzung sollte nicht länger als 10 Minuten dauern.
- Das Schwein wird den Klick schnell verstehen, aber es ist wichtig, die Assoziation zwischen Klick und Behandlung sehr stark zu machen. Wiederholen Sie den Schritt einige Sitzungen hintereinander, um die Assoziation zwischen Klicken und Behandeln stark zu machen. Testen Sie, ob das Schwein den Klick mit einem Leckerbissen verbindet, indem Sie einmal klicken und diesem nicht mit einem Leckerbissen folgen und das Verhalten des Schweins genau überwachen. Wenn sich das Schwein sehnsüchtig umschaut und den Leckerbissen erwartet, ist das Training abgeschlossen, wenn nicht sogar ein paar zusätzliche Sitzungen durchgeführt werden.
- Sobald das Schwein den Klick kennt, führen Sie den Zielstab ein. Ein Zielstock ist ein Stock mit einem markierten Bereich an einem Ende. Halten Sie das Zielende in der Höhe der Schnauze. Irgendwann wird das Schwein es aus Neugier berühren. Klicken Sie in der Sekunde, in der das Schwein das Ziel berührt und geben Sie ein Leckerli.
- Präsentieren Sie das Ziel sofort wieder und klicken Sie bei Berührung erneut und geben Sie ein Leckerli. Setzen Sie das Zieltraining fort, bis das Schwein versteht, dass es für das Berühren des Ziels belohnt wird. Bewegen Sie das Ziel allmählich weiter weg, so dass sich das Schwein weiter bewegen muss, um zum Ziel zu gelangen.
- Wenn das Schwein dem Ziel folgt, wenn es bewegt wird, fügen Sie zusätzliche Herausforderungen hinzu, indem Sie Objekte in den Trainingsbereich legen, so dass sich das Schwein härter auf die Zielstockaufgabe konzentrieren muss, um seine Belohnungen zu erhalten.
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Representative Results
Die Anwendung der Übergangsphase, wie im ersten Teil des Protokolls beschrieben, ermöglicht eine reibungslose Einführung von Nutztieren in die Forschungseinrichtung. Ruhige Schweine, mit denen gearbeitet werden kann, erleichtert die tägliche Arbeit und ermöglicht kleinere Eingriffe und Probenentnahmen ohne Anästhesie oder Fixierung.
Um den Fortschritt von Schweinen während der Übergangsphase zu verfolgen, wurde eine Checkliste (Checkliste 1) entwickelt, um zu markieren, wann einzelne Schweine definierte Schritte in ihrem Übergang erreichen. Die Schweine sollen innerhalb von zwei Wochen nach ihrer Ankunft in Forschungsprojekte eintreten, und die Gesamtzahl der Tage war die Maßnahme, die gewählt wurde, um den Erfolg des Übergangs zu zeigen.
Basierend auf Checkliste 1 wurde die Übergangsphase von 20 Schweinen befolgt, um zu überprüfen, ob es möglich ist, Schweine innerhalb von zwei Wochen von Nutztieren auf Forschungsschweine umzustellen (Abbildung 4). Alle Schweine füllten die Liste innerhalb von 12 Tagen aus und zeigten, dass der festgelegte Zeitrahmen ausreichend war.
Checkliste 1 wurde aufgrund der ersten Erfahrungen modifiziert. Eine neue stringente Checkliste (Checkliste 2) wurde entwickelt. Um den Übergang weiter zu verbessern und zu standardisieren, bestand die Hauptrevision darin, die Anzahl der täglichen Sitzungen zu erhöhen und die pro Sitzung verbrachte Zeit zu begrenzen. Der Vergleich der beiden Checklisten zeigt, dass Schweine, die mit Checkliste 2 umgestellt wurden, in den ersten Tagen des Übergangs eine ähnliche Progression auften, während die späteren Schritte schneller erreicht wurden. Ein Vergleich zwischen der Verwendung von Checkliste 1 und Checkliste 2 ist in Abbildung 5 zu sehen.
Nach Abschluss der Übergangsphase ermöglichen die Tiere grundlegende Ergebnismessungen wie die Temperaturmessung und die Inspektion von Operationswunden. Wenn ein Schwein (weibchen) übergangen wurde, um das Berühren des Schwanzbereichs zu ermöglichen, kann eine Urinprobe mit einem Stomabeutel um die äußeren Genitalien, aber unter dem Anus entnommen werden (Abbildung 6).
