Aus dem Department für Kleintiere und Pferde Klinik für Pferde

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Aus dem Department für Kleintiere und Pferde
Klinik für Pferde
Großtierchirurgie und Orthopädie
der Veterinärmedizinischen Universität Wien
(Vorstand: O. Univ. Prof. Dr. med. vet. Christian Stanek)
Fach: Orthopädie
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DES HUFHORNS ADULTER, HUFGESUNDER
ESEL UNTER SPEZIELLER BERÜCKSICHTIGUNG DER HUFHORNHARTE UND
ERSTELLUNG EINES FINITE ELEMENTE MODELLS DER ESELZEHE
INAUGURAL-DISSERTATION
zur Erlangung der Würde einer
DOCTORA MEDICINAE VETERINARIAE
der Veterinärmedizinischen Universität Wien
vorgelegt von
Diplom-Tierärztin Johanna Wemsperger
Wien, im September 2009
Betreuerin: Ao. Univ. Prof. Dr. med. vet. Christine Hinterhofer
Begutachter: O. Univ. Prof. Dr. med. vet. Christian Stanek
INHALTSVERZEICHNIS
1. Einleitung
2. Literaturübersicht
2.1 Der Esel als Haustier
2.1.1 Der Esel - Abstammung, Domestikation und Verbreitung
2.1.2 Haltung und Fütterung
2.1.3 Des Esels lange Ohren
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2.2 Das Zehenendorgan von Equiden
2.2.1 Über den lahmen Esel
2.2.2 Der Aufbau von Hufhom
2.2.2.1 Histologischer Aufbau der Hufepidermis/ Hufmatrix
2.2.3 Wachstum von Hufhom
2.2.4 Anatomische Unterschiede von Pferde- und Eselhufen
2.2.4.1 Hufform- und Winkelung Equus caballus (Pferd/ Pony) Equus asinus (Esel)
2.2.5 Mechanische Eigenschaften von Hufhom
2.2.5.1 Die Härte von Hufhom
2.2.5.2 Die Qualität von Hufhorn
2.2.5.3 Hufpflege beim Esel
2.2.5.4 Der Elastizitätsmodul
2.2.6 Die Gliedmaßenstellung des Esels
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9
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2.3 Die Finite Elemente Methode in der veterinärmedizinischen Forschung
an Equiden
2.3.1 Die Finite Elemente Analyse
2.3.1.1 Die Modellerstellung
2.3.1.1.1 Generierung von Finiten Elementen und
Knotenpunkten
2.3.1.1.2 Definiemng der Materialeigenschaften
des Modells
2.3.1.1.3 Die Randbedingungen und die Simulation
der Belastung
2.3.1.2 Die Berechnung der Verändemngen, welche durch die
simulierte Belastung entstehen
2.3.1.3 Die Validiemng eines Finite Elemente Modells
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3. Material und Methode
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3.1 Härtemessung und Wachstumsveriaufsmessung
3.1.1 Material
3.1.1.1 Probanden
26
26
26
3.1.1.2 Härtemessgerät und Shore D - Härte
3.1.2 Methode der Härtemessung
3.1.2.1 Projektierte Parameter
3.1.2.2 Vorbereitung der Hufe für die Härtemessung
3.1.2.3 Durchführung der Härtemessung
3.1.2.4 Protokollierung
3.1.2.5 Statistische Auswertung der erhobenen Härtedaten
3.1.3 Methode der Wachstumsverlaufsmessung
3.1.3.1 Vorbereitung der Prüfkörper für die Wachstumsmessung
und Datenerfassung
3.1.3.2 Auswertung am PC
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29
30
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32
32
33
3.2 Bezug und Aufbereitung der Wetterdaten
3.3 Evaluierung der Gliedmaßenstellung
3.4 Kronrand- und Tragrandumfang von Esel und Pony
3.5 Ohrlängen von Esel und Pony
3.6 Widerristhöhen (WH) von Pony und Esel
3.7 Das Finite Elemente Modell der Eselzehe
3.7.1 Material und Datenerfassung
3.7.2 Methode
3.7.2.1 Die Vorbereitung der Extremität
3.7.3 Rationalisierung, Segmentierung und Vernetzung der 3D-Daten
3.7.3.1 Anatomische Rationalisierung
3.7.3.2 Segmentierung der Einzelkomponenten
3.7.3.3 Vernetzung mit Finiten Elementen
3.7.4 Definition der Material ei genschaften, Randbedingungen und
der Belastung
3.7.4.1 Die Mate rial ei gen Schäften der Komponenten des
FE - Modell der Eselzehe
3.7.4.2 Rand- und Kontaktbedingungen und Simulation
der Belastung
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4. Ergebnisse
40^
4.1 H arte Verlaufs me s sun gen
4.1.1 Härteverteilung am gesunden Eselhuf
4.1.1.1 Hufwand
4.1.1.1.1 Einfluss von Pigment auf die Härteverteilung
an der Hufwand
4.1.1.1.2 Einfluss von exogenen Faktoren (Wetter) auf
die Härteverteilung der Hufwand
4.1.1.2 Tragrand
4.1.1.2.1 Einfluss von Pigment auf die Härte Verteilung
am Tragrand
4.1.1.2.2 Einfluss von exogenen Faktoren (Wetter) auf
die Härte Verteilung des Tragrandes
40
40
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4.2 Wachstumsverlaufsmessungen
4.3 Gliedmaßenstellung
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4.6 Ohrlänge
4.7 Die Finite Elemente Analyse
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58
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5. Diskussion
65
5.1 Die Härte von Huf- und Klauenhom
5.1.1 Hufhomhärte, Feuchtigkeit und Jahreszeit
5.1.2 Härteunterschiede und ihre mögliche Bedeutung für den Esel oder:
Gibt es beim Esel einen Hufmechanismus?
65
68
5.2 HufhomWachstum
5.2.1
Hufhomwachstum und Jahreszeit
70
72
5.3 Gliedmaßenstellung des Esels
5.6 Ohrlänge Pferd - Esel
5.7 Statistische Datenauswertung
5.8 Das Finite Elemente Modell
5.8.1 Vorbereitung der Gliedmaße und geometrische Datenerfassung
5.8.2 Anatomische Rationalisierung
5.8.3 Vernetzung und Materialeigenschaften
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74
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77
78
78
5.9 Fortführende Gedanken
78
6. Zusammenfassung
81
7. Summary
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8. Literaturverzeichnis
83
69
ABKURZUNGSVERZEICHNIS
CI
CT
d
E - Modul
Fb
FE - Modell
FWF
ggrHWD
Max.
mgr.
Min.
MPa
n
SCE
SDE
Stabw.
TD
vs.
V
WH
Z
Konfidenz Intervall
Computertomograph
Tag
Elastizitätsmodul
Finite Elemente
Finite Elemente Modell
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung
geringgradig
hom wall depth (Homwanddicke)
Maximum
mittel gradig
Minimum
Megapascal
Anzahl
Shore C Einheiten
Shore D Einheiten
Standardabweichung
Röhrchendichte
versus
Poisson^sche Zahl
Widerristhöhe
Zone
I. EINLEITUNG
„ Wird jemand Esel tituliert, so fühlt sich der gar sehr schimpßert.
Doch wer das Grautier biblisch kennt, weiß: Esel ist ein Kompliment.
Zwar schlägt er manchmal Kapriolen und bockt: ach bleibt mir doch gestohlen!
Doch meist, mit Demut in der Miene, verkörpert er das Wort: ich diene!"
unbekannt
Der Esel halte seit jeher für den Menschen einen anderen Stellenwert, und damit einen
schwereren Stand, als das Pferd. Nützlich und notwendig zwar, demütig und genügsam,
allerdings immer mehr als Arbeitstier eingesetzt als sein edler Verwandter, das Pferd.
In den östlichen Teilen der Welt wird der Esel, equus asinus asinus, auch heute noch als
Lasttier eingesetzt, in den westlicheren Regionen allerdings steigt seine Bedeutung als
Frei Zeitpartner. Als Attraktion für Kinder, gutmütiger Geselle in Streichelzoos, vor der
Kutsche oder einfach als Maskottchen findet er in immer mehr Ställen Einzug.
1. Esel iR<iniu •stDUR). Kt'irperluige t,£*ira.
Mit dem Wachsen der Population ergeben sich multiple und spezielle Anforderungen an das
Wissen der Tierärzte. Mag man den Esel oftmals wie ein kleines Pferd oder Pony behandelt,
er ist eben keines, und Fehler in der Behandlung sind oftmals vorprogrammiert. Das Wissen
um des Esels spezielle Anforderungen an Haltung und Fütterung, seine Vorlieben, seine
Anatomie, oder auch um eventuelle Krankheitsprädispositionen muss komplettiert und
intensiviert werden, muss Einzug in das „Standardwissen*' von Tierärzten und Haltern
erlangen.
Eine zentrale Rolle spielt, wie bei jedem Ungulaten, auch beim Esel die Gesundheit seiner
Extremitäten und seiner Hufe. Ein Großteil der Lahmheitsursachen liegt auch beim Esel im
Bereich der Zehe. Dem Wissen um Mechanik und Funktionalität, um die Hufgesundheit des
Esels, kommt also besondere Bedeutung zu.
Bei der vorHegenden Arbeit handelt es sich um einen Beitrag zum Projekt Nr. V56-N14 des
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF), welches sich der
Charakterisierung der Eigenschaften von Huf- und KJauenhom von Rindern, Pferden und
Eseln widmet. Diese Tiere können ohne gesunde Zehenendorgane, ohne gesunde Hufe und
Klauen, nicht leben bzw. Arbeit leisten. Aus diesem Grund ist es, besonders in Bezug auf die
den Tieren von uns Menschen aufgezwungenen Haltungsbedingungen, unerlässlich das
Hommaterial zu kennen, zu schützen und zu schonen. Dies wiederum ist nur durch fundierte
Kenntnis der die anatomischen Strukturen erreichbar. Nur detailliertes Wissen ermöglicht die
Entwicklung von effektiven Therapien zum Wohl unserer Heim-, Freizeit- und Nutztiere.
Als offene Punkte im Rahmen des FWF- Projekt Nr. V56-N14 stellten sich also die
Evaluierung der Hufhomhärte des Eselhufes, im Anschluss an bereits durchgeführte
gleichartige Untersuchungen bei Pferd und Rind, sowie die Erstellung des digitalen FE Modells der gesamten Zehe eines equus asinus asinus dar. Ein solches Modell gibt es bis dato
nur für das Rind und das Pferd.
Zu diesem Zweck war es also unser Vorhaben, die bereits beim Pferd angewandten Methoden
des Härtetests beim Esel durchzuführen, sowie ein digitales FE - Modell der Eselzehe zu
erstellen.
Das FE - Modell der Eselzehe ermöglicht eine Vorab- Simulation aller vorstellbaren
mechanischen Einflüsse auf die anatomischen Strukturen der Zehe des Esels. Die Technik des
FE - Modell stellt eine Methode dar, deren Resultate in dreidimensionaler graphischer Form als „Bilder" - dargestellt werden, und somit für den Menschen einfach zu erfassen sind.
Durch farbige Darstellungen und simulierte kurze Videoclips werden dreidimensionale
Probleme zum Leben erweckt, was die Attraktivität dieses Mediums ausmacht. Mit seiner
Hilfe wird das Erlernen, wie auch das Lehren von fachspezifischen Informationen unterstützt
und vereinfacht, was Veterinärmedizinem und Hufschmieden bei der Aus- und Weiterbildung
zugute kommen kann.
Das digitale ra - Modell der Eselzehe soll als Grundlage für fortführende Arbeiten
herangezogen werden, worin verschiedene Beschlagssituationen und die Auswirkungen
unterschiedlicher Bodengestaltungen erarbeitet werden.
Der wissenschaftliche Ansatz der vorliegenden Arbeit basiert auf dem Erlangen zusätzlichen
Wissens um die speziellen Materialeigenschaften des Hufhomes von Eseln. Grundlagen
sollen erforscht und ein besseres Verständnis für die speziellen Bedürfnisse des Eselhufes
gefördert werden, um einen kleinen Schritt in Richtung Therapieansatz und Prophylaxe von
orthopädischen Problemen beim Esel in der tierärztlichen Praxis zu gehen.
S. Dsrbln'Ul iKqnM Leintooiu).
BUHkbaM' KaBHfHttoH-I.nUaik
14. Aull.
kürirrlJuigf K.HIB1.
2. LITERATURÜBERSICHT
2.1
Der Esel als Haustier
Die Haltung eines Esels als „Hobbytier'* erfreut sich in den letzten Jahren immer
weitgreifender Beliebtheit. Er wird meist mit Pferden, Ponys oder auch Lamas gemeinsam
gehalten, individuelle Bedürfnisse an Haltung, und Pflege können somit oft nur schwer
umgesetzt werden.
Da beim Esel oft keine planmäßige Züchtung stattfindet, und sich dadurch mehrere territorial
gebundene Populationen gebildet haben (FLADE 2000), wird neben den bekannten
Speziairassen eine Einteilung des Hausesels anhand seiner Größe (dem Stockmaß)
vorgenommen.
Es haben sich einige divergierende Größeneinteilungsschemata entwickelt. Anbei werden die
Einteilung der Donkey Breed Society (Großbritannien) und der Vorschlag von BECZE
(1955, zitiert nach FLADE 1990) als Beispiele herangezogen: (cm - Angaben, gerundet)
Miniature (Zwergesel)
Small (kleiner Esel)
Large (großer Esel)
Spanish (Spanischer Esel)
Donkey Breed Society (FLADE 2000)
Klein
Mittelgroß
Groß
Sehr groß
BECZE (1955, zitiert nach FLADE 1990, 2000}
unter 91 cm
91 - 104 cm
104-123 cm
über 123 cm
unter 100 cm
100-120 cm
120- 140 cm
über 140 cm
Unser modemer Hausesel ist von enormer phänotypischer Vielfalt. Exterieur, Fellfärbungen
und Leistungsmerkmale sind unter Eseln heute beinahe so reichlich vorhanden wie bei
Pferden und Ponys.
2.1.1
Der Esel - Abstammung, Domestikation und Verbreitung
Der Esel gehört zur Klasse der Säugetiere (Mammalia), zur Ordnung der Unpaarzeher
(Perissodactyla) und weiters zur Gattung der Equiden (FLADE 2000, STUBERGER 2008).
Die Galtung „ EQUIDE" umfasst sechs Arten:
1. Esel (equus asinus)
2. Pferd (equus caballus)
3. Halbesel (equus hemionus)
4. Steppenzebra (equus quagga)
5. Bergzebra (equus zebra)
6. Grevy - Zebra (equus grevy)
(HAFNER 2002)
Man kann den Esel (Equus asinus) mit allen anderen Arten der Gattung Equus kreuzen
(BORWICK 1994). Die entstandenen Hybriden sind in der Regel nicht in der Lage sich weiter
fortzupflanzen (AUGUSTIN 2007).
HAFNER (2008) unterscheidet zwischen dem „Hausesel", der keinerlei Rassezugehörigkeit
besitzt, und dem selteneren „Rasseesel", der sich durch seine Reinblütigkeit, seine
standardgetreue Züchtung, den Abstammungsnachweis und den Eintrag in ein offizielles
Stutbuch definiert. Die exakte Herkunft des Hausesels ist bis heute noch nicht eindeutig
geklärt. Vieles weist darauf hin, dass der Nubische Wildesel, der heute als ausgestorben gilt,
der Stammvater unseres heutigen Hausesels ist (HAIDER 2002). Der heutige Hausesel
(equus asinus asinus) stammt vom afrikanischen Wildesel (equus africanus) ab. Von den
afrikanischen Wildeseln existierten wiederum drei Unterarten, der Atlas-Wildesel, der
Nubische- und der Somali-Wildesel (LICHT 1998, FLADE 2000, HAFNER 2002).
Von Nubien aus wurden die Vorväter unserer Esel spätestens 4000 v. Ch. nach Ägypten
importiert und dort domestiziert (BOISELLE 2007). HERRE (1990, zitiert nach BRENTJES
1971) geht auch von einer Domestikation im nordöstlichen Afrika aus. In seiner bedeutenden
Funktion als Transport- und Lasttier wurde der Esel vor fast 5000 Jahren über Vorderasien,
und weitere 1000 Jahre später nach China eingeführt. Erst später wurden sie nach Europa
verbracht und dort von den Römern verbreitet. So wurde der Esel zu einem der ältesten
Haustiere (BANK et al. 2000).
