DE3022482C2 - Auftauvorrichtung für tiefgefrorenes Sperma - Google Patents

Description

Hand entnommen werden müssen. Die vorbekannteri Vorrichtungen weisen hierzu eine in das Wasserbad eintauchende heb- und senkbare Einrichtung auf, welche im wesentlichen aus einer Griffstange sowie einer an dieser befestigten Siebplatte besteht. Da das Wasserbad bei derartigen Auftauvorrichtungen meist nur einen geringen Durchmesser aufweist, ist es möglich, die aufzutauenden Ampullen oder sonstigen Behältnisse auf diese Siebplatte zu stellen, wobei sie dann in ihrem oberen Teil an die Wand des rohrförmigen Wasserba- in des anliegen.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Benutzung der vorbekannten Geräte große Aufmerksamkeit erfordert. Eine geringfügige Überschreitung der Auftauzeit führt zum Absterben der Spermien und folglich in der Praxis zu ergebnisloser Samenübertragung. Als Beispiel sei angeführt, daß eine Überschreitung der Auftauzeit um etwa 2 Sekunden bei einer Wasserbadtemperatur von 70⁰C die Spermien schon weitgehend schädigt oder abtötet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Auftauvorrichtungen für tiefgefrorenes Sperma derart weiterzuentwickeln, daß die erforderliche Auftauzeit exakt eingehalten wird, ohnt daß die Vorrichtung einer dauernden Kontrolle von außen bedarf. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch einen gegen eine Rückstellkraft in das Wasserbad eintauchbaren Auftaukäfig, sowie eine auf diesen einwirkende, im la Bereich des Wasserbades angeordnete zeitabhängig steuerbare Arretiervorrichtung. Die Arretiervorrichtung hält den Auftaukäfig im Gebrauchsfalle im Wasserbad fest und gibt ihn nach Ablauf der eingestellten Zeit automatisch wieder frei. Die auf den Auftaukäfig einwirkende Rückstellkraft hebt den Käfig alsdann selbsttätig aus dem Wasserbad heraus, ein Vorgang, der äußerst schnell abläuft, mit dem Ergebnis, daß die Spermien in sonst nicht erreichbarer Weise kurzzeitig auf ihre Solltemperatur gebracht werden.

Die erwähnte Rückstellkraft, gegen die der Auftaukäfig in das Innere des Wasserbades bewegt wird, kann dadurch Zustandekommen, daß der Auftaukäfig selbst als Schwimmer ausgebildet ist. Es kann die dadurch bewirkt werden, daß der Auftaukäfig aus einem spezifisch leichten Werkstoff, etwa einem Schaumkunststoff, hergestellt wird. Die erwähnte Rückstellkraft ist dabei gleich der Auftriebskraft des Auftaukäfigs, vermindert um das Gewicht der eingestellten Ampullen od. dgl.

Bei einer anderen Ausfiihrungsform ist der Auftaukäfig mit einem in das Wasserbad eintauchbaren Schwimmer verbunden. Der Auftaukäfig selbst kann dabei aus beliebigem Material, beispielsweise Metalloder Kunststoff-Draht bestehen und er ist vorzugsweise im unteren Bereich mit einem Schwimmer verbunden Der Schwimmer kann ein entsprechend dimensionierte", Stück aus Schaumkunststoff, Kork od. dgl. sein oder er kann aus einer hohlen Dose aus Kunststoff. Blech od. dgl. bestehen.

Bei f?iner wiederum anderen Ausführungsform ist der Auftaukäfig gegen die Kraft einer Feder verschiebbar. Bei dieser Feder kann es sich um eine Druckfeder oder eine Zugfeder handeln. Die Feder kann dabei oberhalb oder auch im Bereich des Wasserbades angeordnet sein oder auch im Räume daneben, Wobei die Feder durch entsprechende Vofsprürige auf den Auftaukäfig einwir* keil muß,