Ein weiteres Beispiel für ein Datenergebnis, das gesammelt werden kann, ist eine Blutprobe. In unserer Einrichtung legen wir während der Operation oft einen Venenkatheter in eine Ohrvene. Nach der Genesung kann der Katheter verwendet werden, um Medikamente zu verabreichen, um die Anzahl der intramuskulären Injektionen zu reduzieren, mehrere Blutproben zu entnehmen, um das Projekt zu unterstützen und die Rückkehr des Schweins zur normalen Physiologie zu bewerten (Abbildung 7).
Ausgehend von der Übergangsphase wird das Clicker-Training auf der Übergangsphase aufbauen, um weitere Vorteile bei der Handhabung zu ermöglichen und Ergebnisdaten zu erhalten. Wenn die Schweine trainiert werden, einem Zielstab zu folgen, kann der Betreuer das Schwein z. B. auf eine Waage zur Überwachung des Körpergewichts (Abbildung 8) oder in eine Transportkiste (Abbildung 9) bewegen, wenn die Schweine zu einer Operation oder einer bildgebungseinrichtung transportiert werden müssen. Für ein Projekt wurden die Schweine trainiert, still zu stehen, während Medikamente in die Augen verabreicht wurden (Abbildung 10).
Beim Start des Clicker-Trainings wird deutlich, dass jedes Schwein einzigartig ist und unterschiedlich auf das Training reagiert. Während des Trainings wird dies anerkannt und Trainingseinheiten werden entsprechend untergebracht. Einige Schweine benötigen zwei- bis dreimal so viele Trainingseinheiten, um die gleiche Aufgabe zu erlernen, was problematisch sein kann, wenn bestimmte Aufgaben zu bestimmten Zeitpunkten erlernt werden müssen, um das Forschungsprojekt zu unterstützen.
| Tierdaten | Checkliste 1 (n=20) | Aktualisierte Checkliste (n=20) |
| Spezies | Hausschwein (Sus scrofa domesticus) | Hausschwein (Sus scrofa domesticus) |
| Rasse | (Dänische Landrasse x Yorkshire) x Duroc | (Dänische Landrasse x Yorkshire) x Duroc |
| Sex | Weiblich | Weiblich |
| Gewicht | 35-80 kg (Mittelwert 47,5 kg) | 40-80 kg (Mittelwert 62,5 kg) |
| Alter | 10-22 Wochen | 10-22 Wochen |
Tabelle 1: Grundlegende Merkmale der Schweine, die zur Bewertung der Checklisten verwendet wurden.
Abbildung 1: Checkliste für die Übergangsphase. Wie dargestellt, finden mehrere der Aktivitäten am selben Tag, aber in unterschiedlichen Zeitintervallen statt. Die Schritte 3-5 finden während der Fütterung statt, während die Schritte 1-2 und 6-7 zu definierten Zeitpunkten während des Tages stattfinden. Beachten Sie, dass jede Sitzung während der oben auf der Checkliste angegebenen Zeit durchgeführt werden muss, aber nur etwa 2 Minuten pro Schwein dauert. Die schattierten Felder zeigen an, dass die Aufgabe nicht ausgeführt werden soll. Die vollständige Checkliste finden Sie in der Ergänzungsakte 1. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Einige der an der Abteilung verwendeten Anreicherungen Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Darstellung der Position des Hausmeisters während der Schritte 2.2 und 2.3 des Protokolls. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: Zeitleiste der Übergangsphase anhand von Checkliste 1. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5: Verlauf der Übergangsphase. Ein Streudiagramm, das den Verlauf der Übergangsphase anhand von Checkliste 1 ( 
) im Vergleich zu Checkliste 2 (Ο) zeigt. Jede Parzelle entspricht der Beobachtung für ein Schwein. Mittelwert und SD werden durch die Fehlerbalken angezeigt. Die y-Achse ist die Anzahl der Tage. Auf der x-Achse werden die Schritte wie folgt bezeichnet: 1; Äpfel aus der Hand. 2; Berühren Sie das Schwein während der Fütterung. 3; Berühren Sie den Hintern und den Schwanz während der Fütterung. 4; Berühren Sie den Hintern und den Schwanz, während Sie Leckereien geben. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 6: Urinprobenentnahme über Stomabeutel, der während der Fütterung um die äußeren Genitalien gelegt wurde. Das Schwein bleibt während des Eingriffs ruhig und nimmt keine Notiz vom Stomabeutel. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 7: Intravenöse Dosierung während der Fütterung nach Übergangsphase. Der Hausmeister ist in der Lage, in unmittelbarer Nähe des Tieres zu sitzen und sich darauf zu konzentrieren, das Medikament richtig zu infundieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 8:Stufen auf die Waage mit dem Zielstick. Das Schwein ist aufgrund des positiven Verstärkungstrainings bestrebt, dem Zielstock zu folgen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 9: Nachfolgender Zielstab in Transportkiste. Dieses Verfahren ist sinnvoll, wenn das Schwein z.B. zu einer bildgebenden Einrichtung transportiert werden muss. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 10: Schwein trainiert, seinen Kopf in eine Halterung zu legen und still zu stehen, damit Medikamente ohne Sedierung in die Augen gegeben werden können. Nachdem das Medikament verabreicht wurde, legt das Schwein den Kopf auf den Halter und eine visuelle Augenuntersuchung kann durchgeführt werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Ergänzende Akte 1. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen. Die vollständige Checkliste für die Übergangsphase ist druckfertig. Beachten Sie, dass sich eine Änderung im Feld Ankunftsdatum auf die Daten im Blatt auswirkt.
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Discussion
Die Implementierung eines Protokolls, das Teil eins, eine Übergangsphasen-Checkliste und Teil zwei, ein aufeinanderfolgendes Clicker-Trainingsprogramm, enthält, ist ein bestätigter Erfolg. Die Einführung und Verwendung einer detaillierten Checkliste haben eine Möglichkeit geboten, die Einführung von Schweinen in die Forschungseinrichtung zu verfeinern. Die strukturierte Übergangsphase schafft zudem eine bessere Grundlage, um die Schweine vor der Aufnahme in Forschungsprojekte zu schulen. Es war eine positive Überraschung zu bemerken, dass das Engagement der Betreuer für die Arbeit zunimmt und dass sich die positiven Emotionen, die die Schweine erleben, in ihrem täglichen Verhalten widerspiegeln.
Die Ankunft neuer Schweine und der reibungslose Übergang zum Forschungsschwein waren lange Zeit ein Schwerpunkt, aber Änderungen waren schwer einzuführen. Um einen Überblick über die Arbeit und den Nutzen zu schaffen, wurde beschlossen, eine Checkliste zu verwenden, um die Wirksamkeit der priorisierten Schritte zu überwachen. In Checkliste 1 basierten die Schritte auf Maßnahmen, von denen erwartet wurde, dass sie die größten Auswirkungen auf den Übergang haben. Der Übergang von 20 Schweinen wurde anhand von Checkliste 1 bewertet und bewertet. Dann wurde die Liste angepasst, um die aufgetretenen Probleme zu beseitigen. Diese betrafen meist Missverständnisse und inkonsistente Berichterstattung. Ein kritischer Schritt war die Interpretation jedes Schritts und welche Aktionen der Schritt beinhaltete. Daher wurde die Beschreibung jedes Schritts ausgearbeitet und die Checkliste wurde geändert, um intuitiver zu sein. Ein Schritt wurde entfernt, um die Unterscheidung zwischen Erfolg und Misserfolg beim Berühren des Schweins zu vereinfachen. Um deutlich zu machen, ob der Schritt ausgeführt wurde oder nicht, wurde zusätzlich zu einem Feld, das angibt, ob das Schwein die Aktion ausgeführt hat 
(+) oder sich geweigert hat, die Aktion auszuführen (÷), ein Kontrollkästchen hinzugefügt, das angibt, ob der Schritt ausgeführt wurde ( ). Zur Unterstützung der Modifikationen wurde zusätzliche Zeit für die Schulung der Verwendung von Checkliste 2 bereitgestellt. Diese Diskussion fand in Gruppen statt mit dem Ziel, jeden Schritt zu diskutieren und sich auf die Erfolgskriterien zu einigen. In Bezug auf die praktische Umsetzung wurden wichtige Fragen aufgeworfen. Zum Beispiel, wenn die Schweine an die Pfleger und Leckereien gewöhnt sind, können sie sehr aufdringlich sein, was einschüchternd und sogar gefährlich für die Betreuer sein kann. Als letzte Änderung wurde die Anzahl der Sitzungen mit jedem Schwein erhöht, während die Für jede Sitzung aufgewendete Zeit reduziert wurde.