FLADE (2000) meint, der wahrscheinliche Zeitpunkt der Domestikation des Esels liege
zwischen dem 7. bis 6. Jahrtausend v. Ch.. Für das Pferd gibt er das 4. oder 5. Jahrtausend v.
Ch. als Domestikationszeitpunkt an. Als Grund für diese, im Verhältnis zum Pferd frühzeitige
Domestikation, beschreibt er des Esels Anspruchslosigkeit an Haltungsbedingungen, an
Pflege und Ernährung. Er schreibt weiters: „Besondere Veränderungen der Leistung des Esels
sind als Folge der Domestikation nicht eingetreten und auch infolge seiner - einseitigen Nutzung durch den Menschen während der vergangenen etwa 7000 Jahre haben sich keine
grundlegenden Entwicklungen vollzogen, wie wir sie im Gegensatz dazu bei anderen
Haustierrassen kennen."
Das Unvermögen, sich an andere Klimazonen (zu kalte und zu feuchte) anzupassen, die zu
frühe Nutzung, häufige Überlastung sowie die fast chronische Überforderung seiner
Anspruchslosigkeit und Toleranz durch den Menschen in Gebieten mit traditioneller
Eselhaltung haben oft zur körperlichen Verkümmerung des Esels und zu negativen
Veränderungen seiner Verhaltensweisen geführt. SCHNEIDER (1922) geht sogar soweit, dass
er meint: „Der aus dem Süden eingewöhnte Esel verliert tatsächlich an Lebhaftigkeit und
Intelligenz, wenn er längere Zeit im Norden gehalten wird."
Im Gegenzug dazu meinen RÖSSEL et al. (2007) - die derzeit aktuellste Arbeit zur
Domestikation des Esels - dass der Esel im Zuge der Domestikation signifikanten
phänotypisehen Veränderungen unterworfen war, bis in die frühdynastischen Periode
Ägyptens hinein. Die Metarcarpalknochen ausgegrabener Eselskelette, stammend aus etwa
3000 v.Ch., wurden evaluiert, und anhand der Resultate kann angenommen werden, dass es
sich bei diesen Tieren um domestizierte Tiere, die zum Lastentransport verwendet wurden,
gehandelt haben muss. Außerdem wurde festgestellt, dass der Domestikationsprozess an sich
langsamer, und weniger linear voranschritt, als primär angenommen. Dies implementiert, dass
phänotypische „Domestikationsmerkmale" erst verzögert auftreten können.
Im Laufe der Jahrhunderte wurde der Esel zwar immer wieder geritten, er hat sich im
Gegensatz zum Pferd allerdings nicht recht als Reittier etablieren können. Antike
Dlustrationen zeigen meist seitlich auf dem Tier sitzende Reiter, die begleitet werden von
Eseltreibern mit Stöcken. Man findet auf überlieferten Darstellungen kaum Halfter oder
Zaumzeug, höchstens ein Halsseil. Man ließ sich vom Esel tragen, aber man ritt ihn nicht
(AUGUSTIN 2007, HAFNER 2008 und HAFNER 2005). Heute erfreut sich das „Eselreiten"
in manchen Kreisen zunehmender Beliebtheit. Den niedersächsischen Empfehlungen zur
Haltung des Esels ist zu entnehmen, dass ein Einreiten des Esels erst ab fünf Jahren
begrüßenswert ist. Die maximale Traglast soll ein Fünftel, die maximale Zuglast das Doppelte
des Eselsgewichtes nicht überschreiten (BANK et al. 2(XX)).
Diese „eselfreundlichen" Empfehlungen scheinen sich erst in den letzten Jahren durchgesetzt
zu haben, SCHNEIDER (1922) spricht noch von der besonderen Tragkraft des Esels, für
dessen „starkes Rückgrat" Traglasten bis zu l(X)kg kein Problem wären.
Der Esel war bis zum 30-jährigen Krieg im deutschen Sprachraum noch sehr verbreitet. Doch
fristete er danach, im Gegensatz zu seiner Präsenz in Spanien, Italien und Frankreich, bei uns
ein zahlenmäßig eher bescheidenes Dasein. Erst im 18. Jahrhundert wurde der Esel für den
militärischen Einsatz als Diener des Menschen neu entdeckt (BANK et al. 2000). Im Jahr
2(XX) wurde die Esel population in Deutschland auf 6.(XX) - 10.(XX) Tiere geschätzt, als
Hobbytier hat er hier wieder eine Daseinsberechtigung, ja fast seine eigene „Lobby"
zurückerobert (BANK et al. 2000). In unseren Breiten kennen wir das Bild des kleinen Esels
vor dem hoch beladenen Karren nur von Postkarten und Urlaubsfotos. Nachdem die
Population des Hausesels mit der Industrialisierung stark geschrumpft ist, erlebt er etwa seit
den 80er Jahren eine kleine Renaissance als Hobby -und Freizeittier. LICHT (1998) spricht
von etwa 5(X) Eseln in Österreich.
FLADE (1990, 20(X)) spricht von einem Eselbestand von 39,9 Millionen Tieren weltweit im
Jahre 1984. Als domestiziertes Haustier wurden 2(X)5 von der FAO weltweit 40,9 Millionen
Esel gezähh (im Vergleich dazu: 58,8 Mio. Pferde und 12,2 Mio. Mulis). Von diesen leben
635.0(X) in Europa. Das „eselreichste" Land der EU ist Bulgarien, gefolgt von Spanien,
Portugal, Albanien, Griechenland und Rumänien. Andere bekannte Eselländer wie Frankreich
und Italien liegen in dieser Erhebung bereits unter 20.(XX) Individuen (2(X)4). Der Rückgang
der Eselpopulation in den Ländern Europas war in den letzten Jahrzehnten dramatisch und
hält noch immer an (FAOSTAT 2009). Laut SAVE eNEWS (2008) gelten Esel in Europa als
stark gefährdete Tierart. Forschung und Monitoring müssen vorangetrieben werden.
In Österreichs Equidenstatistik wurden Esel bisher nicht separat erhoben. Daher fehlen dazu
aktuelle Bestandszahlen. Bei der lA AUSTRIA - Interessengemeinschaft Österreichischer
Eselfreunde (www.iaa.aa.tt) werden von deren derzeit ca. 96 Mitgliedern ca. 500 Esel
gehalten, wobei sich diese zu ca. je 1/3 aus Stuten, Hengsten und Wallachen zusammensetzen.
Gemäß einer aktuellen Studie der SAVE- Foundation (KUGLER 2008) leben in Österreich
geschätzte I5(X)-2(XX) Tiere mit einem durchschnittlichen Stockmaß von 1(X) -120 cm. Vom
stark gefährdeten österreichisch- ungarischen Albinoesel zählte man 2(X)4 nur noch 97 Tiere
in ganz Österreich. Zur Erhaltung dieser besonderen und einzigen „österreichischen"
Eselrasse sind Zuchtprogramme zur Stärkung der Population ins Leben gerufen worden.
2.1.2
Haltung und Fütterung
Der Esel ist im Gegensatz zum Pferd ursprünglich kein Steppen-, sondern ein Wüstentier. Aus
diesem Grund sind auch die Verdauungseffizienz und der anteilsmäßige Rohfaserbedarf des
Esels bei weitem höher als beim Pferd (SVENDSEN 1997, STUBERGER 2008).
TAYLOR (1997) erachtet eine ausschließliche Raufutter-Fütterung bzw. den kontrollierten
Weidegang mit Grünfutteraufnahme in der entsprechenden Jahreszeit für den Esel als
ausreichend. Nur bei erhöhtem Bedarf, wie etwa bei schwerer Arbeit oder Laktation, oder bei
Unvermögen des Tieres die erforderliche Menge Raufutter zu sich zu nehmen, sollte
Kraftfutter in dosierten Mengen zugefüttert werden. Laut HAFTVER (2002) soll die
Futterverwertung von Eseln um 30% höher sein, als beim Pferd. Sie empfiehlt eine mittlere
Tagesration von ausschließlich 1 bis 1,5 kg Heu pro 100 kg Körpergewicht pro Tag. Bei
dieser Angabe sind zusätzliche Faktoren wie Arbeit, Klima, Wachstum, Weidegang etc.
freilich nicht berücksichtigt. Auch SVENDSON (1997) meint, dass die Futtermenge für Esel
etwa 75% der Ration für Pferde betragen soll. STUBERGER (2008) berichtet von idealen
Futterrationen von 1,75% bis 2,25% des Körpergewichtes des Esels an trockenem Futter pro
Tag, von dem maximal ein Viertel als Kraftfutter verfüttert, der Rest aus Raufutter bestehen
soll. Das Problem der Fütterung von Hobby-Esel ist, dass sie, gemessen an ihrer
Arbeitsleistung, zu reichlich und falsch ernährt werden, meint auch FLADE (2000). Der durch
Unkenntnis dieser Tatsachen oft überemährte Esel leidet darum häufig unter Huf- und
Leberschäden (BANK et al. 2000). Die außergewöhnliche Leichtfuttrigkeit des Esels, die
heutzutage allerlei Haltungsprobleme aufwirft, war in früheren, kargen Zeiten ein absoluter
Vorteil. SCHNEIDER (1922) etwa meint, dass bei Betrachtung des Fütterungsaufwandes für
ein Pferd im Vergleich zu seiner Leistung, die Haltung eines solchen als nicht besonders
ökonomisch erscheint, wenn man auch einen Esel haben könnte.
Da Esel nur über eine geringe Einfettung des Fells verfügen, frieren sie sehr leicht. Besonders
Nässe ist für diese Tiere bei entsprechend niedrigen Temperaturen ein Problem. Eselfohlen
sind also sehr anfällig gegenüber Pneumonien, gerade, wenn sie früh im Jahr geboren werden
(BANK et al. 2000). Der Herkunft und dem Verhalten des Esels entspricht der Aufenthalt auf
der Weide. Es muss hierbei seine Nässeempfindlichkeit beachtet werden, die weit über der
des Pferdes liegt (FLADE 2000). SANISBURY (1997) geht auf die Probleme des Esels bei
hoher Luftfeuchtigkeit bei gleichzeitig niedriger Außentemperatur ein. Die Inhalation von
spezifischen Pathogenen ist unter diesen Umständen besonders gefördert.
Ein weiterer großer Unterschied zum Pferd ist, dass Esel keinen Fluchtinstinkt haben. Als
große Wüstentiere würde eine Flucht einfach zu viel Energie kosten, und unter den harten
Bedingungen der Wüste den Tod durch Kreislaufzusammenbruch bedeuten (STUBERGER
2008).
HARVER (2002) schreibt: "In der Regel leben Wildesel und verwilderte Hausesel in
Verbänden, deren Größe und Zusammensetzung stark von Ausmaß und Art des
Lebensraumes sowie vom jeweiligen Nahrungsangebot abhängen. Eine Rangordnung unter
den Tieren ist meist nicht zu erkennen". HERRE (1990) erkennt schon eine Herdenstruktur
beim Wildesel: er beschreibt gemischt-geschlechtliche Gruppen von bis zu 10 Tieren, unter
der Führung jeweils einer alten Stute, und meint, alte Hengste sondern sich von diesen Trupps
mit der Zeit ab. Das Fehlen eines erfahrenen Hengstes unterscheidet die Eselherde somit vom
sozialen Gefüge beim Wildpferd. BANK et al. (2000) konnten zwischen adulten Eselstuten in
der freien Wildbahn keine enge soziale Bindung und auch keine Rangordnung beobachten.
Nur zwischen Fohlen und Stute besteht im ersten Jahr, bis zur Geburt des nächsten Fohlens,
eine innige Bindung. Hengste jedoch tragen oft massive Rangordnungskämpfe aus, es ist also
sehr problematisch geschlechtsreife Eselhengste in Gruppen zu halten. SVEDENSEN (1997)
spricht von vielen verschiedenen möglichen sozialen Gruppierungen, unter anderem von einer
„Hare ms Struktur" ~ einer Stutenherde mit Nachwuchs unter der Kontrolle eines dominanten
Eselhengstes.
2.1.3
Des Esels lange Ohren
Esel verfügen im Vergleich zum Pferd über wesentlich ausgeprägtere Ohrmuscheln. Sie
können bis zu 180° gedreht werden und ermöglichen ein sensibles, gezielteres
Richtungshören (AUGUSTIN 2007, HAFNER 2008).
Es ist hinlänglich bekannt, dass der Esel größere, und vor allem längere Ohrmuscheln hat als
das Pferd, erklärt auch FLADE (1990): „Sie verleihen ihm eine besondere Mimik und wie bei
kaum einem anderen Säugetier seine Originalität und Attraktivität, die ihm von jeher vom
Menschen eingeräumt wurde". Er verglich, neben zahlreichen anderen Parametern, die
Ohrmuschel länge von 10 „Zwergesel" (90-105 cm Stockmaß) mit der von 47 Shetlandponys
und setzte diese in Relation. Bezogen auf die Widerristhöhe (WH) erfasste er einen relativen
Wert für die Ohrmuschel länge von 22,1 cm beim Esel, und 10,8 cm beim Shetlandpony. Er
bezeichnet die Ohrmuschel des Esels als eng und schmal (Breite entspricht 33% der Länge),
im Gegensatz zu den kurzen und breiten (Breite entspricht 49% der Länge) Ohren des Ponys.
Bei allen von ihm zur Messung herangezogenen Eseln standen die Ohren fast oder ganz
senkrecht beieinander.
2.2
Das Zehenendorgan von Equiden
Im Laufe der Zeit wurde die Funktionalität und Anatomie des Zehenendorgans der Pferde
intensiv erforscht. Auf eine detaillierte Beschreibung und Übersicht aller anatomischen
Strukturen der equinen Zehe, sowie der aller Eigenschaften des Hufhorns inklusive seiner
Zusammensetzung wird aufgrund der Vielfältigkeit an publizierten Arbeiten zu diesen
Themen, sowohl aktueller wie auch älterer Natur, nur kurz eingegangen. Es wird besonderes
Augenmerk auf die für diese Arbeit relevanten Strukturen gelegt.
Schleimbeutel
Sehne des gemeinsamen Zehenstreckers
Kronpolster
Fesselbein
Oberflächliche
Beugesehne
Haut
Saumlederhaut
Saumpapillen
Saumhom • • •
Krongelenk
Kronbefn
Tiefe Beugesehne
Kronlederhaut
Kronlederhautpapillen
Hufgelenk
ZehengefiBe
StrahlbeinFesselbeinband
Hufplatte
Blüttchenlederhaut
Oberhautblättchen
Hufbein
Strahlbein
Terminal*
papillen
WelBe Linie
(Zona alba)
Bursa podotrochlearis
Sohlenlederhautpaplllen
\ StrahllederStrahl••-"•
lederhautpaplllen
Distales (unpaares)
Band des Strahlbeins
Strahlpolster
Abb. 2.1: Medianer Längsschnitt durch die Pferdezehe (POLU7T1999)
2.2.1
Über den lahmen Esel
Bezogen auf den Equus asinus steckt die Entwicklung von orthopädischem Fachwissen noch
in den Anfängen. Es wird oftmals davon ausgegangen, dass die Anatomie des Esels, sowie
auch die seines Hufes, sich nicht in wesentlichen Punkten von der des Pferdes unterscheidet.
Trotzdem besteht unter Esel- und Pferdehaltem, wie auch unter Hufschmieden und Tierärzten
weiterhin die verbreitete Annahme, dass Eselhufe widerstandsfähiger seien als die der Pferde.
Esel können - wie auch Pferde - an Hufrehe erkranken, doch sie kommen mit dieser Krankheit
besser zurecht, als vergleichbar schwer betroffene Pferde, so wird es weithin angenommen.
BORWICK (1997) meint, dass Entzündung und Schmerz bei der Hufrehe des Esels
gewöhnlich sehr viel weniger heftig oder gar nicht vorhanden sind, verglichen mit demselben
Leiden beim Pferd. REILLY (1997) verweist auf das „stoische" Naturell unseres Grautieres,
und auf seine ausgeprägteren Liegegewohnheiten, die das Erkennen einer Lahmheit oft
erschweren. Die vielfach missverstandene Schmerztoleranz des Esels wird damals wie heute
oft missbraucht. Sie sind äußerst belastbar bzw. zeigen auch unter Schmerz meist kein
auffälliges Verhaltensrepertoire. Dies darf jedoch nicht als ein Fehlen an Sensibilität oder
Schmerzempfmden interpretiert werden (AUGUSTIN 2(X)7).
