JP2007506412A - あらゆる体重及び年齢の反芻動物の電子識別用カプセル - Google Patents
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Abstract
反芻動物の電子識別用カプセル(1)であって、経口投与されて該動物の第二胃に格納されるように適応されている。前記カプセルは、セラミック材料の体部(2)を含み、データ交換装置(4)を封入するためのキャビティ(3)を備えている。該カプセルは、密度4g/cm3以上の非鉄元素の化合物を含み;3を超える比重;8g〜90gの間に入る総重量;5g〜85gの有効重量を有し;そしてシリンダ様の楕円形の形状を有し、長さと直径間の比率が3〜6の間に含まれることを特徴とする。本発明のカプセル(1)体は異なる重量及び測定値の動物に適用可能である。
Description
本発明は、反芻動物の電子識別用の反芻胃用カプセル、又はボーラスに関する。該カプセルは、あらゆる年齢又は大きさの動物に経口投与されて、網胃又は反芻胃と呼ばれる反芻動物の第二胃におけるそれらの位置取りを最大限生かすように特別に設計されている。該カプセルは、反芻動物の前胃の消化プロセス及び分泌液に耐性のある不活性材料の体部から成り、前記体部は、高周波によるデータ交換用電子装置(トランスポンダ)を含有するように適応されたキャビティを備えている。この種のカプセル又はボーラスを本特許の条件下で使用することは、それが適用される動物の健康、行動及び福祉に何の問題も害も伴わない。
反芻動物の識別及び管理用カプセルは、一般的に不活性材料の体部又はマトリックスを含む。それは重量があり、反芻動物前胃の腐食性条件(水分、pH4〜8、強還元性の嫌気的環境、強い微生物活動、タンパク分解及び線維分解酵素の作用等)に対する耐性をもつ。その前胃に、動物に関するあらゆる種類の情報(識別番号、生産特性、活動及び行動等)を貯蔵し、前記情報を電磁波によって受信装置に転送できる電子装置が移植される。
動物の電子識別は、国際取引において動物や肉に要求されるトレーサビリティ(追跡可能性)の要件に応じるために今日では非常に重要なものとなっている。そこで、欧州委員会は、反芻動物の公的識別システムとして電子識別の使用に技術的及び標準化の進展がなされたことに鑑み、今後数年以内に決定を下す必要性を提案している(ウシに関するEEC規則1760/2000及び現在審議中のヒツジ及びヤギに関する規則案COM−2002−729)。
こうした状況において、特に重要なことは、実際に使用される電子識別装置が、(1)非常に早期、出生後なるべく早く、いずれにしても動物の離乳前(母子間の結び付きが切れて関係性が失われるとき)に適用できること、(2)動物に永続的に保持されて、その生産寿命全体を通じて単一の識別が得られること、(3)動物体内の固定された、そして予め分かっている位置に配置されて、生存動物内の識別装置を、静的状態(固定された動物)であれ動的状態(動いている動物)であれ、迅速かつ容易に読み取ることができ、また死後又は食肉処理場での動物の解体後、容易かつ迅速に回収できること、である。
これらの目的は、現在入手可能な識別装置では全体的にも同時的にも満たされない。最近、ICAR(International Committee for Animal Recording、家畜の能力検定に関する国際委員会)又は動物生産の識別及び管理に関する国際委員会は、公的識別法として何らかの種類の装置の使用の承認を得るには98%を超える保持が必要という手続案内を発表した。
本発明特許の著者らによってなされた以前のいくつかの研究、例えば、Cajaら(1998;Final Project Report AIR3−2304、ブリュッセル)、Cajaら(1999;Comp.Elec.Agric.24:45−63)、Garin(2002;Doctoral Thesis(博士論文)、Universidad Autonoma of Barcelona(バルセロナ自治大学))、Garinら(2002;J.Animal.Sci.81:879−884)及びGhirardi(2003;Tesis de Magister、Universidad Autonoma of Barcelona)に、識別カプセル又はボーラスを好ましくは網胃又は反芻動物の第二胃に配置することの利益が示されている。これについては、異なる種の反芻動物に経口投与されるカプセルの物理的特性及び最適サイズを決定するために数多くの試行がなされた。この位置であれば、異なる特性の異なるボーラスを使用しても、幼若動物(Garinら、2002)及び成熟動物(Cajaら、1999)の両方において動物に無害である。