Zur Auswertung der Checkliste 2 wurden 20 Schweine einbezogen. Die Daten für Schritt 4 fehlen für drei Schweine aufgrund von Missverständnissen zwischen Tierarzt und Hausmeister und unterstreichen die Notwendigkeit der Kommunikation. Die täglich verwendete Zeit wird auf die gleiche geschätzt, aber die Schweine absolvieren die Übergangsphase in weniger Tagen. Die Definition bestimmter Zeitfenster während des Tages, in denen die auszuführenden Schritte ausgeführt werden mussten, erforderte eine Änderung einiger täglicher Routinen. In Kombination mit der Gesamtzeit, die für die Vorbereitung und Durchführung der Schritte benötigt wird, war dies die größte Einschränkung bei der Implementierung. Die Checklisten enthalten jeweils 7 Schritte, aber aufgrund der Änderung der Liste reduziert sich der Vergleich in Abbildung 3 auf vier vergleichbare Schritte. Die Implementierung einer gründlichen Struktur während der Übergangsphase schafft Bewusstsein und macht die Verfeinerungsinitiative zu einer Priorität in einer geschäftigen Forschungseinrichtung.
Die Implementierung einer strukturierten Checkliste hat eine Bewertung der Unterschiede zwischen den einzelnen Schweinen ermöglicht. Es war interessant festzustellen, dass für einige Schweine die Anzahl der Tage, bis sie die Behandlung verstanden hatten, oft höher war als bei der Durchführung der Schritte im Zusammenhang mit dem Berühren durch den Hausmeister. Eine weitere interessante Beobachtung war eine ziemlich plötzliche Veränderung der Bereitschaft, berührt zu werden. In einer Sitzung würde sich das Schwein sofort zurückziehen, und bei der nächsten Sitzung nur wenige Stunden später würde das Schwein eine Berührung für lange Zeiträume (mehr als eine Minute auf einmal) ermöglichen.
Um Schweine weiter auf Forschungsprojekte vorzubereiten, wird nach der Übergangsphase mit einem positiven Verstärkungstraining begonnen. Ein Clicker-Trainingsprogramm wird empfohlen. Es ermöglicht mehreren Betreuern in Schichten, an der Ausbildung der Tiere teilzunehmen. Die Verwendung des Clickers erleichtert den Wechsel zwischen den Betreuern, da das Belohnungssignal gleich bleibt. Wenn das Clicker-Training beginnt, wird deutlich, dass jedes Schwein einzigartig ist und unterschiedlich auf das Training reagiert. Innerhalb weniger Sitzungen sind jedoch alle Tiere begierig darauf, an den Trainingseinheiten teilzunehmen und die Zeit mit dem Hausmeister in vollen Zügen zu genießen. Das Clicker-Training der Schweine ermöglicht es, spezifische Aufgaben im Zusammenhang mit Forschungsprojekten ohne Gewaltanwendung durchzuführen. Es reduziert auch die Variation zwischen den Tieren, die in einigen Projekten beobachtet wird, z. B. Ganganalysen. Es kann auch bei den täglichen Aufgaben eine große Hilfe sein, z.B. wenn das Schwein innerhalb der Forschungseinrichtung bewegt oder gewogen wird. Ein kritischer Schritt im Clicker-Training ist das Vertrauen zwischen Schwein und Hausmeister bei der Einführung des Clickers. Das Schwein muss dem Hausmeister vertrauen, da es nahe kommen muss, aber sich auf die Aufgabe konzentrieren muss, anstatt auf den Hausmeister. Ein weiterer kritischer Schritt ist die Wahl der Behandlung. Das Tier muss es als Belohnung wahrnehmen. Gelegentlich stoßen wir auf ein Schwein, das Äpfel nicht schmackhaft findet und tauschen dann den Apfel mit z.B. einem Stück Dattel oder Pflaume. Es ist wichtig, das Risiko bei der Arbeit mit großen Schweinen zu berücksichtigen, insbesondere wenn sie in einer Trainingsumgebung aufgeregt sind. Sie haben einen starken Biss und können aufspringen, um zu unerwarteten Zeitpunkten Leckereien zu erreichen. Um diesen Gefahren entgegenzuwirken, sollten Sie den Zielstock verwenden, um die Aufmerksamkeit vom Trainer abzu lenken, die Leckereien deutlich außer Reichweite zu halten, in kurzen Sitzungen zu arbeiten und nicht die Leckereien auszugehen.