Bei dem „Hobbytier" Esel wird eine vorliegende Lahmheit oft erst sehr spät erkannt. Zum
einen weil er weniger genutzt wird und seine ruhigen, weniger raumgreifenden Bewegungen
eine Lahmheit besser verbergen, und zum anderen weil ein Esel, der sich nicht bewegen will
oft schlichtweg als „störrisch" abgetan wird (BANK et al. 2000). Eine häufige
Lahmheitsursache stellen etwa die in der Eselpopulation weit verbreiteten Zwang- und
Trachtenzwanghufe dar (BANK et al. 2000). CRANE (1997) erklärt, dass oftmals erst die
klinische und radiologische Untersuchung durch den Tierarzt die bereits fortgeschrittene
Hufrehe beim Esel diagnostiziert. Die Röntgenbilder lassen meist eine Vielzahl an
vorangegangenen Hufre he Schüben vermuten, die von den Besitzern jedoch bis dato
unbemerkt geblieben waren. BANK et al. (20(X)) weisen auf die in unseren Breiten vermehrte
Anfälligkeit des Esels für Strahlfäule hin, bedingt durch seine Affinität zu trockenem und
steinigen Terrain.
2.2.2
Der Aufbau von Hufhom
Die Homkapsel, die aus ausdifferenzierten Keratinozyten gebildet wird, stellt einen Teil der
equinen Hufepidermis dar. Die äußere, verhornte Schicht (stratum comeum) besteht aus
diesen „toten" Homzellen und dem Interzellularkitt, der sie zusammenhält (BUDRAS u.
HUSKAMP 1993).
Von außen nach innen können nach SALOMON (1987), NICKEL et al (1996) und
WISSDORF et al. (1997) am equinen Huf folgende Schichten beschrieben werden:
1.) Glasurschicht: Schutz vor Feuchtigkeitsentwicklung
2.) Mittel- oder Schutzschicht, Kronhom, dickste Schicht. Besteht aus Röhrchen- und
Zwischenröhrchenhom, wächst vom Krön- zum Tragrand hinunter.
3.) Blättchenhomschicht, Verbindungsschicht von inneren Strukturen und Hufkapsel
(„Aufhängeapparat"). Trägt die verhornenden Epidermisblättchen und deren nicht
verhornende Nebenblättchen, welche die Zwischenräume der Lederhautblättchen
ausfüllen.
2.2.2.1 Histologischer Aufbau der Hufepidermis/ Hufmatrix
Von innen nach außen:
Basalzellschicht (stratum basale)
Stachelzellschicht (stratum spinosum)
Kömerzellschicht (stratum granulosum)
- Glanzzellschicht (stratum lucidum)
Homzellschicht (stratum comeum)
(BUDRAS und HUSKAMP 1993)
Ein Hufröhrchen (tubulus) besteht grundsätzlich aus Rinde und Mark, bzw. ist im distalen
Bereich hohl (NICKEL et al. 1996). Die Rinde ist in konzentrischen Schichten
(Homlamellen) aufgebaut und mit ineinander gesteckten Zylindern zu vergleichen, die eine
Innen- und eine Außenzone aufweisen (LIEBICH 1993). Der Aufbau der Hufwand ist bei
Haus- und Wildequiden grundsätzlich gleich. Allerdings kommen Abweichungen hinsichtlich
der Größe der Homröhrchen und der Anordnung in den einzelnen Schichten der Epidermis
vor (NICKEL et al. 1996). Zu diesem Schluss kommt auch KIND (1961) bei seinen
vergleichenden Untersuchungen über den Aufbau der Hufwand beim Hauspferd, Tarpan,
Steppenzebra, Bergzebra und beim Przewalskipferd.
2.2.3
Das Wachstum von Hufhom
Die Regeneration des Hufhoms erfolgt hauptsächlich im Kronsegment. Hier bringen die
epidermalen Keimzellen neue Zellen hervor, die nach einem Reifungsprozess schließlich
verhornen und dann zuerst einen Teil der proximalen Anteile der Homkapsel darstellen.
Aufgrund der stationären Natur der Keimzellen an den epidermalen Blättchen geht POLLITT
(1999) davon aus, dass die primären Oberhautblättchen an den stationären Keimzellen nach
dem Prinzip der versetzten Anheftung und Loslösung vorbeigleiten. Dieser Vorgang wird von
BUDRAS und PREUSS (1979) als Gleit-Haft-Mechanismus bezeichnet.
Tab. 2.1: Hombildungsraten bei unterschiedlichen Pferderassen
l.iteniturqut'lk'
H(>rnhildun<>srate (mm/2Sd)
BUTLER und HINTZ (1977)
7-11
GEYER und SCHULTZE
6-11
(1994)
4-5
6-11
HERZBERG (1996)
6,8
KNESEVIC(1959)
8,75
LEU (1987)
8-9
8-9
5
NICKEL et al. (1996)
4-5
PAT AN (2001)
4,8-6,4
POLLITT (1990)
10
WINTZER(1986)
13-17
WISSDORFetal.(1997)
4-5
Uassf
Shetlandponys
Warmblut
Islandpony
Belgier & Shire
Shetlandpony
Verschiedene Pferderassen
Kaltblut
Warmblut
Islandpony
Islandpony
Przewalskypferd
Australisches Pony
Warmblut
Islandpony
1
10
VLIESMAIER (2001) erhielt bei ihren Messungen zum Hufhomwachstum von Vorder- sowie
medialer und lateraler Seitenwand von Vorder- und Hinterhufen beim Esel Medianwerte von
7 mm/28d. Sie konnte keinen Einfluss des Alters der Tiere oder der Jahreszeit feststellen.
BORWICK (1997) behauptet, der Huf des Esels wäre weicher, und würde schneller wachsen,
als der Huf des Pferdes, er gibt allerdings keine absoluten Zahlen an.
Einer Vielzahl von Faktoren wird Einfluss auf das Hufhomwachstum zugeschrieben (siehe
Tab. 2.2).
Tab. 2.2: Das Hußtomwachstum beeinflussende Faktoren
I-akHir
Rinfkiss
Rasse/Genetik/Individualismus Vollblutpferde zeigen ein
höheres Wachstum als
Warm- oder Kaltblutpferde.
Alter
Bei jüngeren Tieren ist das
Wachstum größer, als bei
älteren.
Geschlecht
Beschlagsstatus
Vorder/Hinterhufe
BelastungAVinkelung
Biotin
Hufhorn wächst bei
Wallachen und Stuten
schneller als bei Hengsten.
AUUM"
WISSDORFetal.(1997),
SUSTMANN (1913 a)
MOLLER 1922b,
KNESEVIC 1959, PRIETZ
1986, RICHTER 1990,
MEYER 1992
MOLLER (1922 b),
ANDRIST(1954)
Das Geschlecht hat keinen
Einfluss auf das Wachstum.
Unbeschlagene Hufe
wachsen schneller als
beschlagene.
BUTLER und HINTZ
(1997), RICHTER (1990)
MOLLER (1922 b),
ANDRIST (1954), PRIETZ
(1986), BAUER (1964)
Beschlagen: 6-7 mm/4
Wochen
Unbeschlagen: 8-9 mm/ 4
Wochen
Hinterhufe wachsen
schneller als Vorderhufe.
RUTHE(I997)
Kein Unterschied der
Wachstumsgeschwindigkeit.
Ungleiche Belastung führ zu
ungleichem Homwachstum.
Schnelleres Wachstum der
Vorderwand spitzwinkeliger
Hufe
Je mehr die Wandabschnitte
belastet werden, desto
langsamer wachsen sie.
Zufüttemng von Biotin
bewirket ein schnelleres
Wachstum.
MOLLER (1922 b),
ANDRIST (1954), PRIETZ
(1986), KNESEVIC (1959)
RICHTER (1990)
MOLLER (1922 b)
GLADE und SALZMANN
(1985)
GÖRTHE und SCHEIBNER
(1940)
BUFFAetal. (1992),
REILLYetal.(1998)
11
Jahreszeit
Nutzung
Pigmentstatus
Chirurgische Eingriffe
2.2.4
Zufütterung von Biotin
bewirket kein schnelleres
Wachstum.
WINTZER (1986), LEU
(1987), SCHULZE und
SCHERE (1989)
Langsameres Wachstum von
Jänner bis März
{Minderdurchblutung der
Lederhaut infolge niedriger
Temperaturen)
TIMM (1993)
Stärkeres Homwachstum im
Sommer
RICHTER (1990)
Zunahme von Hommasse
und WachstumsGeschwindigkeit bei
intensiverer Durchblutung
(Wäiinestau)
Hohes Homwachstum bei
viel bewegten Reitpferden
Homwachstum lässt bei
Arbeitsmhe nach
Kein Einfluss
WINT7FR(1986)
Neurektomie führt zu
erheblich schnellerem
Wachstum.
WINTZER (1986)
MÖLLER (1922 b)
FISCHER (1933),
LUNGWITZ (1940)
MOLLER (1922b)
Anatomische Unterschiede von Pferde und Eselhufen
Aufgmnd seiner ursprünglich anderen Lebensweise und Gestalt und damit seinen etwas
anderen Anforderungen an den Huf, weist der Esel diesbezüglich eine Vielzahl von
phänotypischen Unterschieden im Vergleich zum Pferd auf (siehe Tab. 2.3).
Tab. 2.3: Unterschiede von Pferde- und Eselhufen
Analoiiiischc Struktur
Zehenachse
Pferd (cquus c;ihallus)
Gerade
Form der Hufkapsel
Rundes Sohlenprofil,
schräggestellte Kapsel,
kegelförmig
45°-50°
Relativ große Kapsel:
Dorsalwand - Seitenwand Trachtenwand: 3:2:1
Abfallend, schräge Trachten
Sohle trägt normalerweise
kein Gewicht, 10 mm dick
Hufwinkel (siehe 2.2.4.1.)
Größenverhältnisse
Hufkapsel
Trachten
Tragende Sohle
lisel (0(-]ULIS asiinis)
Nach dorsal gebrochen,
senkrechter
U-förmige Sohle, aufrechte
Trachten, eckiges Aussehen,
eher enger, zylinderföiiiiig
Steiler
Relativ kleine Kapsel:
Dorsalwand - Seitenwand Trachtenwand: 3:3:1,5
Stark ausgeprägt, wirken steil
Sohle trägt mit, bis 13 imn
dick
12
Strahl
Saumband
In die Kapsel integriert
Geht in den Kronrand über
Weiße Linie
2-3,5 mm dorso-palmare
Tiefe, abhängig vom
Körpergewicht
Verjüngung von Dorsalwand
zu Trachten
Ca. 600 Lamellen
HWD
Lammeläre Aufhängung
Dichte der Tubuli (TD)
Tubuläre Organisation
Feuchtigkeitsgehalt des
Stratum Medium
Mechanische Eigenschaften
Funktionalität
Dorso-palmare Reduktion
der Tubuli pro Areal, 4 TD Regionen/ Zonen, Grenzen
bei ca. 25, 50 und 75% der
Hufwanddicke, abgestuftes
Muster
Sehr unterschiedliche
Tubulus-Typen, Typen
variieren innerhalb der
Hufwand, deutliche
Regionali tat
Wirkt wie separate Struktur
Erweiterung an Trachten,
Verschmelzung mit dem
Strahl
Nicht tiefer als 1 mm
Gleichbleibende Stärke, ev.
breiter als beim Pferd?
Ca. 350 Lamellen, Lamellen
breiter als beim Pferd
Dorso-palmare Reduktion
der Tubuli pro Areal, 3 TD Zonen, Grenzen bei ca. 33,
und 50% der Hufwanddicke,
kurviges Muster
Tubuli-Typen ähneln
einander, Typen variieren
innerhalb der Hufwand,
deutliche Regionalität,
Verteilungsmuster anders als
beim Pferd
Physiologisch ca. 25%,
Physiologisch größer als
nimmt innerhalb der Wand
beim Pferd: ca. 33%, nimmt
von dorsal nach palmar ab,
innerhalb der Wand von
zonenartige Abweichungen
dorsal nach palmar ab,
möglich
zonenartige Abweichungen
möglich, ZI: 23%, Z2: 33%,
Z3: 38%
Elastizitätsmodul bei
Werte beim Esel signifikant
physiologischem
niedriger: ca.: 170 MPa, sinkt
Feuchtigkeitsgehalt: ca. 450
von Zone I zu Zone III,
MPa, sinkt von Zone zu Zone Zonale Werte < als beim
Pferd
Anerkanntes Muster der
Kein Muster bekannt,
Verformung der Hufkapsel
Modellversuche lassen
bei der Gewichtaufnahme
Unterschiede zum Pferd
(Hufmechanismus)
vermuten
(COLLINS 2004)
DOGUER (1943) stellt fest, dass der Strahl des Esels weiter hinten angesetzt ist, und dass
speziell der rückwärtige Teil desselben besonders breit ausgebildet ist. Der Strahl ist
insgesamt verhältnismäßig größer. Außerdem behauptet er, die Homwand des Esels sei dicker
als die des Pferdes, und dass, wie auch beim Pferd, die Vorderhufe sich durch eine rundere
Form von den ovaleren Hinterhufen unterscheiden, allerdings nicht im selben Ausmaß wie
beim Pferd. Die Hornkapsel ist beim Esel funktioneller ausgeprägt, der straffere
Aufhängeapparat bedingt eine festere Verbindung von verhornten und „weichen" Strukturen.
Die weiße Linie ist breiter als die des Pferdes. BANK et al. (2(K)0) schreiben, dass durch
Fortbewegung hervorgerufene Stöße beim Esel hauptsächlich über das Strahlpolster
abgefangen werden, während diese Funktion beim Pferd von der Strahlspitze übernommen
13
wird. HIFNEY und MISK (1983) geben an, dass die Homsohle des Esels deutlich dicker sei
als die des Pferdes. SVENDSEN (1997) bemerkt, dass die Hufwand des Eselhufes im
Gegensatz zu der des Pferdes eine relativ konstante Dicke aufweist.
Auch TOHARA (1948) erörtert die strukturellen Unterschiede des Aufbaus der Homkapsel
von Pferd und Esel. Er spricht von einem „Spezies-spezifischen"- Zonenmuster.
In Abbildung 2.2 ist der makroskopischen Unterschied der Hufwand zwischen Pferd und Esel
dargestellt, die einzelnen Zonen der gesamten Hufwand sind im Verhältnis zueinander
unterschiedlich breit ausgeprägt. Diese makroskopische Ansicht reflektiert die strukturelle
Organisation von Tubuli und intertuberkulären Bestandteile.
REILLY (2004) beschreibt drei verschiedene Typen von Tubuli im stratum medium des
Esels, und schlägt eine Einteilung desselben anhand des regionalen Auftretens dieser
verschiedenen Tubuli-Typen vor - in drei abgrenzbare Zonen.
B
k
Abb. 2.2: Vergleichende Betrachtung der unterschiedlichen strukturellen Organisation der
Huf wand auf makroskopischem Niveau zwischen Esel (A) und Pferd (B)
A. Huf wand eines Esels, entnommen an der Mittellinie der Hufkapsel im transversalen (links)
und longitudinalen (rechts) Schnitt B. Hufwand eines Pferdes, entnommen an der Mittellinie
der Hufkapsel im transversalen (links) und longitudinalen (rechts) Schnitt (COLLINS 2004)
2.2.4.1 Hufform- und Winkelung Equus caballus (Pferd/ Pony) - Equus asinus (Esel)
Neben der physiologischerweise nach dorsal gebrochenen Zehenachse des Esels (POLLITT
1999) im Unterschied zur als „optimal" betrachteten geraden Zehenachse des Pferdes sind die
Unterschiede der Hufformen beider Spezies ein offensichtliches Merkmal.
HERMANS (1992) meint, dass die jeweilige Hufform der Pferde keiner Norm zu unterwerfen
ist, sondern dass individuelle Unterschiede z.B. rassenspezifisch möglich sind. Schwere
Pferde besitzen meist weite Hufe, während leichte Pferde eher enge Hufe aufweisen
(HERTSCH 1992, RUTHE 1997). Weitere Einflussfaktoren auf die Hufform sind laut
HERTSCH (1992) Bodenbeschaffenheit, Nutzungsart und Gliedmaßenstellung.