反芻胃におけるカプセル又はボーラスの永続率の高さを条件付ける最も重要な物理的パラメータの一つはカプセルの比重である。比重は、物体の重量とその固有体積の蒸留水の重量との間に存在する比率と定義される。反芻動物に保持されるカプセルについてFallonが最近出した結論によれば(2002;Rev.Sci.Tech.Off.Int.Epizoot.20:480−490)、その比重の値は2を超えなければならない。
酸化ケイ素(ガラス及びセラミック)を基にした材料で製造され、比重が2前後のカプセルに関するいくつかの特許文献、例えばEP0480530及びES2089556、があるが、それらは動物の反芻胃における満足な保持率(>98%)を達成しない、又は幼若動物もしくは体重30kg未満の動物への適用が不可能となる比較的大きい寸法で製造される必要がある、のいずれかである。
その他の特許に金属塊を備えたカプセルに関するものがある。これは比重の増加と、瘤胃における装置の垂直位を達成して読取り可能性の改良を目的としている。このように、特許文献AU649212には、液体を満たし、磁気ブロックを備えることができる磁器製体部の中に配置された電子装置が提供されている。その目的も、食肉処理場での解体及び屠体加工時にその回収を容易にすることである。それでもなお、このようなタイプのボーラスの欠点は、サイズの大きさだけでなく、金属体の存在である。金属体は高周波電磁波の受信及び送信を妨害し、読取り可能性を低減する。
これらの欠点を回避するために、他のタイプのカプセル又は反芻胃用ボーラスが考案されている。例えば、特許ES2140237に開示されているようなもので、その体部は高比重で電磁放射線を通すアルミニウム系材料(酸化アルミニウム、Al2O3)でできており、識別トランスポンダを配置するための内部キャビティを提供している。前記材料の比重は2.5を超える。これは反芻動物の第二前胃におけるカプセルのより正確な位置取りを確実にする。さらに、前記カプセルは、電磁波によるデータの検出又は送信を妨害する磁気又は金属元素を含有しない。
しかしながら、電子ボーラスで反芻動物を識別する際、実際に観察された別の主要問題はそのサイズである。なぜならば、逆流(反芻)による排除を回避するために、カプセルは高重量を達成する必要があるからである。本特許の著者らが異なる種類のボーラス及び生産状況で実施した以前の研究では、ウシ家畜においてボーラスの保持が有効(100%)なのは、ボーラスの重量が50〜80gを超える場合であることがGhirardiらによって示されている(2003;ITEA:Prod.Animal,増刊号24,85−87)。これは、先に参照した特許で使用された材料の比重(2〜2.5)と仮定すると、中型又は大型ボーラス(長さ65〜110cm、直径1.8〜2.5cm)を用いた場合にのみ達成される。この大きさは、一部のウシ新生児又は特定在来種の完全成長牛の場合のように、幼若又は小型動物が飲み込むのは不可能である。実際、ボーラスは生体重が25〜30kgになる前に適用すべきでなく(Cajaら、1999)、より安全のためにはウシの場合50kgになる前に適用すべきでないことが推奨される。このタイプのボーラスによる早期識別は、出生時の平均体重が2〜4kgで、一般的に生後3〜6ヶ月から25〜30kgに達する子ヒツジ及び子ヤギの場合は明らかに不可能である。これらの場合、飲込みが可能となるのはボーラスの寸法が非常に縮小されている場合のみであるが、前述の特許に従って製造された識別装置では不可能である。
動物の瘤胃におけるカプセルの永続性を確保するために同じく重要なその他の側面も存在するが、これについては掘り下げた研究がなされていない。本発明特許の著者らは、いわゆる‘有効重量’とカプセルの寸法も、カプセルの逆流を回避し、反芻胃におけるそれらの永続性を保証するために特に重要であると判断した。