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die zeitabhängig steuerbire Arretiervorrichtung durch einen Schalter einschaltbar ist, der im Bereich des Wasserbades angeordnet und von dem in das Wasserbad eingetauchten Auftaukäfig betätigbar ist. Der Schalter kann im einfachsten Fall ein Mikroschaltcr sein, der — wasserdicht gekapselt — im unteren Bereich des Wasserbades angeordnet ist und gegen den der Auftaukäfig beim Eindrücken in das Wasserbad stößt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter jedoch eine induktiv vom Auftaukäfig oder einem damit verbundenen Teil zu beeinflussende Anordnung. Besteht der Auftaukäfig aus Kunststoff, so trägt er hierzu einen metallischen Ring, der beim Eindrücken des Auftaukäfigs in das Wasserbad in das Magnetfeld einer entsprechend angeordneten Spule eingreift Die Spule ist in an sich bekannter Weise mit einer elektronischen Anordnung verbunden, die die durch d?s Eintauchen bewirkte Induktivitätsänderung in einen Steuerimpuls umformt und die zeitabhängig steuerbare Arretiervorrichtung einschaltet. Anordnungen dieser Art sind besonders einfach in der Bedienung, da c* hier lcaigüch erforderlich ist. die aufzutauende Ampulle in den Auftaukäfig zu geben, diesen in das Wasserbad zu drücken, worauf alle weiteren Vorgänge automatisch ablaufer

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß der Schalter eine kapazitiv vom Auftaukäfig oder einem damit verbundenen Teil /u beeinflussende Anordnung ist. Die Anordnung ähnelt der induktiv arb.-itenden zuvor erwähnten Anordnung mit dem Unterschied, daß nicht die Änderung eines Magnetfeldes sondern die Änderung einer Kondensatorkapazität oder eine dadurch bewirkte Änderung eines Schwingkreises ausgenützt wird.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß der Auftaukäfig wenigstens teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff besteh; und im Bereich einer Magnetfeldspule verschiebbar gelagert ι t. die längs des Verschiebeweges angeordnet ist und deren Magnetfeld mit Hilfe von Spulenanzapfungen längs des Ver^chiebeweges ebenfalls verschiebbar ist. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, den Behälter auf rein elektromagnetischem Wege in das Wasserbad einzutauchen, dort über beliebig lange Zeit festzuhalten und ihn dann — durch Verschiebung des Magnetfeldes — zwangsweise aus dem Wasserbad herauszunehmen. Zur Verwirklichung dieser Ausführungsform kann der Behälter aus magnetisierbarem Werkstoff, also bei spielsweise Weicheisen, bestehen, welches naturgemäß zum Schutz gegen Korrosion mit Kunststoffiack od. dgl. überzogen sein muß. Auch ist es möglich, daß der Behälter selbst aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise einer Eisen-Aluminium-Kobalt-Legie rung oder auch aus einem magnetisierbar Ferrit od. dgl. besteht.

Bei der zuletzt erwähnten Ausfühiungsform der Vorrichtung ist es nicht erforderlich, zwecks Arretierung des Behä'iters im Innern d.s Wasserbades besondere Maßnanmen /u ergreifen Das Feld der vorhandenen Magnetfeldspule hält den Behälter an der gewünschten Stelle fest, da dieses Feld aufrechterhalten bleibt, solange Erfegersiröm durch die- em'spfechendeh Teile der Magnetfeldspule fließt, Wird auf eine derartige, längs des Verschiebeweges angeordnete Magnetfeldspule verzichtet) so müssen besondere Vorkehrungen zur Arretierung des Behälters im

Wasserbad getroffen Werden, da der Behülter andernfalls durch die Rückstellkraft (Auftrieb oder Feder) sogleich aus dem Wasserbad gehoben würde. Hierzu wird vorgeschlagen, daß der Behälter ebenfalls wenigstens teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff besteht und daß im unteren Teil des Wasserbades vorzugsweise an dessen Boden, ein gesonderter ein* und ausschaltbarer Elektromagnet zur Arretierung des Behälters angeordnet ist. Soll auf die Verwendung von magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff für die Herstellung des Behälters verzichtet werden, so wird als Alternativlösung vorgeschlagen, daß der Behälter mittels eines magnetisch oder elektromotorisch verschiebbaren Schiebers arretierbar ist, welcher Schieber dabei in eine Aussparung, einen Vorsprung oder eine Verlängerung des Behälters eingreift.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar

Pig· * cine vcrcirifachie perspektivische Pgrciplliing einer Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 ein vereinfachter Längsschnitt durch eine Ausfühmngsform der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit Behälter. Schwimmer und elektromagnetischer Arretierung,