Eselhufe weisen eine einheitlich enge, stumpfe Form auf meint PRIETZ (1986). REILLY
(1997) beschreibt den Eselhuf als von eher rechteckiger Form. Die Hufe sind im Verhältnis
14
zum Tier relativ klein und besitzen eine auffallend dicke Homwand. Eselhufe verfügen über
eine stark gewölbte Homsohle und kurze Eckstreben. Die Seitenwände stehen steil, die
Ansicht der Sohle zeigt meist einen lyraförmigen Verlauf an den Trachten. Der Homstrahl ist
breit und kräftig, und ragt über die Ecken der Trachten hinaus nach hinten (FRIEDRICH
1930, PRIETZ 1986). DOGUER (1943) spricht der hochcharakteristischen, engen Hufform
des Esels die Funktionalität der sicheren Bewegung auf engen Wegen, also die verbesserte
Trittsicherheit, zu. Er gibt Hufwinkel von 65° am Vorder-, und 70° am Hinterhuf des Esels für
den Vorderwand Winkel an, seine Werte divergieren damit deutlich im Vergleich zu den
Angaben von VLIESMEIER (2002) (siehe Tab. 2.4). BANK et al. (2000) sprechen von
idealen dorsalen Hufwandwinkeln von 50° am Vorder- und 60° am Hinterhuf für den Esel.
VLIESMEIER (2002) kommt in ihrer Arbeit über die Form und Winkelung des Eselhufes zu
folgenden Schlüssen: Sie bezeichnet den Eselhuf als stumpfen, engen Huf, der somit dem Huf
des Shetlandponys ähnelt. Die Hufform ist nicht abhängig vom Alter des Tieres oder der
Jahreszeit. Sie untersuchte acht Esel unter definierten Haltungsbedingungen, sowie ein Fohlen
und einen Jährling als Einzelfälle in regelmäßigen Abständen über ein Jahr hinweg. Ihre
Messungen des Tragrand- und Kronrandumfanges erfassen den gesamten Umfang über 360°.
Für das Verhältnis Vorderwandlänge: Trachtenwandlänge gibt sie am Vorderhuf 1,86:1 und
am Hinterhuf 2,19:1 an. BANK et al. (2000) schreiben, dass die Trachten halb so lang sein
sollen, wie die Zehe, schlagen also ein einheitliches Verhältnis von 2:1 vor.
Tab. 2.4: Absolute Hufmaße von adulten Esel (Median werte)
Slruktur
Vorderwand winke!
Seitenwandwinkel lateral
Seitenwandwinkei medial
Trachtenwandwinkel lateral
Trachtenwandwinkel medial
Vorderwandlänge
Seitenwandlänge medial
Seitenwandlänge lateral
Trachtenwandlänge medial
Trachten wand länge lateral
Tragrandumfang
Kronrandumfang
Tragranddurchmesser
Kronranddurchmesser
VLIESMEIER (2002)
Vortlcrhur
59°
89°
97°
123°
126°
6,8 cm
5,5 cm
5,5 cm
3,7 cm
3,6 cm
26,5 cm
23,9 cm
6,5 cm
6,3 cm
llintcrluit'
57°
90°
94°
126°
130°
7,0 cm
5,1 cm
5,0 cm
3,3 cm
3,1 cm
25,2 cm
23,1 cm
6,3 cm
6,0 cm
1
15
Vergleich der Hufkapseln von Esel, Shetlandpony und Pferd.
B
Abb. 2.3: Photographische Gegenüberstellung der geometrischen Unterschiede der Hufkapsel
von Esels (A), Shetlandpony (B) und Pferd (C) in dorsaler (1), sohlenseitiger (2) und
lateraler (3) Ansicht
16
2.2.5
Mechanische Eigenschaften von Hufhom
2.2.5.1 Die Härte von Hufhom
Die Härte eines Werkstoffes beschreibt den Widerstand gegen das Eindringen eines Körpers
von bestimmter Form unter einer definierten Kraft (SCHARDIN 1962). Die Härte und die
Widerstandsfähigkeit von equinem Hufhom ist im Wesentlichen von Zytokeratinen, die auch
Hauptbestandteile der Haut sind, abhängig (WATTLE 1998).
Für den in der vorgelegten Arbeit beschriebenen Versuch wurde das Verfahren der Shore D
Härtemessung gewählt. Die Härte nach Shore beschreibt den Widerstand gegen das
Eindringen eines kegelförmigen Köpers unter definierter Federkraft. Die Einteilung erfolgt in
Shore D Einheiten (SDE), und wird von 0 bis 1(X) angegeben, wobei 1(X) der maximalen
Härte entspricht (EN ISO 868).
BONGARTZ (2001) ermittelte die Shore D Härte definierter Prüfk:örper der Huflcapsel von
adulten Warmblutpferden in einem in vitro Versuch. Er verglich dieses Verfahren auch mit
der Methode der Kugeleindmckhärte, und stellte fest, dass Kugeleindruck- und Shore D
Härtemessungen eine signifikante mittlere lineare Korrelation zeigten, und damit durchaus
vergleichbare Messverfahren darstellen. Er beobachtete eine Härtezunahme vom Kronsaum
zum Tragrand, und eine von dorsal nach palmar resp. plantar verlaufende Härteabnahme, die
sich auch auf den Tragrand (wobei die weichste Stellen an den Eckstreben zu finden war)
übertragen ließ. Er kommt in seinen Untersuchungen auf Werte von 64,95 SDH Einheiten für
den Kronsaum und 69,5 SDH im Bereich des Tragrandes. Es konnte kein Einfluss von
Pigmentstatus des Hufhomes auf seine Härte festgestellt werden.
HINTERHOFER et al. (2001) bestätigen diese Ergebnisse anhand der Untersuchung an 28
Pferdehufen von hufgesunden Warmblutpferden. Es wurde kein Unterschied zwischen
Vorder- und Hinterextremität detektiert, und auf die Pigmentiemng keine Rücksicht
genommen. Die Absolutwerte der ermittelten Härtegrade reichen von 65,76 SDE (Kronrand)
bis 68 SDE (Tragrand) an der äußeren Hufwand. Auch in Richtung der tieferen Schichten des
Hufschuhes, wobei in 2 mm Abständen identische Härtemessungen durchgeführt wurden,
nahm die Härte signifikant ab.
MONHART (2002) untersuchte die Shore D Härte der Hufe von 10 geschlachteten
Warmblutpferden. Die Härte des Kronhomes in Shore D Einheiten nach Einwirkung
verschiedener organischer Milieus (36 Tage Einwirkzeit), wie Kot, Harn, oder Harnstoff
ergab mittlere Härten von 73,8 ± 1,44 SDE bis 75,35 ± 1,9 SDE, die sich nicht signifikant
voneinander unterschieden und SCHMITT (1998) erhielt in seinen Untersuchungen am
Lipizzanerpferd Härtewerte von 75 - 80 SDE für das ungetrocknete Kronhom.
BUITA et al. (1992) bedienten sich der Shore D Messung zur Ermittlung der Härte von
Pferdehufen. Untersucht wurden etwaige Korrelationen zwischen Härtewerten und
jahreszeitlichen Feuchtigkeitsunterschieden bzw. der Einfluss der Zufütterung von Biotin. Es
werden keine absoluten Werte erklärt, allerdings wird ein Härteanstieg mit zunehmender
Verabreichungsdauer von Biotin beschrieben. Außerdem wird ein Einfluss der Feuchtigkeit
auf die Hufhomhärte beschildert, die Untersuchungen ergaben einheitlich höhere Härtewerte
in der trockenen Jahreszeit. BERTRAM und GOSELINE (1987) behaupten, dass die Härte
von Hufhom in hohem Maße von dessen Feuchtigkeitsgehalt abhängt.
17
FROHNES (1999) ermittelte seine Härtedaten anhand einer Shore C - Härte Untersuchung.
Er erklärt, diese unterscheide sich vom verwandten Shore D - Prüfverfahren durch einen
höheren Materialwiderstand des Werkzeuges. Der Kegel zur Bestimmung dieser Härte besitzt
einen flacheren Winkel, es benötigt damit andere Andruckkräfte als das Shore D Verfahren.
Es unterscheidet sich weiters durch die Unterschiede in Form und Größe der eindringenden
Spitze. Beim Shore C - Verfahren bedingt der „stumpfere" Kegel beim Druck gegen das
gleiche Material ein langsameres Einsinken und einen größeren Widerstand. Dieses Verfahren
ist damit besser für die Messung weicherer Materialien geeignet, und wurde vom Autor zur
Evaluierung von Härtedaten unter anderem aus Ballen und Strahlhom herangezogen. Seine
Untersuchungen ergeben einen Wert von im Mittel 77,1 Shore C Einheiten (SCE) für das
äußere Kronhom beim Pferd.
PÜTZ (2006) bediente sich ebenso der Härtemessung nach Shore C, sie beschreibt als den
einzigen Unterschied zur Shore D Messung allerdings einen spitzeren Prüfkegel. Die
Anpresskraft ihrer Shore C Messung betrug wie bei der in der vorliegenden Arbeit
durchgeführten Shore D Messung 50 Newton.
Sie untersuchte im Rahmen eines einjährigen Feldversuches die Hufhomqualität von 20
Pferden unter verschiedenen Haltungsbedingungen, unter anderem auch die Hufhomhärte. Als
Probemaierial dienten bei der Hufkorrektur anfallende Homclippings. Der Härtegrad aller im
Offenstall gehaltenen Pferde lag bei 79,87 ± 5,(X) SCE, der mittlere Härtegrad aller in
Boxenhaltung untergebrachten Tiere lag bei 76,8 ± 4,69 SCE.
Ebenfalls anhand einer Shore C Messung ermittelten KÖNIG und BUDRAS (2003) einen
Härtewert von 80,3 ± 3,4 SCE für das Kronhom des Pferdes, gemessen mit einem Abstand
von 6 cm zum Kronrand. PAT AN und BUDRAS (2(X)3b) erhielten für das äußere Kronhom
mittels Shore C Messverfahren Werte von 95,40 ±3,06, und für das mittlere Kronhom Werte
von 87,93 ±1,53 SCE. NAUMANN et. al. (1978) untersuchte mittels Shore A Prüfung die
durchschnittliche Härte des Sohlenhorns bei Pferden. COENEN und SPITZLEY (1996), die
Untersuchungen zur Hufhomqualität bei 63 Pferden verschiedener Rassen durchführten,
stellten fest, dass die Shore D Härtemessung die sensorische Beurteilung des Hufhornes
bestätigt. Die Auswertung ihrer bei Hufpflegeterminen erworbenen Probematerialien, und bis
zur Gewichtskonstanz gewässerten Homproben (vermutlich von Tragrand/Sohlenhom) ergab
mittlere Härtewerte von intaktem Hufhom von 58,0 ± 2,3 Härtegrade für intaktes, und 51,8 ±
7,8 Härtegrade für beanstandetes (nicht intaktes) Hufhom. Außerdem erkannten sie, dass bei
intaktem Hufhom eine lineare Korrelation zwischen der Hufhomhärte (Shore D) und dem
Cystingehalt des Homes besteht, nicht jedoch bei zu beanstandendem Hufhom.
ZÖSCHER (2000) beschreibt Shore D Härten beim Rind zwischen 52,2 SDE und 63,9 SDE.
Er beschreibt einen Abfall der Härte vom Kronrand zum Tragrand hin. WAGNER (2(X)4)
spricht allen Härteuntersuchungen ein bestimmtes horizontal und vertikal gerichtetes
Verlaufsmuster innerhalb der Homkapsel des Rindes zu. Sie beschreibt einen abnehmenden
Härteverlauf von dorsal nach plantar/palmar in allen horizontalen Ebenen, wie auch an der
Klauenfläche. Der vertikale Härteverlauf beschreibt eine Härteabnahme des Klauenhoms vom
Krön- zum Tragrand. Zur Härteabnahme in sowohl horizontalem als auch vertikalem Veriauf
an der Klauenkapsel des Rindes kamen auch HINTERHOFER et al. 2005 bei ihren
Untersuchungen. 40 Klauen von adulten, österreichischen schwarzbunten Kühen, die alle aus
nicht-orthopädischen Gründen geschlachtet worden waren, wurden getestet, und sowohl die
Kugeleindmck- als auch die Shore D Härte ermittelt. Die Ergebnisse der beiden Verfahren
entsprachen einander. Die Shore D Härte reichte von 63,9 SDE am proximodorsalen Anteil
der Klaue bis 52,2 SDE am distopalmaren/ plantaren Ende.
18
2.2.5.2 Die Qualität von Hufhorn
Eine gute Homqualität charakterisieren EUSTACE (1994), sowie REILLY und KEMPSON
(1992) durch die Erfüllung optischer, struktureller und mechanischer Eigenschaften des
Hufhorns. Schlechte Hornqualität ist gleichzusetzen mit einer verminderten Widerstandskraft
gegen mechanische Beanspruchung (BONGARTZ 2(X)1).
PELLMANN et al. (1993) definieren drei primäre Faktoren als ausschlaggebend für die
Homqualität, nämlich:
Architektur des Röhrchen- oder Blältchenhoms
- Die interzellulären Faktoren, entsprechend der chemischen Zusammensetzung und des
Interzellularkittes
- Intrazellulären Faktoren: Verhomungstyp (harte oder weiche Verhomung), Menge,
Art, Anordnung und Vernetzung der Keratinproteine (Umfang der Vernetzung durch
Disulfidbrücken).
Die Ausbildung der Disulfidbrücken wird von den Spurenelementen Zink und Kupfer
gefördert, geringere Konzentrationen im Horn findet man bei Pferden mit schlechter
Hufqualität (SPITZLEI 1996). Dies kann an einer verminderten Zufuhr, oder an einer
eingeschränkten Verwertung dieser Mineralien liegen.
Weitere Einflüsse auf die Qualität von Huf- und Klauenhom sind:
- Wassergehalt im Horn (BERTRAM und GOSELINE 1987, BRENTANO 1979,
DÄMMRICH et al. 1982, LEOPOLD und PRIETZ 1979)
- genetische Disposition (JOSSEK 1991, ZENKER 1991)
Versorgung von Nährstoffen, Mineralien, Spurenelementen, Vitaminen (PELLMANN
1993, MULLING et al. 1994)
- Aufbau und Anzahl der Homröhrchen (DIETZ und PRIETZ 1981, LEACH und
ZOERB 1983). Dies konnte von BUDRAS und HUSKAMP (1993) sowie KÜNG
(1991) nicht bestätigt werden.
Die Qualität von Hufhorn wird in großem Maße von seinem Feuchtigkeitsgehalt bestimmt. Je
höher der Wassergehalt, desto weicher ist das Horn, je niedriger, desto härter, bzw. spröder
verhält es sich. Der Feuchtigkeitsgehalt ist keine Konstante, exogene Einflussfaktoren können
diesen Parameter verändern (BERTRAM und GOSELINE 1987).
HOPEGOOD et al. (2004) weist auf die Schwierigkeit der Vergleichbarkeit der Angaben von
Feuchtigkeitsgehalten von Hufhom in der Literatur hin, da die Methoden der Trocknung meist
unterschiedlicher Natur sind. Er beschreibt in seiner vergleichenden Arbeit zum
Flüssigkeitsgehalt von Pferde- und Eselhufen (hufgesunde und an Hufrehe erkrankte Esel)
einen signifikant höheren Feuchtigkeitsgehalt der Eselhufe, und erwägt dies als einen
möglichen Grund für die spezifischen und häufigen Hufprobleme des Esels. Als absolute
Werte werden 332 g/kg Flüssigkeitsgehalt beim Eselhufhom angegeben.
MIYAKI et al. (1974) stellte fest, dass zwischen pigmentierten und unpigmentierten Hufen
bezüglich ihres Wassergehaltes kein Unterschied besteht. Außerdem ergaben ihre
Untersuchungen, dass weibliche Tiere eine geringere Wasserkonzentration in der Hufwand
vorzuweisen hatten als männliche (sowohl Wallache als auch Hengste). Er beschreibt 27,1
±5,6 % Feuchtigkeit für die Hufwand des Pferdes. Die alte Vermutung, dass Pigment einen
positiven Einfluss auf die Güte von Hufhom hat, konnte durch jüngere Untersuchungen über
19
chemische und mechanische Eigenschaften von Hufhorn nicht bestätigt werden (KÜNG,
1991). Außer der Farbe konnte kein Unterschied festgestellt werden.