そこで、瘤胃用カプセルの‘有効重量’を、カプセルの総重量と、水中にあるその体積によって決まるその浮力との間の差と定義する。有効重量を使用すれば、一部のカプセルで観察される浮力作用が排除される。例えば、特許文献ES2089556、EP0480530、AU649212及びES2140237に記載されているような、大きい内部キャビティを含有し、それを金属バラストによって中和しようとしているカプセルである。このような場合、結果的に総重量又は比重は、前述のように、それ自体反芻胃におけるカプセルの保持を保証するための適切な基準にならない。
同じく考慮すべきことは、Garinら(2002)及びGhirardi(2003)が指摘しているように、カプセルのサイズを縮小することによって、カプセルが消化器の次のセクションに移動可能となり、腸管を通過して動物の糞と共に紛失する可能性があることである。従って、興味深いことは(小型ボーラスを使用する場合は特別に)、カプセルが反芻胃にとどまって、反芻動物のそれぞれ第三及び第四胃である葉胃及び皺胃に向かう網胃−葉胃口を通過しないことである。通過すると動物の識別を喪失する結果になる。
この意味において、本特許の著者らが実施した調査から、カプセルの長さが増加すると、その直径が網胃−葉胃口のそれより小さいかどうかに関わらず、網胃−葉胃口を通過する機会が削減されることが明らかとなった。網胃−葉胃口の直径は、Ghirardi(2002)の見積によれば、ヒツジ及びヤギの場合1.4〜2.0cm、ウシの場合2.5〜3.5cmの間で変動する。これは効率的に保持される(100%)ボーラスの直径より大きく、網胃−葉胃口のろ過能を決定しているのは他の要因であることを示している。従って、カプセルが網胃−葉胃口を通過して消化系の次のセクションへ移動する結果となる際、それを制御するための重要な因子は、カプセルの重量よりもその長さである。
本発明の反芻動物の電子識別用カプセル体が、前に提起された問題の解決策を提供する。
異なる種の反芻動物の反芻胃におけるカプセル又はボーラスの保持を説明する法則を決定するためになされた以前の研究及び実施された実験的試験の結果、反芻動物の識別に使用するカプセルを製造するための新規デザイン及び材料をここに提供する。これは、前述の適用及び保持の問題を解決し、本発明の異なる変形に従って異なる年齢及び大きさの動物への適用を可能とするものである。
本発明の反芻動物の電子識別用カプセル体は、カプセル体部を構成するセラミック材料が密度4.0g/cm3以上の非鉄元素の誘導体を含み;体部の比重が3.0以上であり;カプセルの総重量が8g〜90gの間に含まれ;カプセルの有効重量が5g〜85gの間に含まれ;そしてわずかに丸みを帯びた端部を有するシリンダ様の形状で、長さ30mm〜95mm、直径8mm〜25mmであることを特徴とする。
本発明の別の特徴によれば、カプセル体部のセラミック材料は酸化ジルコニウム(ZrO2)を含む。
本発明の別の特徴によれば、酸化ジルコニウムの組成は30重量%〜80重量%の間に含まれ;その比重は3.5〜4.0の間に含まれる。
本発明の反芻動物用のカプセル体の別の卓越した態様は、セラミック材料が以下の成分、すなわち17〜50重量%の酸化ケイ素、0.02〜0.05重量%の酸化マグネシウム、3〜6重量%の酸化アルミニウム、1.20〜2.60%の酸化カルシウム、0.12〜0.40重量%の酸化カリウム、1.00〜3.20重量%の酸化チタン、0.01〜0.03重量%の酸化ナトリウム、0.02〜0.15重量%の酸化鉄、及び0.01〜0.03重量%の酸化リンの一つ以上を含む点である。
本発明による反芻動物の識別用カプセルは、カプセルの長さと直径間の比率が3〜6の間に含まれ、好ましくは4.5に近い数値であることも特徴とする。
体重約25kg未満の反芻動物用カプセルは、体部の長さが35mm〜75mmの間、直径が8mm〜15mmの間、総重量が8g〜50gの間、そして有効重量が5g〜45gの間に含まれることを特徴とする。
体重約25kgを超える反芻動物の識別用カプセルは、体部の長さが50mm〜110mmの間、直径が12mm〜25mmの間;総重量が40g〜90gの間;そして有効重量が35g〜85gの間に含まれることを特徴とする。