F i g. 3 ein vereinfachter Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit elektromagnetischer Verschiebung,

Fig.4 ein vereinfachter Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 1 mit mechanischer Arretierung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist als Ganzes mit 1 bezeichnet Sie besteht aus einem Gehäuse 2, in welches ein elektrisch beheiztes Wasserbad 3 eingebaut ist. Die elektrische Heizung ist in der Zeichnung nicht dargestellt; ebenso nicht die Stromquelle, da diese Teile zum bekannten Stande der Technik gehören. Als Stromquelle kommt eine eingebaute Batterie oder auch — meist — der Anschluß einer äußeren Stromquelle, also beispielsweise eines Gleichrichters oder einer Autobatterie in Betracht.

F i g. 1 läßt erkennen, daß das Gehäuse oben mit einem Einführtrichter 4 für die aufzutauenden Samenbehältnisse ausgestattet ist, welcher Einführtrichter auch zum Einfüllen des Wasserbades sowie zur Entnahme der aufgetauten Samenportionen dient Des weiteren ist an der Oberseite des Gehäuses 2 ein Digitalanzeigefeld 5 für die eingestellte Wasserbadtemperatur sowie die Behandlungszeit angeordnet sowie ein Hauptschalter 6 nebst Schaltereinheiten 7 und 8 für die Einstellung der Wassertemperatur sowie der Behandlungszeit

Die F i g. 2.3 u"d 4 lassen erkennen, daß im Innern der Vorrichtung ein Auftaukäfig 9 für die Aufnahme der aufzutauenden Samenportionen angeordnet ist In der ^Zeichnung ist als Beispiel eine röhrchenförmige Ampulle 10 eingezeichnet Der Auftaukäfig 9 ist gegen eine Rückstellkraft in das Wasserbad 3 eintauchbar und kann in diesem durch eine zeitabhängig steuerbare Arretiervorrichtung 11 festgehalten werden. Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Auftaukäfig aus einem Drahtgerüst, beispielsweise aus Kunststoffdraht und ist im unteren Teil mit einem Schwimmer 12 verbunden. Bei diesem Schwimmer kann es sich um einen Körper aus spezifisch leichtem Schaumkunststoff, beispielsweise Schaumpolystyrol handeln. Damit der Schwimmer mitsamt dem Aufbaukäfig leicht und exakt im Wasserbad auf- und abgeführt werden kann, sind durch den Körper des Schwimmers Führungsstangen 13 und 13'geführt. Der Schwimmer 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an seiner Unterseite mit einer Platte 14 aus magneiisierbafem Werkstoff, beispielsweise Weicheisen, verbunden. Die Arretiervorrichlung Il kann in diesem Fall ein Elektromagnet sein, der über eine im einzelnen nicht dargestellte z. B. im Raum 15 angeordnete Schalteinrichtung ein^ und ausschaltbaf ist Die Schalteinrichtung kann dabei — wie eingangs erläutert — ein MikroschaU

ίο ter sein oder auch eine induktiv oder kapazitiv steuerbare Einrichtung.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zu Beginn wird das Wasserbad elektrisch auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt, beispielsweise 70⁰C. Sobald diese Temperatur erreicht ist, wird dies im Digitalanzeigefeld 5 angezeigt. Der Auftaukäfig 9 sowie die damit verbundenen Teile 12 und 14 befinden sich in diesem Zustand im oberen Teil des Wasserbades und der Auftaukäfig 9 ragt beispielsweise aus dem Einführtricht.pr 4 heraus. Eine oder mehrere tiefgefrorenen Samen enthaltende Ampullen werden nun in den Auftaukäfig eingegeben und der Käfig nach unten in das Wasserbad gedrückt. Der Schwimmer 12 bzw. die damit verbundene Platte 14 betätigt bei eingedrücktem Auftaukäfig einen Schalter und schallet die Arretiervorrichtung ein. Gleichzeitig beginnt ein Zeitmeßwerk zu laufen, welches zuvor auf die erforderliche Zeit eingestellt worden ist. Nach Ablauf dieser Zeit wird die ArretiP'vorrtchtung 11 abgeschaltet und infolge des Auftriebes wird der Auftaukäfig 9 nach oben gehoben. Die Ampulle 10 wird dabei auf jeden Fall vollständig aus dem Wasserbad herausgehoben und kann nun sofort oder auch etwas später entnommen werden.