LEY et al. (1998) untersuchten definierte qualitative Parameter des Pferdehufhomes. Sie
konnten Einflüsse von verschiedenen Fütterungsregimen und Jahreszeit auf den Flüssigkeitsund Mineralstoffgehaltgehalt oder die Elastizität des Homes bei 50 Stuten feststellen.
Eine Supplementierung von Biotin führt langfristig zu einer nachweislichen Verbesserung der
Homqualität (JOSSEK 1991, LEU 1987, ZENKER 1991, GEYER und SCHULZE 1994,
SCHULZE und SCHERE 1989). COMBEN et al. (1984) empfehlen eine Biotinzufütterung
von 5-10 mg Biotin täglich zwecks Förderung der Homqualität für den Esel.
KÜNG (1991) beschreibt das Kronhom als den härtesten Teil der Hufwand. Er untersuchte
die Hufhomqualität anhand ihrer Zugfestigkeit, und stellte fest, dass in den meisten Fällen
ebendiese nach distal hin (Richtung Tragrand) abnimmt. Außerdem stellte er negative
Auswirkungen auf die Zugfestigkeit bei Einlegen der Proben über 5 Wochen in ein Kot-HamGemisch, fest. PELLMANN (1993) vergleicht die Architektur vom harten Kronhom des
Pferdehufes mit der seines Ballenhoms, und erklärt auch, dass das Kronhom härter, sogar
sechsmal härter ist. Es ist damit das härteste Horn der Hufkapsel.
Er findet im Kronhom durchschnittlich sieben Homröhrchen pro Quadratmillimeter. Der
Verhältnis Röhrchenhorn zu Zwischenröhrchenhom beträgt 1:2, das von Rinde und
Markraum 40:1.
Im Ballenhom stellen sich Verhältnisse von 1:6 von Röhrchen- zu Zwischenröhrchenhom dar,
und das Verhältnis Rinde: Mark beträgt 15:1. Im Ballenhom sind ca. zwanzig Röhrchen pro
Quadrat millimeter zu finden, sie zeigen querovale und spiralfederartige Form.
Viele Autoren beschäftigten sich bereits mit der Klassifikation der Tubuli der Hufkapsel des
Pferdes, oft mit unterschiedlichen Ergebnissen. Die Parameter, nach denen differenziert wird
sind von morphologischer Art, wie das Aussehen und etwaige Größenunterschiede, und von
funktioneller Art. Nur wenige Autoren beschäftigten sich mit dem charakteristischen Aufbau
der Homwand des Esels, wie etwa DOGUER (1943), TOHARA (1948), HIFNY and MISK
(1983) und COLLINS (2004).
COLLINS et al. (2002) beschreiben 3 Typen von charakteristischen „Esel-Tubuli" im Stratum
medium der Hufkapsel:
Typ I - Tubuli: oval und klein; konzentrisch angeordnete Schichten von
unterschiedlicher Dicke, sichelförmige kortikale Zellen; deutliche Abgrenzung von
tubulärem- und intertubulärem Hom. Dieser Subtyp entspricht den von KASAPI und
GOSELIN (1997) beschriebenen Typ III -Tubuli des Pferdes.
- Typ II - Tubuli: mnd und sehr klein; konzentrisch angeordnet mit 2-4 Schichten von
sichelförmigen, kortikalen Zellen; beim Pferd zuvor noch nicht beschrieben.
- Typ III - Tubuli: entsprechen den Typen I und II von KASAPI und GOSELIN (1997)
o Typ Illa - Tubuli: oval und groß; 2-4 Schichten von sichelförmigen, kortikalen
Zellen; deutliche Abgrenzung von tubulärem- und intertubulärem Hom; darauf
folgt eine große Zone von vielgestaltigen Zellen, und darauf erneut 2-4
Schichten von sichelförmigen, kortikalen Zellen.
o Typ Ulb - Tubuli: mnd und groß; 2-4 Schichten von sichelförmigen,
kortikalen Zellen; deutliche Abgrenzung von tubulärem- und intertubulärem
Hom; darauf folgt eine große Zone von vielgestaltigen Zellen, und darauf
emeut 2-4 Schichten von sichelförmigen, kortikalen Zellen.
20
Typ I Tubulus
Typ II Tubulus
Typ Illa Tubulus
Typ Illb Tubulus
Abb. 2.4: Mikroskopische Aufnahme der Esel-Tubuli I, II, Illa und Illb des Stratum
Medium der Hufwand (COLLINS et al. 2002)
HIFNEY und MISK (1983) beschreiben beim Eselhuf nur zwei, nämlich eine äußere und eine
innere Zone.
2.2.5.3 Hufpflege beim Esel
Ziel der Hufpflege ist die Erhaltung bzw. Wiederherstellung der regelmäßigen Form und der
Qualität des Hufhomes. Außerdem dient sie der Vermeidung oder Beseitigung von
Fäulnisprozessen am Huf. Da bei der Eselhaltung wie auch bei der Hallung von Pferden ein
ausgeglichenes Verhältnis zwischen Abrieb und Nachwuchs des Hufhomes nicht zu erwarten
ist, sind regelmäßige Hufkorrekturen notwendig.
Für das Pferd gelten im Allgemeinen Beschlagsintervalle von 8 bis 10 Wochen als
durchschnittlich. Auch die Hufkorrektur des Esels soll in regelmäßigen Abständen
durchgeführt werden. Als Hufpflegeintervall werden 6-8 Wochen, aber maximal 10 Wochen
(PRIETZ, 1986), 8-12 Wochen (FLADE 2000), 6-10 Wochen (REILLY, 1997) und 8-12
Wochen (VLIESMEIER 2002) angegeben. In unseren Breiten ist der beschlagene Eselhuf bis
dato die Ausnahme, die geringe Nutzung erfordert meist keinen Schutz vor übermäßigem
Abrieb. STUBERGER (2008) bezeichnet einen Beschlag von Eselhufen bei adäquater
Belastung als nicht nötig.
21
2.2.5.4 Der Elastizitätsmodul (E)
Der Elastizitätsmodul ist eine Materialkonstante eines festen Körpers und beschreibt die
Widerslandsfähigkeit eines Materials gegen eine ziehende, drückende oder biegende
Verformung (Steifigkeit). Unter Berücksichtigung der physiologischen Belastungsgrenzen
werden bei dieser Messung sehr genau die Homeigenschaften, auch in Bezug auf Temperatur,
Art und Richtung der Krafteinwirkung, Vorbehandlung des Materials u. s. w., untersucht. Je
höher dieser Wert ist, umso mehr Widerstand leistet das Material, desto steifer ist der Körper.
Unter Berücksichtigung des Hook'sehen Gesetzes wird aus dem Spannungs Verformungs verhalten der E-Modul errechnet. Das Hook'sehe Gesetz besagt, dass zwischen
der deformierenden Kraft und der Deformation bei geringen elastischen Verformungen ein
proportionales Verhältnis besteht. Die Einheit des E-Moduls entspricht der mechanischen
Spannungseinheit N/mm^ oder Megapascal.
Die Exaktheit der Durchführung bei der Überprüfung und Berechnung hat neben Konstanten
wie Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit großen Einfluss auf den E-Modul
(BEAUPRE u. CARTER 1992).
£=-;-= const.
de
Abb. 2.5: Formel für die Berechnung des Elastizitätsmoduls
Dabei bezeichnet a die mechanische Spannung (Normalspannung, nicht Schubspannung) und
£ die Dehnung.
Eine weiter wichtige Einflussgröße ist der Wassergehalt bzw. die Trockensubstanz des
Prüfkörpers. DOUGLAS et al. (1996) und HINTERHOFER (1996) stellten für Pferdehufhorn
fest: Je höher der Wassergehalt, desto niedriger der E-Wert. Die Untersuchungen von
HINTERHOFER (1998) an konditionierten Prüfkörpern (6 Tage bei 65% Feuchtigkeit)
ergaben keine signifikanten Unterschiede der E-Moduls zwischen den verschiedenen
Segmenten bzw. Trockensubstanzgehalten mehr. Unter physiologischen Bedingungen stellte
sie E-Moduls von x= 761,8 s ± 295,4 N/mm2 für die Dorsalwand, 230±92,4 N7mm2 für die
Seitenwand, 230 ± 92,4 N/mm2 für das Sohlenhom und x= 9,9 ± 0,6 N/mm2 führ das
Strahlhom von Pferdehufen fest.
BERTRAM und GOSELIN (1986), LEACH und ZOERB(1983), HINTERHOFER (1998),
HINTERHOFER (1996) und DOUGLAS et al. (1996) stellten keinen Einfluss der
Pigmentierung der Prüfkörper auf den E-Modul fest. KASAPI und GOSELINE (1996) zeigen,
dass das E-Modul im Pferdehuf bei steigender Belastung zunimmt.
COLLINS (2004) beschreibt die E-Module beim Esel anhand der von ihm definierten drei
Zonen bei unterschiedlichen Wassergehalten mit folgenden absoluten Werten:
Tab. 2.5: E-Moduls der drei definierten Zonen von Eselhufliom bei maximaler Hydratation
E-Modul
(COLLINS 2004)
Zone 1
355 MPa
Zone 2
168 MPa
Zone 3
115 MPa
22
2.2.6
Die Gliedmaßenstellung des Esels
Die Gliedmaßenstellung stellt einen wichtigen Einflussfaktor auf die Hufform dar
(HERTSCH 1992).
Die Schulter des Esels steht steiler als die des Pferdes, was auch in dem objektiv
andersartigen Bewegungsmuster resultiert. Seine Extremitäten sind gerade gestellt, sofern die
Aufzucht korrekt erfolgt. Die kurze, kantige Kruppe bietet Ansatz für einen deutlich und hoch
angesetzten Schwanz mit Quaste (FLADE 1990). BANK et al. (2000) weisen auf die oftmals
kuhessige Ausprägung der Hintergliedmaße des Esels hin, die eine unregelmäßige Abnutzung
am Huf bewirken kann. HAFNER (2008) bezeichnet die leicht kuhessige Stellung als
„arttypisch", und spricht von einer dadurch verbesserten Trittsicherheit des Esels (siehe Abb.
2.6).
Abb. 2.6: kuhessige Stellung der Hintergliedmaßen des Esels
2.3
Die Finite Elemente Methode in der veterinärmedizinischen Forschung an Equiden
Die Technik der Finite Elemente (FE) Methode ist ein weit verbreitetes, computerunterstützes
Verfahren aus dem Bereich der Materialprüfung. Die Nachstellung einer dreidimensionalen
Struktur durch so genannte Finite Elemente (über Vektoren definierte Raumelemente)
ermöglicht, durch eine Vereinfachung der geometrischen Einheiten, die Berechenbarkeit
dieses Körpers bei statischen und dynamischen Belastungen (BEAUPRE u. CARTER 1992).
Seit den 90er Jahren wurde diese Methode für verschiedene Organ Strukturen und
Strukturabschnitte in der medizinischen und veterinärmedizinischen Forschung adaptiert.
WICHTMANN et al. (1990) und HOOD et al. (1991) beschäftigten sich mit der Erstellung
der ersten 2-dimensionaIen FE - Modelle von Pferdehufen. Sie modellierten einen
Pferdehufquerschnitt, und betrachteten die belastungsbedingten Veränderungen der
Strukturen.
23
Das erste 3-dimensionale FE - Modell einer Homkapsel eines Pferdes erstellte
HINTERHOFER (1996). Die Autorin untersuchte bei einer Gesamtbelastung von 30.730 N
auftretende Spannungen und Deformationen an einem unbeschlagenen, einem beschlagenen
und einem mit Kunststoffhufschutz versehenen Modell. Außerdem wurde Verformung und
Spannung im Material der Homkapseln mit stabilisierten und nicht stabilisierten
Seitenwandspalten berechnet.
Weilerführende Untersuchungen am FE - Modell einer Homkapsel (HINTERHOFER et al.,
1997) ergaben, dass beschlagene Hornkapseln, also mit angebrachten Hufeisen, bei Belastung
höhere Spannungen und geringere Verformungen berechneten als die unbeschlagenen
Modelle.
HINTERHOFER et al. (2(XX)) verglichen Hufbeschläge mit unterschiedlich hohen Schenkeln
an einem weiterentwickelten FE - Modell, und kamen zu dem Ergebnis, dass sich bei der
Anwendung verdickter Schenkelenden signifikant höhere Spannungswerte im Bereich der
Eckstrebenwinkel berechneten.
Am selben Modell verglichen STANEK et al. (2000) die Auswirkungen von offenen und
geschlossenen Hufeisen auf die Hufmechanik und die prinzipiellen Einflüsse des Beschlags
und seiner Befestigungsmethoden auf das Material der Homkapsel (HINTERHOF^R et al.,
2(X)1). Das Modell zeigte geringere Spannungs- und Deformationswerte am geschlossenen
Hufeisen und die Befestigung des Hufeisens über Hufnägel und Kappen beeinflusst die
Bewegung und Spannung der Homkapsel um so mehr, je weiter hinten im Bereich des Hufes
diese angebracht wird.
Parallel zu den Untersuchungen von HINTERHOFER et al. (1997, 2000, 2001) wurde von
THOMASON et al (2002) eine ähnliche Homkapsel aus Finiten Elementen konstmiert,
welche im Hinblick auf die Spannungen in der Oberfläche der Homwand untersucht und mit
den Ergebnissen aus Untersuchungen mit Dehnungsmessstreifen an Hufen verglichen wurde.
NEWLYN et. al (1998) erstellen erstmals ein dreidimensionales Modell einer Homwand
eines Eselhufes. Die auftretenden Verformungen konnten, eingeschränkt auf Gmnd der
Berücksichtigung der reduzierten Stmktur, mit den aus der Literatur bekannten Verformungen
des Pferdehufes verglichen werden. Die Belastung der Homkapsel des Esels erfolgte mit 375
N über die Innenseite der Homwand verteilt.
COLLINS (2004) ermittelte die unterschiedlichen Spannungs- und Belastungssereignisse von
hufgesunden und hu fre he kranken Eseln im Vergleich. Er wendete unterschiedliche
Belastungsstärken und Richtungen an, mit denen er die Reaktionen der Hufkapsel simulierte,
und evaluierte dies auf makro- und mikromechanischer Ebene. Er erkennt im Modell des
Esels, dass im Bereich der Trachten (quarters and heels) der Verformungswert proximal höher
ist als distal.
2.3.1
Die Finite Elemente Analyse
Die Konstmktion eines FE - Modell bemht auf der Erfassung der Geometrie des zu
untersuchenden Körpers, der Eingabe der Materiaiparameter für die mechanisch
unterschiedlichen Abschnitte und einer möglichst realistischen Belastungsannahme bei
gleichzeitig nachvollziehbaren Randbedingungen. Nach der Berechnung der gefragten
Ergebnisse muss das Modell validiert werden, um eine klinische Interpretation der Ergebnisse
24
zu erlauben. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Teilschritten
Modellerstellung und Belastungsberechung. (BEAUPRE u. CARTER 1992)
der
2.3.1.1 Die Modellerstellung
Die Erfassung der Geometrie von Organen und Organstrukturen basierte anfanglich auf der
manuellen Konstruktion der gewünschten Strukturen analog zu den bekannten anatomischen
Parametern (HINTERHOFER et al. 1997, 2001; THOMASON et al. 2002). Die rasche
Entwicklung auf dem Sektor der Computertechnik machte es bald möglich, dreidimensionale
Geometriedaten aus digitalen Erfassungssystemen (digitale Kameras, Computertomographie,
Magnetresonanz) in Raummodelle zu überführen, welche nachfolgend mit Finiten Elementen
vernetzt wurden (HINTERHOFER et al., 2005; 2006; MAHR et al, 2008)
2.3.1.1.1
Generierung von Finiten Elementen und Knotenpunkten
Dieser Prozess kann folgendermaßen zusammengefasst werden:
1.
Eine Reihe von Kontrollpunkten im Raum werden definiert
2.
Mathematische Kurven oder „Verzahnungen" werden konstruiert, welche die
Kontrollpunkte verbinden um die Grenzen - und somit die Oberflächen- des Objektes
zu charakterisieren.
3.
Das daraus resultierende Objekt wird unterteilt, eine Art Netz darüber
gespannt, welches zu einzelständigen Finiten Elementen führt
4.