本発明のカプセル体は、体部の少なくとも一方の円形端部に配置され、生分解性材料のブラケットで固定された弾性エレメントを備えていることも特徴とする。
図面において、経口投与されるように適応されたカプセル1は、セラミック材料の体部2を含み、該体部はデータ交換装置4を封入するためのキャビティ3を備え、該キャビティはその後反芻動物の胃における耐分解性セメント又はシリコーンで閉じられることが理解できる。
カプセル1の体部2を構成する前記セラミック材料の組成の一例を以下の囲み表に詳細に示す。
表に記載の組成は、セラミック材料の体部2の製造に適用可能であり、その寸法は、体部2の長さが30〜110mm、その直径が8mm〜25mmの範囲である。
好適な実施の形態において、表1に記載の組成で体部2ができており、体重25kg未満の動物に適用可能な本発明によるカプセル1は、8g〜50gの間に含まれる総重量、直径10mm及び長さ50mmを有する。前記カプセル1は、基本的にはウシ家畜の識別に使用される。
同じ組成は体重25kgを超える動物用のカプセル1にも適用可能である。この場合の好適な実施の形態は、カプセル1が、40g〜90gの間に含まれる重量、直径18mm及び長さ72mmを有する。
どちらのタイプのカプセル1も、サイズの小さい小型動物(ヒツジ、ヤギ、子ウシなど)に適用可能なものであれ、重量及びサイズの大きい大型動物(ウシ、シカなど)に適用可能なものであれ、3を超える比重を有する。厳密に言えば、酸化ジルコニウムの組成が30重量%〜80重量%の間に入っていれば(57.55%)、比重は3.5〜4.0の間に入ることになろう。
カプセル1の総重量は、動物がそれを逆流しないほど十分に重くなくてはならないが、今度は高重量であると消化器の次のセクションへの移動が促進され、排便によってカプセルが紛失することも心に留めておくべきである。本発明の総重量及び有効重量の値、寸法、組成及び比重量特性を組み合わせて、逆流されないような適切な重量のカプセル1が達成される。同様に寸法も動物の瘤胃又は第二胃におけるカプセルの残留に有利に働くので、カプセルが消化器の次のセクションに移動するのが防止される。
記載されたカプセル1は、30%〜80%の重量割合の酸化ジルコニウムを含む組成でできたセラミック材料の体部2を有しており、データ交換装置4との干渉を最小限にすることを目指して比較的低い重量割合の酸化鉄しか含まない。この効果は重要である。なぜならば、カプセル2の組成がデータ交換装置4から受け取ったデータを隠すか、又は前記装置4の読取りをするために発信されたシグナルを変更する可能性があるからである。17%〜50%の重量割合の酸化ケイ素、0.02%〜0.05重量%の酸化マグネシウム、3%〜6重量%の酸化アルミニウム、1.20%〜2.60%の酸化カルシウム、0.12%〜0.40重量%の酸化カリウム、1.00%〜3.20重量%の酸化チタン、0.01%〜0.03重量%の酸化ナトリウム、0.02%〜0.15重量%の酸化鉄、及び0.01%〜0.03重量%の酸化リンのような成分は、データ交換装置4の読取りに使用される電磁波を妨害しない成分である。
図2〜5に従って、本発明の好適な実施の形態は、体部2の少なくとも一方の円形端部に配置され、ドリル又は横溝によって固定された、スプリング又は弾性バンドのような弾性エレメント5を備えたカプセル1からなる。生分解性材料のブラケット6を配置して弾性エレメント5を固定するが、その際ブラケット6が弾性エレメント5を折り畳んだ位置に保持するようにする。このタイプの実施の形態は、識別が困難な品種又は種の動物におけるカプセル1の保持増大のために特別に設計されたものである。すなわち、逆流や消化器の次のセクションへの移動がいともたやすく行われることが観察されている一部の品種のヤギ及びある種の野生反芻動物のような動物用である。これはまた、非常に早期に識別する必要のある動物、及び/又は未熟な動物、生長遅延の動物又は病気の動物のような非常に低体重の動物にも特に適用可能である。図2に示されている例では、弾性エレメント5は体部2の両端に配置されたスプリングである。もっとも、弾性を有する任意の材料も適用可能である。このように、金属又はプラスチック製のスプリングが本発明の目的をはずれることなく使用できる。ブラケット6によって弾性エレメント5は折り畳んだ位置に固定される。あるいは、図5では、スプリングが伸張された位置に配置されているのが分かるであろう。弾性エレメント5を用いることにより、カプセルが動物の反芻胃に入った後、比重及び/又は有効重量を削減することなく、カプセル1のサイズ又は寸法の増大が達成できる。