In F i g. 3 ist eine weitere Ausfühmngsform der Vorrichtung dargestellt. Auch diese Ausführungsform weist einen Auftaukäfig 9 sowie einen damit verbundenen Schwimmer 12 auf. Natürlich kann auch hier der Schwimmer durch entsprechende Federn ersetzt sein. Entweder der Auftaukäfig selbst oder die damit verbundenen Teile bestehen ganz oder teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff. Diese Teile sind im Bereich einer Magnetfeldspule 16 angeordnet, deren Magnetfeld mit Hilfe von Spulenanzapfungen 17; 17'; 17"; 17"' verschoben werden kann.

Die Verschiebung tritt je nach eingeschalteter Spulenanzapfung längs der Magnetfeldachse ein, welche Magnetfeldachse mit dem Verschiebeweg des Auftaukäfigs bzw. des mit diesem verbundenen Teilen zusammenfällt Durch Verschiebung des Magnetfeldes ist es hier möglich, die erwähnten Teile auf rein elektroamgnetischem Wege in das Wasserbad einzutauchen, dort festzuhalten und nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wieder freizugeben. Verschiebeeinrichtung und Arretiereinrichtung fallen bei dieser besonderen Aus-

sswführungsföf m zusammen.

* Bei der in F i g. 4 dargestellten Aüsführühgsform wird auf eine Magnetfeldspule ganz verzichtet Ebenfalls ist bei dieser Ausführungsform kein Bodenteil aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff vorhanden.

statt dessen wird eine Arretierung des in das Wasserbad eingetauchten Behälters durch einen Schieber 18 bewirkt, der Von einem Elektromotor 19 hin- und hergeschoben werden kann. Als Elektromotor kommt ein umlaufender Motor in Betracht oder auch eine Magnetspule, wie sie grundsätzlich für Schieberver-

.schiebungen bekannt ist, beispielsweise zur Sicherung von Waschmaschinen- oder Spülrnaschir.er.türsn und ähnliches. Im dargestellten Ausführungsbeispiel greift

der Schieber 18 hinter einen Haken 20, der mit dem Bodenteil des Auftaukäfigs 9 verbunden ist. Dieses Bodenteil kann naturgemäß aus beliebigem Werkstoff bestehen. Bevorzugt wird Schaumkunststoff, Wobei das Bodenteil dann gleichzeitig als Schwimmer im Wasser* bad dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auftauen von portionsweise in Ampullen oder anderen Behältnissen abgefülltem, tiefgefrorenem Sperma mit einem elektrisch beheizten und vorzugsweise elektronisch auf der eingestellten Temperatur gehaltenen Wasserbad sowie einer in das Wasserbad eintauchbaren heb- und senkbaren Einrichtung für die Aufnahme der Spermabehälter, gekennzeichnet durch einen gegen eine Rückstellkraft in das Wasserbad (3) eintauchbaren Auftaukäfig (9) sowie eine auf diesen einwirkende, im Bereich des Wasserbades angeordnete zeitabhängig steuerbare Arretiervorrichtung (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftaukäfig (9) als Schwimmer ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftaukäfig (9) mit einem in das Wasserbad (3) eintauchbaren Schwimmer (12) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftaukäfig (9) gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach einen, der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitabhängig steuerbare Arretiervorrichtung (11) durch einen Schalter einschaltbar ist, der im Bereich des Wasserbades angeordnet und von dem in das Wasserbad eingetauchten Auftaukäfig (9) betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter -.-ine induktiv vom Auftaukäfig oder einem damit verbundenen Teil zu beeinflussende Anordnung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter eine kapazitiv vom Auftaukäfig (9) oder einem damit verbundenen Teil zu beenflussende Anordnung ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der AuS-taukäfig (9) wenigstens teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff besteht oder mit einem Teil aus einem solchen Werkstoff verbunden ist und diese Werkstoffteile im Bereich einer Magnetfeldspule (16) verschiebbar gelagert sind, die längs des Verschiebeweges angeordnet ist und deren Magnetfeld mit Hilfe von Spulenanzapfungen (17; 17'; 17"; 17'") längs des Verschiebeweges ebenfalls verschiebbar ist.