Das daraus resultierende FE - Netz wird überprüft, um die Kontinuität der
Knotenpunkte, und damit Zusammenhang des gesamten Systems zu gewährleisten.
Es ist wichtig zu bemerken, dass die Präzision der sich daraus ergebenden Analyse begründet
wird durch die Art und die Anzahl der Finiten Elemente, und durch die Menge der
Knotenpunkte zwischen den Finiten Elementen. Diese bestimmen letztlich die Gesamtsumme
der Gleichungen, die gelöst werden müssen. (BEAUPRE u. CARTER 1992)
2.3.1.1.2
Definierung der Materialeigenschaften des Modells
Die mechanischen Eigenschaften des Modells im Hinblick auf die FE - Analyse müssen vorab
festgesetzt werden. Als für die Berechnungen notwendigen Parameter können die Ausrichtung
des Materials (Isotropie/Anisotropie), der Elastizitätsmodul (E) als eine Materialkonstante zur
Beschreibung der Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Verformung und die Poisson'sch
Zahl (v) als das Verhältnis der relativen Dickenänderung zur relativen Längenänderung bei
Einwirkung einer äußeren Kraft oder Spannung, genannt werden. (BEAUPRE u. CARTER
1992)
2.3.1.1.3
Die Randbedingung und die Simulation der Belastung
Als Randbedingungen können alle Faktoren zusammengefasst werden, die, abgesehen von der
Geometrie des Körpers und den eingegebenen Materialeigenschaften, die Verformung im
Raum beeinflussen wie z.B. die Reibung mit dem Untergrund. Zwischen einzelnen Strukturen
eines Modells werden diese Randbedingungen auch als Kontaktflächeneigenschaften
angesprochen. Es muss besonders darauf geachtet werden, dass das Objekt nicht wider seiner
Funktionalität beschränkt wird. Weiters muss die Belastung in ihrer Richtung und ihrem
Ausmaß definiert werden. (BEAUPRE u. CARTER 1992)
25
2.3.1.2 Die Berechnung der Veränderungen, welche durch die simulierte Belastung entstehen
Wenn das Modell erstellt, die Belastungs- und Randbedingungen sowie die Kontaktflächen
definiert sind, kann die Analyse durchgeführt werden. Die Auflösungszeit eines re - Modell
ist abhängig von der Leistungsfähigkeit des verwendeten Compulersystems und der Anzahl
der zu lösenden Gleichungen. Die Analyse wird durch „back-checks'* validiert, um
sicherzugehen, dass das Modell korrekt definiert wurde. Die Analyse ist komplett, wenn die
Abgrenzbarkeit der Punkte und die gewünschten davon abgeleiteten Werte von z.B. Druck
und Spannung errechnet wurden. Die Ergebnisse werden als Ergebnisgraphiken dargestellt,
aus welchen über Farbskalen oder entsprechende „software tools" punktueil die Werte
ermittelt werden können. (BEAUPRE u. CARTER 1992)
2.3.1.3 Die Validierung eines Finite Elemente Modells
Unter Validierung versteht man die experimentelle, gerichtete Bestätigung der Richtigkeit
einer Simulation. (COLLINS 2004)
Im Hinblick auf ein FE - Modell kann das eine gezielte, in vivo durchgeführte Spannungsoder Deformationsmessung sein, oder auch der Vergleich der Ergebnisse mit von anderen
Forschungsgruppen durchführten Experimenten.
Abb. 2.7: Möglichkeit
Lauflyanduntersuchung
der
Validierung
eines
Finite
Elemente
Modells
mittels
26
3. MATERIAL UND METHODE
3.1
Härtemessung und Wachstumsverlaufsmessung
3.1.1
Material
3.1.1.1 Probanden
Esel
Bei den für die Härtemessungen und Wachstums Verlaufsmessungen herangezogenen Tieren
handelt es sich um 13 adulte Haus- und Rasseesel mit einem Stockmaß von 94,5 cm bis 116
cm. Alle Probanden wurden während des Unlersuchungszeitraumes in Niederöslerreich
gehalten. Die Tiere waren hufgesund und zeigten keine Anzeichen auf einen kürzlich
zurückliegenden Beschlag und waren auch über den Zeitraum der Messungen nicht
beschlagen.
Bei allen Tieren wurden, auch schon vor Versuchsbeginn, regelmäßige Hufkorrekturen
durchgeführt, je nach Facon des Besitzers durchschnittlich im Abstand von 6 bis 16 Wochen.
Die Tiere zeigten keine äußeren Anzeichen für Erkrankungen. Bei fünf Tieren aus Schlosshof
wurde zu Beginn des Versuchs eine Blutuntersuchung durchgeführt, die einen guten
Gesundheitszustand bestätigte. Diese fünf weiblichen Tiere wurden uns von der
Marchfeldschlösser Revitalisierungs- und Betriebsges. m. b. H. zur Verfügung gestellt. Es
handelt sich hierbei um österreichisch-ungarische Albinoesel, auch „Barockesel" genannt,
eine gefährdete heimische Haustierrasse. Die Bezeichnung „Albinoesel" ist, obwohl
eingebürgert und vielfach verwendet, nicht korrekt, da diese Tiere ihr Erscheinungsbild einem
„Flavismus" {lat. flavus: gelb), und keinem Albinismus verdanken. Die Tiere sind in
Schlosshof Teil eines länderübergreifenden Zuchtprogramms.
Die anderen 8 Probanden können der Gruppe der europäischen Hausesel zugeordnet werden.
Die 8 weiblichen und 5 männlichen Tiere (drei Hengste und zwei Wallache, von denen 2
Hengste innerhalb des Untersuchungszeitraumes kastriert wurden) wurden alle unter
ähnlichen Bedingungen gehalten. Alle Tiere hatten sowohl die Möglichkeit der freien
Bewegung in einem Auslauf, als auch den Schutz einer befestigten Einrichtung (Stall,
Unterstand) zur Verfügung.
Daraus ergeben sich auch wetterbedingte wechselnde Bodenbeschaffenheiten, denen die
Esel(hufe) während des gesamten Untersuchungszeitraumes ausgesetzt waren, die jedoch für
alle Tiere als ähnlich angenommen werden können.
Alle Tiere waren zumindest in Zweiergruppen gehalten, einige leben vergesellschaftet mit
Pferden.
Entgegen des mitteleuropäischen Trends waren nur vier der dreizehn Esel adipös (siehe Abb.
3.1), die anderen Probanden zeigten einen guten Ernährungszustand. Zu den jeweiligen
Fütterungsmodalitäten wurden keine Daten erhoben. Die Tiere werden als Hobbytiere
gehalten, und müssen keine oder kaum Arbeit leisten.
27
Tab. 3.1: Probanden: Esel
Name
Rosi
Florian
Paolo
Alonso
Bauxi
Mama Esel
Momo
Vroni
Annelies
Donatella
Mortadella
Vallerie
Dora
Gcschicchl
weiblich
männlich
männlich
männlich
männlich
weiblich
männlich
Weiblich
Weiblich
Weiblich
Weiblich
Weiblich
Weiblich
rngclahics
Alter am
VcisLichcndc
26
15
5
8
6
13
7
10
5
10
10
6
4
SlockniaB (cm)
PigmcnisUilus
der Hufe
102
101.5
104
95,5
94,5
100
109,5
109,5
111
114
115
107,5
116
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
pigmentiert
unpigmenliert
unpigmentiert
unpigmentiert
unpigmentiert
unpigmentiert
Abb. 3.1: Europäischer Hausesel „Rosi'
Abb. 3.2: österreichisch- ungarische Albinoesel {Barockesel) „Mortadella" & Fohlen
28
Ponys
Für die vergleichende Betrachtung der Parameter Krön- und Tragrand, sowie Stockmaß und
Ohrlänge wurde eine Vergleichsgruppe von Ponys in zu den Eseln vergleichbarer Größe
herangezogen. Die Tiere stammten alle aus einem Betrieb in Niederösterreich und leben dort
unter ähnlichen Haltungsbedingungen wie die Esel. Die Tiere waren durchwegs adult und
hufgesund. Eines der Ponys war zum Zeitpunkt der Evaluierung Hengst. Keines der Tiere war
zum Zeitpunkt der Untersuchung beschlagen.
Tab. 3.2: Probanden: Ponys
Name
Geschlecht
Momo
Lord
Gismo
Blitzi
Snoopy
Mascha
Prinzessa
Merlin
Archibald
Spirit
Pepita
Terry
Weiblich
Männlich
Männlich
Männlich
Männlich
Weiblich
Weiblich
Männlich
Männlich
Männlich
Weiblich
Männlich
Ungefähres
Alter am Tag
der Messung
(Versuchsende)
12
16
15
21
17
27
18
12
4
6
31
19
SlockmaB (cm)
Pigmentstatus
der Hufe
102
113
120
111
122
102
118
113
121
121
122
121
Unpigmentiert
Pigmentiert
Pigmentiert
Gemischt
Gemischt
unpigmentiert
unpigmentiert
pigmentiert
unpigmentiert
gemischt
unpigmentiert
pigmentiert
3.1.1.2 Härtemessgerät und Shore D Härte
Die Härtemessung in Shore D stellt ein Messverfahren
zur Ermittlung der Härte eines Werkstoffes dar. Die
Messungen zur Bestimmung der Shore D Härte wurde
nach der Norm EN ISO 868 ausgeführt. Verwendet wurde
das batteriebetriebene, tragbare Härtemessgerät TH-210
(Shore D) der Marke „PCE GROUP".
I
CS^Cfe
Die Härte wird in Shore D Einheiten (SDE) angegeben.
Der Messbereich erstreckt sich von 0-100 SDE, die
ermittelte Härte wird auf einem digitalen Display
angezeigt. Der Messtaster des Prüfgeräts besteht aus einer
kubischen Metallspitze (Shore D) mit definierter Größe.
Die Bestimmung der Shore D Härte prüft den Widerstand
des Hufhomes gegen das Eindringen der kegelförmigen
Spitze (Messtaster) des Prüfgerätes (50 N).
Abb. 3.3: digitales Härtemessgerät
TH-210
29
Da das Horn ein Material mit viskoelastischen Eigenschaften darstellt, wurde nicht der
Maximalausschlag des Härteprüfgerätes bewertet, sondern der Messwert zwei bis drei
Sekunden nach Beginn der Messung abgelesen.
Um durch die Methodik bedingte Streuungen zu minimieren wurden pro Messbereich 3 Werte
gemessen, welche für die weiteren Berechnungen zu einem Mittelwert zu sammenge fas st
wurden.
3.1.2 Methode der Härtemessung
Die Messungen zur Bestimmung der Shore D Härte wurde nach den Vorgaben der EN ISO 868
durchgeführt. Bei dem Verfahren handelt es sich um eine in vivo - Untersuchung.
Zur Härtemessung wurden alle vier Hufe der 13 oben beschriebenen Probanden (Esel)
herangezogen. Die Messungen wurden im Abstand von ca. zwei Monaten durchgeführt, jeder
Huf wurde insgesamt 6 Messungen unterzogen. Der Versuch lief also über rund ein Jahr (von
13.04.2007 bis 20.03.2008). Die Messungen wurden immer von derselben Person, der
Autorin, vorgenommen. Durchgeführt wurden die Messungen im Bereich Wandhom und
Tragrand (sohlenseitig gemessen).
Die Auswertung der Variablen erfolgte mittels ANOVA (Varianzanalyse) und wurde an der
Vet. Med. Univ. Wien am Institut für Medizinische Physik und Biostatistik durchgeführt. Auf
diese Weise konnte ein allgemeines lineares Modell erstellt werden.
3.1.2.1 Projektierte Parameter
Folgende Parameter wurden ermittelt, bzw. waren projektiert:
•
Erstellung eines Modells über die Härte Verteilung (Shore-D Härte) des Kronhoms
am Huf (äußere Hufwand und Tragrand) eines hufgesunden, adulten Esels.
Eventuelle Detektierung eines gerichteten MustersA^erlaufs/einer spezifisch
definierten Verteilung von verschieden harten Bereichen am Huf.
Vergleich der Härte Verteilung von Vorder- und Hinterhuf
Vergleich der Härte Verteilung pigmentierter und unpigmentierter Hufe. Acht
Probanden hatten pigmentierte Hufe, fünf Tiere zeigten keine Pigmentierung des
Hufhomes.
Vergleich der Härte Verteilung der Segmente zueinander (vertikal ausgerichtete
Messbereiche).
Vergleich der Härteverteilung der Reihen zueinander (horizontal ausgerichtete
Messbereiche).
Vergleich der Härte Verteilung der Segmente 1&2 (lateral) mit den Segmenten 4&5
(medial).
Erhebung eines etwaigen Einflusses der Jahreszeit unter Berücksichtigung der von
der ZAMG zur Verfügung gestellten Wetterdaten auf die Härteverteilung in
pigmentiertem und unpigmentiertem Hufhom, sowie die Überprüfung einer
etwaigen Veränderung/ eines Verlaufes über den Zeitraum der 6 Messungen (12
Monate).
30
3.1.2.2 Vorbereitungen der Hufe für die Härtemessung
Zuerst wurden die Hufe in allen Bereichen unter Zuhilfenahme eines handelsüblichen
Huf auskratzers und einer harten Bürste grob gesäubert. Danach wurden etwaige verbleibende
Schmutzkrusten mit feinem Schmirgelpapier entfernt. Es wurde darauf geachtet, mit dem
Schmirgelpapier keinerlei Hommaterial abzutragen und möglichst auch die Glasurschicht
nicht zu verletzen. Bei einer kurzen Hufkorrektur wurden alle zu messenden Bereiche von
losem Horn befreit. Es wurde weiters danach getrachtet eine möglichst glatte und flache
Oberfläche zu erzeugen, um damit die Durchführung der Messungen an intaktem Material
gewährleisten zu können. In weiterer Folge wurde der nun gesäuberte und korrigierte Huf
zum Zwecke der Einteilung in nachvollziehbare Messbereiche folgendermaßen markiert:
1. Schritt
Mit Hilfe eines flexiblen Zentimeterbandes wurde der Tragrand von Eckstrebe zu Eckstrebe
abgemessen, und der daraus resultierende Wert durch fünf dividiert.
Jeweils im Abstand des ermittelten Wertes wurden nun vier Punkte mit wasserfestem Stift
direkt am Huf, im Bereich des Tragrandes markiert. (Abb. 3.4)
Abb. 3.4: 1. Schritt
2. Schritt
Dieses Verfahren wurde auch am Kronrand durchgeführt (Abb. 3.5).
31
3. Schritt
Die Markierungen wurden dann verbunden und durch die Verbindinungshnien der markierten
Punkte von Krön- und Tragrand konnte nun eine Einteilung des Hufes in seiner Längsachse in
fünf Segmente erreicht werden (Abb. 3.6.)
Die weitere Unterteilung in vier Querreihen wurde nicht direkt am Huf markiert, sondern bei
jeder Messung von der messenden Person estimiert. Jedes einzelne Segment wurde so noch
einmal in vier Abschnitte unterteilt. Es ergeben sich pro Hufwand 20 Messbereiche (siehe
Abb. 3.7).
Die schon bestehenden Markierungen an der Kante des Tragrandes wurden zur Unterteilung
desselben in gleichbedeutende Segmente verwertet. Somit kamen weitere 5 Messbereiche pro
Huf hinzu (siehe Abb. 3.7).
lateral
medial
lateral
h^^F^^~\^
AM'-'
3 1 /
1
1
3_2
'"' 1 '-A'3_3
/
4_2
4_3
3_4
4_4
3_5
\
\
4_5
Abb. 3.7: Einteilung des Hufes zur Härtemessung
medial
32
3.1.2.3 Durchführung der Härtemessung
Zur Härtemessung wurde das unter Punkt 3.1.1.2 beschriebene digitale Härtemessgerät
verwendet. Die Messungen erfolgten an 20 definierten Punkten des äußeren Kronhoms, dem
härtesten Teil der Hufwand, sowie an fünf weiteren Punkten entlang des sohlenständigen
Tragrandes.
Die Messungen begannen immer lateral (außen) und proximal (oben). Gemessen wurde erst
von proximal nach distal, also mit den 4 Messbereichen des ersten Segments, beginnend mit
1_1. dann 2_1 u. s. w.. Darauffolgend wurde die Messung des zweiten Segmentes
durchgeführt, und, nach dem gleichen Prinzip, jeweils um ein Segment nach medial
weitergerückt. Ein Segment beschreibt einen Vertikalen Bereich z.B. von 1_1 bis 4_1. Es sind
pro Huf fünf Segmente vorhanden. 1_I beschreibt immer den äußersten obersten Messpunkt.