ブラケット6は生分解性材料から形成されているので、動物の消化器内で消化されて、弾性エレメント5を伸張させることができる。生分解性材料としては、綿又はセルロースのような任意のセルロース化合物;デンプンのような任意のデンプン性化合物;ゼラチン、動物繊維又は線維性タンパク質のような任意のタンパク性化合物;又は動物瘤胃の物理化学条件で分解性の任意の合成ポリマーが使用される。
弾性エレメント5を備えたカプセル1の適用を容易にするために、ユニットをカバー7で覆うことが構想されている。カバー7は、図3から分かるようにシリンダ形でわずかに丸みを帯びた端部を有する。図3ではカバー7は丸みを帯びた端部の一方を示している。カバー7内部の体部2と弾性エレメント5の配置を詳細に図示するために図4が提供されている。これは図3のカプセルを長さ方向に切ったものに対応する。
カプセル1は、構想した異なる変形によって、異なる種、年齢及び体重の反芻動物に適用可能であり、幼若動物を識別するのは不可能であるという現在の問題に対し、小型ボーラスによる解答を提供している。該小型ボーラスはその後これらの動物が成長し成熟年齢に達するときも保持される(体重は出生時以降10〜20倍増加しうる)。更に詳しくは、本発明は、他への適用を排除するわけではないが、家畜反芻動物(ウシ、ヒツジ及びヤギ)(厩舎で飼育されていようと放牧されていようと)、及び野生反芻動物又は狩猟用に飼育されている反芻動物(シカ、ノロジカ、ダマジカ、ムフロン、シロイワヤギ等)(自由に動き回っていようと捕獲されていようと)に適用可能である。その目的は早期にそれらの識別及び管理を獲得することであり、その方法は良好な動物福祉及び管理実践と両立する。
記載されたカプセル1は、様々な年齢及びサイズの反芻動物に試されたが、過敏性、潰瘍形成又は動物の行動変化の問題が検出された例は全くなかった。前記カプセル1は、生後わずか数日の動物に適用されたが、飲込みの問題も動物の一生を通じて紛失も観察されず、生後1日目からのより正確な管理を可能にした。これを畜牛農場又は放牧農場の全家畜に拡大するならば、それらの制御及び管理が著しく改善される。
入手可能なデータ及び本特許の著者らが実施したいくつかの補完的試行で得られたデータから、ボーラスの寸法及び肥育用子ウシにおけるそれらの保持を掲げるいくつかの法則が決定された。従って、識別装置の保持率(RID、%)が、対応するボーラス寸法で得られたデータを非線形的に調整することによって得られた等式(多項式モデル及び指数モデル)によって説明できる。
1)総重量(TW、g)
2.1)多項式モデル。
RID(%)=−0.023×TW2+2.993×TW+5.656;r2=0.849
2.1)指数モデル。
RID(%)=98,853(1−e−0.069TW);r2=0.876
2)比重(SG)
2.1)多項式モデル。
RID(%)=−7.841×SG2+56.933×SG−6.613;r2=0.894
2.2)指数モデル。
RID(%)=126.331(1−e−0.434SG);r2=0.881
3)有効重量(EW、g)
3.1)多項式モデル。
RID(%)=−0.026×SG2+2.352×SG+43.467;r2=0.968
3.2)指数モデル。
RID(%)=99.270(1−e−0.0997EW);r2=0.927
2.1)多項式モデル。
RID(%)=−0.023×TW2+2.993×TW+5.656;r2=0.849
2.1)指数モデル。
RID(%)=98,853(1−e−0.069TW);r2=0.876
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RID(%)=−7.841×SG2+56.933×SG−6.613;r2=0.894
2.2)指数モデル。
RID(%)=126.331(1−e−0.434SG);r2=0.881