9 Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftaukäfig (9) wenigstens teilweise aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff besteht oder mit Teilen aus diesem verbunden ist und die Arretiervorrichtung aus einem mit einer Zeitschaltautomatik verbundenen Elektromagneten besteht.

10. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf· laukäfig (9). mittels eines magnetisch oder.ejektrö·¹ motorisch verschiebbaren Schiebers (18)' arretierbär is tv

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftauen von portionsweise in Ampullen oder anderen Behältnissen abgefülltem, tiefgefrorenem Sperma, mit einem elektrisch beheizten und vorzugsweise elektronisch auf der eingestellten Temperatur gehaltenen Wasserbad sowie einer in das Wasserbad eintauchbaren heb- und senkbaren Einrichtung für die Aufnahme der Spp.rms-Behälter. Derartige Vorrichtungen sind handelsüblich.

Bei der künstlichen Besamung von Menschen und

ίο insbesondere Nutztieren, wie Rindern, Schafen, Ziegen, Pferden u. dgl. ist es üblich, den vom Samenspender abgenommenen Samen in Form von Einzelporlionen abzufüllen und bis auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs, also minus 196° C abzukühlen. Vor dem

is Abkühlen kann der Samen in zweckentsprechender Weise vorbehandelt, beispielsweise durch Zentrifugieren angereichert und/oder mit geeigneten Mitteln verdünnt werden (FR-OS 22 54 639; 22 54 640). Als Portionsverpackung werden Glas- oder Kunststoffampullen oder auch andere Behältnisse unterschiedlicher Abmessungen verwendet.

Die tiefgekühlten Samenportionen werden bis zu ihrer Verwendung bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffes gehalten. Sie müssen alsdann aufgetaut werden, wozu bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt sind. In der DE-OS 29 25 471 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die zu erwärmende Samenportion mittels Mikrowelle.!beheizung, also mit Hilfe eines Hochfrequenzgenerators erwärmt wird.

JO Durch einen Temperaturfühler wird die Samentemperatur überwacht und der Generator bei Erreichen der Temperatur abgeschaltet. Die Vorrichtung ist aufwendig und auch verhältnismäßig groß, so daß sie sich nur zum stationären Einsatz in größeren Besamungsstatio-

J5 nen eignet.

In der deutschen Offenlegungsschrift 26 50 926 sowie der Literaturstelle »Der praktische Tierarzt« 1977. 496-498, ist ein Trockenauftaugerät für liefgefrorenen Tiersamen beschrieben, welches ohne Wasserbad

■to arbeitet und deshalb verhältnismäßig klein und leicht ist. Der Auftauvorgang wird bei diese, ι Gerät bei einer Temperatur von 37 bis 38⁰C. also bei der Verwendungstemperatur des Samens durchgeführt. Auch bei diesem Gerät ist es möglich, die in Pailletten enthaltenen Samenproben mit Hilfe eines Lifts nach Durchführung de«. Auftauvorganges zu entnehmen.

Die Erfahrung beim Auftauen von Spermaproben hat gezeigt, daß beispielsweise zur künstlichen Besamung des Rindes das Auftauen bei Temperaturen zwischen 38 und 40"C (Körpe-temperatur des Rindes: 38.9'C) zu brauchbaren Ergebnissen führt. Forschungen haben jedoch gezeigt, daß die Überlebensrate der Spermien bei höherer Auftautemperatur, z. B. von 70⁰C, höher ist. vorausgesetzt, daß die Auftauzeit, welche je nach Form und Werkstoff der Portionsverpackung unterschiedlich ist. exakt eingehalten wird.

Um das Auftauen des tiefgefrorenen Spermas in einem höher temperierten Wasserbad zu ermöglichen, sind bereits Geräte bekannt, welche über elektrisch beheizte Wasserbäder verfugen, wobei die Wasserbäder meist elektronisch auf der gewünschten vorgegebener oder einstellbaren Temperatur gehalten werden. In die Geräte eingebaut ist ein Zeitnneßwerk, welches nach Ablauf einer eingestellten ZVit die der gewählten Temperatur des Wasserbades sowie der Größe der aufzutauenden Portionen entsprechen muß, ein akustik sches Und/oder optisches Signal abgeben, bei dessen Erscheinen die Sperma-Behältnisse dein V/ässefbäd von