Die Arbeit mit dem gezielten Übergang und der Ausbildung von Schweinen hat eine erhöhte Begeisterung des Hausmeisterpersonals mit sich gebracht. Die Ausbildung im Bereich der positiven Verstärkungsausbildung war eine Priorität und führte dazu, dass die Betreuer ein stärkeres Engagement für die Forschungsprojekte erfahren. Die Einbindung der Betreuer in die praxisnahe Planung neuer Projekte im Dialog mit dem Forscher und dem veterinärmedizinischen Personal ermöglicht es den Betreuern, qualifizierte Vorschläge zu geben, wie Schulungen die Forschungsergebnisse und das Tierwohl unterstützen könnten. Die Sammlung von mehr Daten von jedem Schwein, ohne Schaden anzurichten, ist einer der Eckpfeiler der 3Rs. Wöchentliche Treffen, die sich auf den Übergang und die Ausbildung konzentrierten, haben den Fokus auf jedes einzelne Schwein erhöht und die Kultur der Pflege der Abteilung verbessert. Die Schweine zu sehen, wenn sie eine Trainingseinheit beginnen, ist an sich lohnend, und das Verhalten deutet mehr als darauf hin, dass die Schweine die Sitzungen genießen. Wenn Sie das Training von Schweinen für bestimmte Projekte planen, denken Sie daran, dass die Schweine in einen Zustand der Aufregung geraten, wenn sie sich mit den Trainingsroutinen vertraut machen. Ideen, um dem entgegenzuwirken, sind: Trainieren Sie nach Möglichkeit nicht, wo Proben entnommen werden sollen. Wenn Sie also blutproben im Heimstift durchführen möchten, versuchen Sie, das Training woanders zu machen. Die Schweine werden ihre tägliche Routine kennen, also planen Sie, Proben zu Zeiten zu nehmen, an denen das Training normalerweise nicht durchgeführt wird, wenn möglich. Wenn das Training dort sein muss, wo die Proben gesammelt werden sollen, lassen Sie das Schwein das Gebiet jedes Mal für eine bestimmte Anzahl von Minuten erkunden, bevor Sie mit dem Training oder dem Datenerfassungsprotokoll beginnen.
Die Strukturierung unserer Übergangsphase war eine insgesamt positive Initiative. Eine Verringerung des Stresses der Schweine kurz nach der Ankunft und ein schneller Übergang zu Schweinen, die die Gesellschaft der Betreuer genießen, anstatt über die Ställe zu rasen, ist offensichtlich. Wir haben eine Wende bei den Mitarbeitern aus einer Sicht erlebt, in der sie nur zusätzliche Arbeit gesehen haben, bis zu dem Punkt, an dem sie die Vorteile des Übergangs der Schweine mit der Checkliste sehen. Das Protokoll hat ein immenses Anwendungspotenzial und kann als wichtiges Werkzeug in fast jedem Aufbau von Forschungsschweinen eingesetzt werden. Wir nutzen es nun, um sowohl Nutztiere als auch Minischweine zu überführt und wollen das Clicker-Training in Projekten, die z.B. mit Herz-Kreislauf-Wissenschaft, Neurowissenschaften und Augenheilkunde zusammenhängen, noch weiter umsetzen. Die allgemeine Einstellung und Kultur der Pflege in der Abteilung wurde angesprochen und es besteht der Wunsch und der Eifer, diese neuen Erfahrungen weiter voranzutreiben, um Forschung und Tierschutz kontinuierlich zu verschmelzen und die 3Rs anzuwenden.
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Disclosures
Die Autoren haben keine Angaben.
Acknowledgments
Beatrice Tscherning Olesen, Karoline Jakobsen, Tine Bjørnholt Gustafsen, Helena Céline Kjær Byriel und Kira Sonnichsen Graahede werden für ihren großen Einsatz, ihr Feedback und ihre Unterstützung bei der Gestaltung der Checkliste und deren Verwendung in ihrer täglichen Arbeit gewürdigt. Der medizinische Illustrator Ken Kragsfeldt ist für seine professionelle Hilfe bei der Illustration von Abbildung 3 anerkannt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
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