3)有効重量(EW、g)
3.1)多項式モデル。
RID(%)=−0.026×SG2+2.352×SG+43.467;r2=0.968
3.2)指数モデル。
RID(%)=99.270(1−e−0.0997EW);r2=0.927
前記等式は、カプセル1の寸法からウシの反芻胃において期待される保持率の推定を可能にする。これによって、実際使用されるカプセル1の最適寸法を先験的に決定することが可能になる。保持率研究によって、総重量が65g、比重の値が3.6及び有効重量の値が48gの場合の最大値、並びに80gの総重量、3.9の比重及び55gの有効重量からRIDのプラトー値約100%が示されている。
本発明の目的に従って反芻動物の識別用カプセルを非制限的例によって添付の図面に示す。前記図面において、
反芻動物の電子識別用カプセルを示す線図である。該図面からカプセルを構成する異なる部品を理解することができる。
弾性エレメント及びブラケットを備えた本発明によるカプセルを示す別の線図に対応する。
カバーを備えた本発明によるカプセルを示す図である。
折り畳まれた位置にある弾性エレメントを備えた本発明のカプセル体を示す線図である。
弾性エレメントが伸張された位置にある、図4のカプセルに対応する図である。
1 カプセル、2 体部、3 キャビティ、4 データ交換装置、5 弾性エレメント、6 ブラケット、7 カバー。
Claims (8)
- 反芻動物の電子識別用カプセル(1)であって、経口投与されて該動物の第二胃(網胃又は反芻胃)に格納されるように適応されており、前記カプセルは、動物の胃液に耐性のあるセラミック材料の体部(2)を含み、データ交換装置(4)を封入するためのキャビティ(3)を備えており、
カプセル体部のセラミック材料は、密度4g/cm3以上の非鉄元素の化合物を含み、
前記体部の比重は3であり、
カプセルの総重量は8g〜90gの間に含まれ、
カプセルの有効重量は5g〜85gであり、そして
カプセルは楕円形の、わずかに丸みを帯びた端部を有するシリンダ様で、直径は8mm〜25mmの間に含まれ、長さは30mm〜110mmの間に含まれる
ことを特徴とするカプセル(1)。 - 体部(2)のセラミック材料が酸化ジルコニウム(ZrO2)を含むことを特徴とする、請求項1に記載のカプセル(1)。
- 酸化ジルコニウムの組成が30重量%〜80重量%の間に含まれ、比重量が3.5〜4.0であることを特徴とする、請求項1及び2に記載のカプセル(1)。
- 体部(2)を構成するセラミック材料が以下の成分、すなわち17〜50重量%の酸化ケイ素、0.02〜0.05重量%の酸化マグネシウム、3〜6重量%の酸化アルミニウム、1.20〜2.60%の酸化カルシウム、0.12〜0.40重量%の酸化カリウム、1.00〜3.20重量%の酸化チタン、0.01〜0.03重量%の酸化ナトリウム、0.02〜0.15重量%の酸化鉄、及び0.01〜0.03重量%の酸化リンの一つ以上を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のカプセル(1)。
- カプセルの長さと直径間の比率が3〜6の間に含まれ、好ましくは4.5に近い数値であることを特徴とする、請求項1に記載のカプセル(1)。
- 体部(2)の長さが50mm〜110mmの間、直径が12mm〜25mmの間、総重量が40g〜90gの間;そして有効重量が35g〜85gの間に含まれることを特徴とする、体重約25kgを超える反芻動物用の前記請求項1〜5のいずれかに記載のカプセル(1)。
- 体部(2)の長さが35mm〜75mmの間、直径が8mm〜15mmの間、総重量が8g〜50gの間;そして有効重量が5g〜45gの間に含まれることを特徴とする、体重約25kg未満の反芻動物用の前記請求項1〜5のいずれかに記載のカプセル(1)。
- 体部(2)の少なくとも一方の円形端部に配置され、生分解性材料のブラケット(6)で固定された弾性エレメント(5)を備えていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のカプセル(1)。
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