Die horizontalen Messbereiche (z. B. 1_1 bis 1_5) wurden als „Reihen" definiert.
Auf den angehobenen Huf wurde das Härtemessgerät mit möglichst gleichmäßiger
Kraftaufwendung jeweils drei Sekunden innerhalb des vorgegebenen Messbereiches (z.B.
1-1) gegen das zu messende Hommaterial gedrückt. Der Messtaster wurde zügig aber stoßfrei
aufgesetzt und nach 2-3 Sekunden die Einsinktiefe der Nadel in das Horn auf der Skala, die
von „0" (minimale Härte) bis „100" (maximale Härte) reicht, in „Shore D Einheiten" (SDE)
abgelesen und protokolliert. Innerhalb eines Messbereiches wurde darauf geachtet, bei jeder
Einzelmessung (es wurden immer drei Einzelmessungen pro Messbereich durchgeführt, und
diese anschließend gemittelt) jeweils wenige mm Abstand zum zuletzt gemessenen Punkt zu
bewahren, da durch die Nadel des Härtemessgeräts minimale Eindrücke am Horn entstanden,
und empirisch festgestellt wurde, dass die mehrmalige Messung in eine solche
Oberflächen Verletzung hinein die Anzeige einer geringeren Härte zur Folge hat. Das
Verfahren der dreifachen Messung (drei Messungen pro Messbereich, z.B. in 1_I) wurde
gewählt, um durch die Methode bedingte Streuungen weitgehend auszugleichen.
Beschädigungen oder Beeinträchtigungen durch Veränderungen der Hufoberfläche über den
Gesamtzeitraum der Messungen (1 Jahr) konnten makroskopisch nicht beobachtet werden.
3.1.2.4 Protokollierung
Die am Härte mess gerät abgelesenen Werte wurden zeitgleich zur Messung laut vorgelesen,
und entweder sofort in ein vorab entwickeltes Standardprotokoll überschrieben oder mit Hilfe
eines Diktiergerätes der Marke „OLYMPUS Digital Voice Recorder VN-31(X)" akustisch
erfasst. Danach wurden die Werte in eine Excel-Datei übertragen.
Alle Härtedaten wurden somit katalogisiert und gespeichert und durch Hinzufügen von Name
des Probanden, dem jeweiligen Datum und etwaige Besonderheiten ergänzt. Mithilfe dieses
Programms wurden die erhobenen Daten entsprechend ihrer zugehörigen Position aufgelistet,
und die jeweils 3 Messungen pro definiertem Messbereich wurden gemittelt. Für jeden der 25
vorab definierten Messbereiche ergab sich nun ein Wert. Außerdem wurden Höchst- und
Niedrigst- sowie Mittelwerte und Standardabweichung für jedes Segment (Segmente 1-5)
berechnet.
3.1.2.5 Statistische Auswertung der erhobenen Härtedaten
Zur Durchführung der statistischen Auswertung mittels Varianzanalyse mussten die Rohdaten
vorab folgendermaßen aufbereitet werden:
33
Die Matrix über die 20 Messbereiche der Homwand jedes Hufes wurde durch die Mittelwerte
jeder Reihe (Z-Wert) und jedes Segmentes (R-Wert) ergänzt. In einer weitem Excel-Datei
wurden nun die 13 Esel in Spalten aufgetragen, ihre jeweiligen Härtedaten in der jeweiligen
Reihe eingesetzt, jeder Messbereich erfasst, sowie auch die R- (5 Werte pro Huf) und ZWerte (4 Werte pro Huf) eingetragen. Der Mittelwert der Härte aller Esel jedes Messbereiches
pro Messung (Messungen 1 bis 6) wurde auch noch hinzugefügt. Weiters wurden
Tragrandhärtewerte und Wetterdaten sowie Datum der Messung, Stockmaß des jeweiligen
Esels, Geschlecht und Pigmentstatus des Hufes (pigmentiert oder unpigmentiert) aufgelistet.
Dies wurde für alle 6 Messungen durchgeführt, jeweils auf einem eigenen Tabellenblatt. Die
so aufbereiteten, sehr umfangreichen Daten wurden der statistischen Auswertung mittels
Varianzanalyse zugeführt.
3.1.3
Methode der Wachstumsverlaufsmessung
An der Seitenwand der Hufe wurde eine künstliche Homkerbe in regelmäßigen zeitlichen
Abständen (ca. ein Monat) mit einem integrierten internen Standard (mitabgelichtetes
Zentimeterband) fotografiert. Anhand der Auswertung der Fotos sollte eine Aussage über das
Wachstum des Wandhomes getroffen werden.
Es wurden jeweils ein Vorder- und ein Hinterhuf jedes Esels ca. einmal pro Monat über den
gesamten Untersuchungszeitraum (12 Monate) erfasst. Die erhobenen Parameter (Ergebnisse
der Verlaufsmessungen), gemessen in Millimeter, wurden dann auf ein standardisiertes
Zeitintervall von 28 Tagen umgerechnet.
Es sollten etwaige Schwankungen des Wachstums im jahreszeitlichen Verlauf, sowie etwaige
Unterschiede im Wachstum von Vorder- und Hinterhufen, oder ein etwaiger Einfluss von
Pigmentstatus oder Geschlecht des Tieres evaluiert werden.
Abb. 3.8: Eselhuf vorbereitet für die Wachstumsverlaufsmessung
3.1.3.1 Vorbereitung der Prüfkörper für die Wachstumsmessung und Datenerfassung
Am gesäuberten und grob korrigierten Huf wurde an der Seitenwand, jeweils lateral, parallel
zum Kronrand mit einer handelsüblichen Hufraspel eine gut sichtbare Kerbe eingeraspelt.
Eine Kerbe konnte in Abhängigkeit vom Wachstum des Hufhoms über mehrere
Messintervalle genutzt werden. Bei Verlust einer Kerbe durch Wachstum und Abrieb bzw.
34
Hufkorrektur wurden nach den gleichen Kriterien immer neue Markierungen (Kerben)
angebracht.
Als interner Standard wurden auf Papier gedruckte Zentimetermaßstäbe benutzt. Jeweils ca. 3
Zentimeter lange Papierstreifen wurden gut sichtbar am palmaren (plantaren) Ende der Kerbe
mit doppelseitigem Klebeband aus dem Baumarkt auf den Huf aufgeklebt.
Zur besseren optischen Erfassung bei der computergestützten Auswertung wurde die Kerbe
zusätzlich mit einem dünnen Stift markiert.
Nun wurden noch die den Kronrand verdeckenden Saumhaare mit einer Schere entfernt, bis
der Horn- Haaransatz- Übergang deutlich zu sehen war. Dies war nötig um später die exakte
Grenze zwischen Haut und Horn ausmachen, und exakte Messwerte erzielen zu können.
Nachdem der Proband bzw. seine Gliedmaße auf einen möglichst glatten und ebenen
Untergrund verbracht worden war, wurde der präparierte Huf nun aus einer Entfernung von
ca. 30 - 40 cm mit einer hochauflösenden Digitalkamera, eingestellt für Makroaufnahmen,
fotografiert. Zur Identifizierung wurde mit jedem Huf ein Kärtchen mitfotografiert, auf dem
der Name des Tieres, das Datum und eine Bezeichnung für Vorder- oder Hinterhuf vermerkt
waren (siehe Abb. 3.8.).
3.1.3.2 Auswertung am PC
Die Fotos wurden anschließend am Computer bearbeitet, um Lichtverhältnisse und Schärfe zu
optimieren. Danach wurde mit Hilfe einer Corel Draw - Software der interne Standard
ausgeschnitten, gegebenenfalls repliziert und gegen den Kronrand hin verschoben. Der
kürzeste Abstand zwischen Kronrand und dem palmarsten (plantarsten) Ende der Kerbe
wurde gewählt, und der ermittelte Wert direkt aus dem Bild abgelesen. Die Werte der
einzelnen Monate wurden subtrahiert (mm Kerbe/April - mm Kerbe/März). Das Ergebnis
stellt die Längenzunahme vom Kronrand zur Kerbe, und damit das HufhomWachstum für
einen Monat dar.
Die jeweiligen Werte wurden unter Zuhilfenahme einer Excel-Tabelle gesammelt, und auf 28
Tage umgerechnet. Etwaige Messungenauigkeiten, welche durch eine etwaige perspektivische
Verzerrungen hervorgerufen hätten werden können, wurden aufgrund der minimalen
geschätzten Auswirkungen, und damit klinisch nicht relevanten Effekte unberücksichtigt
gelassen.
Abb. 3.9: Fotographische Erfassung der Wachstumsrate am Eselhuf anhand einer künstlich
angebrachten Kerbe. Vergleichende Darstellung desselben Hufes im einmonatigen Abstand
35
Die erhobenen Messwerte, erfasst in Millimeter, konnten danach in Excel als Zeit- ReihenAnalyse dargestellt und mittels t- Test ausgewertet werden. Durch die Vielzahl der
Messwertdaten sollte bei der Zusammenfassung ebendieser ein kleiner Standartfehler und
eine hohe Signifikanz erreicht werden.
3.2
Bezug und Aufbereitung der Wetterdaten
Zum Zweck der Überprüfung eines Zusammenhanges (Verlaufes) der Härte- und
Wachstumsergebnisse mit der jeweils herrschenden Feuchtigkeit und Temperatur, der
Jahreszeit, wurden die Wetterdaten in die Analyse der Härte- und Hufhomwachstumsdaten
miteinbezogen.
Die Daten zu Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie zur Niederschlagsmenge und
Sonnenscheindauer der dem Ort der Härtemessung nächstgelegenen Wetterstation wurde für
jeden Tag des gesamien Messzeitraumes (13.04.2(X)7-25.05.2OO8) von der Zentral an stalt für
Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) in Form eines EXCEL -Files übermittelt. Es wurden
im Endeffekt nur die Daten zur Temperatur und Luftfeuchtigkeit in die Untersuchung
miteinbezogen.
Aus den Tagesmittel der relativen Luftfeuchtigkeit und den Tagesmittel der Lufttemperatur
(gemessen 2 Meter über dem Boden) wurde für den Tag der jeweiligen Messung und für drei
Tage vor der Messung das jeweilige Mittel berechnet (also das Mittel aus vier Tagen). Die
ermittelten Werte wurden in den Prozess der statistischen Auswertung mittels ANOVA
integriert.
Die Entscheidung, gemittelte Daten von jeweils vier Tagen in jede Messung einzugliedern,
und nicht nur die am Tag der Messung erhobenen Werte, beruhte auf der Annahme der
etwaigen verzögerten Reaktion, bzw. dem Versuch der Integration verschiedener Einflüsse,
und der Möglichkeit der Ermittlung allgemeiner Aussagen der Reaktion des Hufhoms auf
diverse Umwelteinflüsse.
Die grobe Betrachtung der Messwertdaten empfahl eine Division der erhobenen Werte in
zwei zeitlich definierte Abschnitte, nämlich den Zeitraum Oktober bis Februar und wiederum
Februar bis Oktober. Jeder Messwert floss nur einmal in die statistische Auswertung ein. Die
Separierung in die zwei „Halbjahresabschnitte" erfolgte vor der statistischen Auswertung in
Excel.
3.3
Evaluierung der Gliedmaßenstellung
Anhand eines Standardprotokolls wurden die orthopädischen Merkmale der Esel (siehe Punkt
3.1.1.1) erfasst, wobei spezielles Augenmerk auf die Zehenstellung und die Stellung der
Sprunggelenke gelegt wurde. Die Evaluierung erfolgte nach den Kriterien des orthopädischen
Untersuchungsganges, auf ebenem Boden in normaler, entspannter Haltung und von allen
Seiten. Anhand von Befragungen der Besitzer und der die Tiere betreuenden Personen kann
vermutet werden, dass keines der Tiere unter gehäuften orthopädischen Beschwerden litt, oder
aufgrund einer Gliedmaßen-Stellungsproblematik bzw. einer Hufform-korrelierten
Krankheitsaffinitäl jemals auffällig geworden wäre, oder einem Tierarzt deswegen vorgestellt
worden wäre.
36
3.4
Kronrand - und Tragrandumfang von Esel und Pony
Im Zuge der Wachstumsverlaufs- und Härtemessungen wurden auch der Tragrand- und
Kronrandumfang aller Hufe aller Esel und Ponys (siehe Punkt 3.1.1.1) erhoben.
Die Maße von Krön- und Tragrand wurden mit einem flexiblen Zentimeterband erfasst. Der
Tragrandumfang wurde von Eck strebenspitze zu Eckstrebenspitze ermittelt. Der Kronrand
jeweils bis zum Ballenübergang. Der Ballen an sich und der Strahlbereich wurden nicht
miterfasst, die Messung beschreibt also nicht den tatsächlichen Umfang von 360°.
Aus den Daten jedes einzelnen Tieres wurden Mittelwerte für Kronrand und Tragrand der
Vorder- und Hinterhufe berechnet. Die Werte von Esel und Ponys wurden anschließend
verglichen.
3.5
Ohrlängen von Esel und Pony
Es wurden die Längen beide Ohrmuschelknorpel (einzeln) aller Esel und Ponys (siehe Punkt
3.1.1.1) vom Ansatz der Ohrmuschel (Auricula) am Schädel bis zur knorpeligen Spitze mit
einem fixen Zentimeterstab erfasst. Die Ohrlängen beider Seiten, die sich oftmals
geringgradig unterschieden, wurde wiederum gemittelt, und somit ein Wert für die Ohrlänge
in den weiteren Berechnungen verwendet.
Da nicht angenommen wurde, dass sich bei den durchgehend adulten Tieren Veränderungen
dieser anatomischen Struktur, bedingt zum Beispiel durch ein etwaiges Wachstum, ergeben
würden, wurden die Werte nur einmal erhoben.
Abb.S.W: Vermessung der Ohrmuschellänge des Esels
3.6
Widerristhöhen (WH) von Pony und Esel
Zur Messung wurden die Tiere (siehe Punkt 3.1.1.1) auf einen ebenen Untergrund verbracht
und mit Hilfe eines handelsüblichen Stockmaßes unter Horizontalkontrolle (Wasserwage)
abgemessen. Da nicht angenommen wurde, dass sich bei den durchgehend adulten Tieren
relevante Veränderungen der Größe ergeben würden wurden die Werte nur einmal erhoben.
37
3.7
Das Finite Elemente Modell der Eselzehe
Basierend auf den material technischen Analysen
des Hufhoms von Eseln und den vorangegangen
Arbeiten am Sektor der Finiten Elemente Analyse
von HINTERHOFER et al. (2001, 2005, 2009)
wurde ein 17-Komponenten Modell einer
Eselzehe erstellt (Abb. 3.11). Die Modellierung
setzte sich zusammen aus der Erfassung der
Geometrie, der Rationalisierung, Segmentierung
und Vernetzung der Geometriedaten, der
Definierung der Materialeigenschaften und der
Eingabe der Rand- und Belastungsbedingungen.
3.7.1
Material und Datenerfassung
Zur
Datenerfassung
wurde
ein
computerlomographisches Datenset einer rechten
Vorderextremität eines weiblichen, adulten
Hausesels herangezogen. Die Untersuchung
wurde
zu
diagnostischen
Zwecken
mit
Zustimmung der Besitzerin durchgeführt. Die
benötigten Bilder wurden als Nebenergebnis
dieser Untersuchung gewonnen.
Abb. 3.11 FE - Modell einer equinen
Zehe
Der Esel stammt aus dem für alle Untersuchungen dieser Arbeit herangezogenen
Probandenkollektiv.
Die Untersuchung wurde an dem GE HiSpeed Computertomographen der
Veterinärmedizinischen Universität Wien durchgeführt. Die Einstellungen waren 60 mA und
140 kVP, bei einer Schichtdicke von 2 mm und einer 512 x 512 Pixel Matrix. Die Bilder
wurden unter Verwendung eines Standard (STD+) - Algorithmus rekonstruiert.
3.7.2
Methode
3.7.2.1 Die Vorbereitung der Extremität
Unmittelbar vor der computertomographischen Untersuchung wurde der Huf der rechten
Vordergliedmaße entsprechend aktueller Korrekturrichtlinien korrigiert und zu
Dokumentation fotografiert (Abb. 3.12). Nach der Narkoseeinleitung und Lagerung in rechter
Seitenlage wurde die Zehe in einer einfachen Vorrichtung aus Styropor und einer
Kunststoffschiene so positioniert, dass die Hufunterseite im rechten Winkel zum Rohrbein zu
liegen kam (Abb. 3.13). Diese Positionierung war notwendig, damit das aus den Scandaten
erstellte Modell vor der Lastaufbringung so wenig als möglich in seiner Lage verändert
werden muss.
38
Abb. 3.13
Abb. 3J2
3.7.3
Rationalisierung, Segmentierung und Vernetzung der 3D-Daten
3.7.3.1 Anatomische Rationalisierung
Anatomische Rationalisierung bedeutet die Reduktion der Gesamtheit der anatomischen
Strukturen auf eine geringere Anzahl berechenbarer Komponenten. Bei der Rationalisierung
der anatomischen Strukturen der Eselzehe auf die mechanisch relevanten Komponenten
wurde im Modell auf die Rekonstruktion der Nerven und Blutgefäße, der Haut und der
Unterhaut oberhalb der Krone, und einiger Bandstrukturen verzichten. Als mechanisch
relevant wurden die Knochen, die Beugesehnen, die Gelenkknorpel, die Hufknorpel, das
Hufkissen und die Homkapsel definiert. Die Bänder rund um die Gelenke wurden durch
gezielt gesetzte Kontaktbedingungen im Bereich der Gelenkenden simuliert.
3.7.3.2 Segmentierung der Einzelkomponenten
Als Segmentierung wird ein Vorgang bezeichnet, bei dem aus den dreidimensionalen CTGeometriedaten, welche aus unterschiedlichen Grautönen bestehen, mit Hilfe eines
Computerprogramme s Raumgeometrien extrahiert werden, welche zuvor über
Grautonunterschiede definiert werden. Für die vorliegenden Komponenten wurde das
Programm Mimics der FA Materialise, Belgien, eingesetzt. Bei geeigneter Vorbereitung in
Bezug auf die Grauwertskala und Kenntnis der Software, kann innerhalb kurzer Zeit eine
dreidimensionale Geometrie extrahiert werden, welche aber im Bereich der
Überschneidungen und Grenzflächen noch extensiver, manueller Nachbearbeitung bedarf.
3.7.3.3 Vernetzung mit Finiten Elementen
Die extrahierten Geometrien werden dann in einem weiteren Feature der Software im
Anschluss mit finiten Elementen vernetzt. Erst diese Vernetzung, welche wiederum erst nach
manueller Korrektur und Überprüfung abgeschlossen werden kann, schafft den Schritt zur
Berechenbarkeit, da die Finite Elemente über deren Randknoten und Strecken und diese
wiederum über Vektoren definiert sind und somit ein berechenbares Datenset ergeben.
39
Im Anschluss werden diese einzeln vernetzten Raumgeometrien im dreidimensionalen
Koordinatensystem wieder an ihren Platz zueinander gebracht, um -in diesem Fall- eine
aufrecht stehende Eselzehe zu ergeben. Die Fertigstellung der Vernetzung wurde seitens der
Firma Simulia Abaqus Austria GmbH, Zinckgasse 20-22, 1150 Wien durchgeführt.
3.7.4
Definition der Materialeigenschaften, Randbedingungen und der Belastung
Um ein dreidimensionales FE - Modell bezüglich Belastung und der resultierenden
Verformung und Spannung berechenbar zu machen, muss das Modell mit den entsprechenden
Materialeigenschaften beschickt und die Rand- und Belastungsbedingungen gesetzt werden.
3.7.4.1 Die Materialeigenschaften der Komponenten des FE - Modells der Eselzehe
Tab. 3.3
Komponente
Knochen
Hufwand
Sohle
Strahl
Hufknorpel
Haut
Gelenk- und
Hufknorpel
Btxlen
Elastizitätsmodul
(MPa)
8000
300
100
15
10
5
10
Dichtemasse
Kg/mm'
1.20e-6
1.22e-6
1.22e-6
1.22e-6
1.21e-6
1.21e-6
1.20e-6
Querkontraktionszahl
(ohne Einheit)
0.3
0.3
0.3
0.4
0.3
0.5
0.3
Materialantwort
31000
2.36e-6
0.15
Isotrop
isotrop
isotrop
isotrop
isotrop
isotrop
anisotrop
isoptrop
Die Materialeigenschaften der Komponente „Haut" (entsprechend der Weichteile zwischen
Knochen bzw. Hufkissen und Hufkapsel und der Haut) wurde gemäß eines quadratischen
polynominalen Modells als nicht linear eingestuft und die Materialeigenschaften der
Beugesehnen wurden als Marlow^sches hyperelastisches Modell auf der Basis der DehnungsVerformungskurve von Pferdesehnen eingegeben (COLLINS et al. 2009).
3.7.4.2 Rand- und Kontaktbedingungen und Simulation der Belastung
Kontaktoberflächen und Randbedingungs-Algorilhmen müssen festgesetzt werden, um die
Oberflächen-Oberflächen-Interaktionen innerhalb der Komponenten der Zehe reproduzieren
zu können. Die Komponenten wurden durch ihre Oberflächenkontakle aneinandergeknüpft
mit Ausnahme der Beugesehnen in ihrem gesamten Verlauf (außer ihrer Fixierung an den
Knochen), der proximalen Fläche der Gelenkknorpel. Diese Oberflächen verhalten sich zu
den umgebenden Komponenten in einem reibungslosen Gleitalgorithmus. Der Tragrand zum
Untergrund wurde definiert als statische Reibung mit dem Faktor 0.985 (THOMASON et al.
2005).
Zur Simulation der Belastung wurden die proximalen Sehnenenden fixiert, nachdem sie
zunächst, um die Relaxation der Vollnarkose zu kompensieren unter Vorspannung gelegt
wurden. Dann wurde über einen fiktiven Kraftansatzpunkt oberhalb des Rohrbeines die
Gesamtbelastung von 1 x dem Körpergewicht (190 kg) als vertikale, nach distal gerichtete
Vektoren aufgebracht.
40
4. ERGEBNISSE
4.1
Härte verlaufsmessungen
4.1.1
Härteverteilung am gesunden Eselhuf
4.1.1.1 Hufwand
Die Varianz analyse präsentierte für die Verteilung der Härtewerte über die gesamte Hufwand
ein gerichtetes Schema. Es zeigte sich, dass die vielen einzelnen Messpunkte und die daraus
resultierende Datenmenge auf 4 Bereiche von ähnlicher Härte reduziert werden konnte, die
Bereiche untereinander unterscheiden sich signifikant. Die Verteilung ist symmetrisch und
stellt sich an Vorder- und Hinterextremität identisch dar.
Abb, 4.1: Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der
Hufwand des Esels; Einteilung in vier Bereiche von unterschiedlicher Härte, wobei der
Bereich I als der härteste und der Bereich IV als der Bereich von geringster Härte definiert
ist
Die deskriptive Aufbereitung der Ergebnisse ergibt die in Tabelle 4.1 dargestellten Werte.
Tab. 4.1: Absolute Werte: Bereiche; Einheit: SDE
Bereich
Bereich 1
Bereich II
Bereich III
Bereich IV
N
52
52
52
52
Mill.
Mii\.
59,76
49,87
46,03
38,38
78,64
61,94
58,18
55,35
Mittel
66,53
55,64
53,7
45,94
Sliihw. (±)
2,66
2,8
3,02
3,15
41
Der flächenmäßig größte Bereich I ist also mit einer mittleren Härte von 66,5 ± 2,7 Shore D
Graden der härteste Bereich der äußeren Hufwand. Der proximal von Bereich I liegende
Bereich II folgt mit 55,6 ± 2,8 SDE als zweithärtester Bereich, danach Bereich III mit 53,7 ±
3 SDE als dritthärtester, und Bereich IV mit 45,9 ± 3,2 SDE als vierthärtester oder weichster
Bereich.
Die Ergebnisse zeigen, dass im äußeren Wandhom der Bereich der Trachten im Vergleich zur
Dorsalwand von geringerer Härte ist, und dass die proximalen lateralen und medialen Anteile
die schwächsten Teile der äußeren Hufkapsel darstellen.
Das Schema der Härteverteilung unterscheidet sich beim Vergleich der einzelnen Gliedmaßen
nicht. Alle Gliedmaßen (Vorder- und Hintergliedmaßen) aller dreizehn Esel verhielten sich
gleich.
Graphische Darstellungen
GLIEDMASSEN: Bereiche
Bereich
3
4
Mittlere Härte
(SDE)
45,00-
40,00-
Messung
Abb. 4.2: Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der
Bereiche 1 bis IV an der Hufwand aller vorderen linken Eselhufe (VOLI) bei den Messungen
1-6: Abfall der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster Bereich)
42
80,00-
Bereich
70.00-
Mittlere Härte
(SDE)
3
4
60.00-
50,00-
40,00-
Messung
Bereiche I bis IV an der Hufwand aller vorderen rechten Eselhufe (VORE) bei den
Messungen 1-6; Abfall der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster
Bereich)
70.00-
65.00Bercich
Miltlere Härte
(SDE)
^'^
3
4
55.00-
50.00-
45.00-
40.00Messung
Bereiche I bis IV an der Hufwand aller hinteren links Eselhufe (HILI) hei den Messungen 1-6;
Abfall der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster Bereich)
43
70.00-
65.00Bereich
60.00-
Mittlere Härte
(SDE)
3
4
55,0Ch
50,0&-
45,00-
40.00-
Messung
Bereiche I bis IV an der Hufwand aller hinteren rechten Eselhufe (HIRE) bei den Messungen
1-6; Abfall der Härte von Bereich 1 (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster Bereich)
Huf harte (A - F) vorne links
• 75.0-80.0
• 70.0-75,0
•65.0-70,0
•60,0-65,0
•55,0-60,0
•50,0-55.0
D 45,0-60,0
D40.&45.0
• 35,0^0,0
• 30,0-35,0
Segmente
Abb. 4.6: 3-dimensionale Darstellung der Härteverteilung an der Hufwand des Esels.
Mittelwerte aus allen Härtewerten des linken Vorderhufes aller Esel (stellvertretend für jeden
Vorder- und Hinterhuf) bei allen sechs Messungen (A - F)
44
Die vorliegende Graphik (Abb. 4.6) beschreibt in räumlicher Ansicht die durchschnittliche
Härte Verteilung am Eselhuf in absoluten Härtewerten (SDE).
Der mit knapp über 70 SDE härteste Teil des Hufes beschreibt die distale und mediane Spitze
der Hufkapsel. Die darauf folgenden Abnahme der Härte sowohl in proximaler, als auch
lateraler und medialer Richtung entsprechen der vorgenommenen Aufteilung in Bereiche. Die
in dieser Graphik nach unten zeigenden, weißen Spitzen entsprechen den Bereichen IV, und
somit die weichsten Abschnitte der äußeren Homkapsel,
Dieses Schema zeigte sich, wie die Auswertung in der Varianzanalyse offenbarte, bei jedem
Huf (Vorder- wie Hinterhuf) jedes Esels bei jeder Messung.
MESSUNGEN: Segmente und Reihen
80-
Mittlere Härte
(SDE)
70-
Reihen
3
6I>
5t^
40-
Ahh. 4.7: Graphische Darstellung der Messergehnisse der Shore - D Härtebestimmung der
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der ersten Messung; Geringere Härte
lateral (links), medial (rechts) und proximalen (unten) an der Hufwand (vgl. oben: Einteilung
in Bereiche I-IV)
45
90-
Reihen
QCr
Mittlere Härte
(SDE)
3
Segmente
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der zweiten Messung: Geringere Härte lateral
(links), medial (rechts) und proximalen (unten) an der Hufwand (vgl. oben: Einteilung in
Bereiche I-IV)
7(^
65-
Reihen
6Cr
Mittlere Härte
(SDE)
3
55-
5C^
4^
40-
Segmente
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der dritten Messung; Geringere Härte lateral
Bereiche MV)
46
70-
65-
Reihen
6Cr
3
Mittlere Härte
(SDE)
5^
50-
45-
Segmente
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der vierten Messung; Geringere Härte
in Bereiche I-IV)
75-
70-
Reihen
6^
3
Mittlere Härte
(SDE)
6C^
59-
5(^
45-
Segmente
Abb. 4.J1: Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der fünften Messung: Geringere Härte
in Bereiche I-IV)
47
75-
70-
Reihen
6fr
3
Mittlere Härte
(SDE)
60
5fr
5<^
4fr
Segmente
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei der sechsten Messung; Geringere Härte
in Bereiche I-IV)
7fr
70-
6fr
Mittlere Härte
(SDE)
Reihen
3
6C^
55-
5fr
4fr
vorab definierten Messpunkten aller Eselhufe bei den Messung 1 - 6; Geringere Härte lateral
Bereiche 1-lV)
48
GLIEDMASSEN: Messungen und Reihen
70.00-
65,00Minlere
Häne
Reihen
60.003
55.00-
50.00-
45,00-
vorab definierten Reihen {horizontal verlaufend) an der Hufwand aller vorderen linken
Eselhufe {VOU) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Reihe 1 {vgl. oben: Bereiche II
und IV)
75.00-
70,00-
Mittlere
Härte
Reihen
65.00-
3
60,00-
55,00-
50,00-
45,00-
Messung
vorab definierten Reihen {horizontal verlaufend) an der Hufwand aller vorderen rechten
Eselhufe {VORE) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Reihe 1 (vgl. oben: Bereiche
II und IV)
49
70.00-
65,00Mittlere
Härte
Reihen
60.00-
3
55.00-
50.00-
45.00-
Messung
vorab definierten Reihen (horizontal verlaufend) an der Hufwand aller hinteren linken
Eselhufe (HILI) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Reihe 1 (vgl. oben: Bereiche II
und IV)
70,00-
65,00-
Mitllere
Härte
Reihen
60,00-
3
55,00-
50,00-
45.00-
Messung
vorab definierten Reihen (horizontal verlaufend) an der Hufwand aller hinteren rechten
Eselhufe (HIRE) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Reihe 1 (vgl. oben: Bereiche II
und IV)
50
GLIEDMASSEN: Messungen und Segmente
70,00-
65.00Miniere
Härte
Segment
60,003
5
55.00-
50.00-
45.00-
Messung
Abb. 4.IH: Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der
vorab definierten Segmente (vertikal verlaufend) an der Hufwand aller vorderen linken
Eselhufe (VOLI) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Segmente 1 und 5 (vgl. oben:
Bereiche 111 und IV)
80.00-
Mittlere
Härte
Segmeni
70,00-
3
60,00-
5
50.00-
40,00-
Messung
vorab defmierten Segmente (vertikal verlaufend) an der Hufwand aller vorderen rechten
Eselhufe (VORE) hei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Segmente 1 und 5 (vgl. oben:
Bereiche 111 und IV)
51
70.00-
65,00Mildere
Härte
Scgmcnl
60.003
5
55,00-
50.00-
45.00-
Messung
vorab defmierten Segmente (vertikal verlaufend) an der Hufwand aller hinteren linken
Eselhufe (HILI) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Segmente 1 und 5 (vgl. oben:
Bereiche III und IV)
70.00-
65.0{^
Mildere
Härte
Segmenl
60,00-
55.005
50,00-
46,00-
Messung
vorab definierten Segmente (vertikal verlaufend) an der Hufwand aller hinteren rechten
Eselhufe (HIRE) bei den Messungen 1-6; Geringere Härte der Segmente 1 und 5 (vgl. oben:
Bereiche III und IV)
52
4.1.1.1.1
Einfluss von Pigment auf die Härteverteilung an der Hufwand
Zur Evaluierung der Unterschiede zwischen pigmentiertem und unpigmentiertem Hufhom
wurden nicht mehr die Werte der einzelnen Messpunkte, sondern die vier Bereiche
miteinander verglichen.
PIGMENTIERUNG: Messungen und Bereiche
Nicht pigmentiertes Hufhom
Bereich
70,00-
65.0O"
3
60.00-
Mittlere Härte
(SDE)
55,00-
50,00-
45.00-
40.00-
Messung
Bereiche I bis IV an der Hufwand aller unpigmentierten Eselhufe bei den Messungen 1-6;
Abfall der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster Bereich)
Pigmentiertes Hufhom
7000-
65.0(h
B ereich
—3
4
6000-
Mittlere Härte
(SDE)
55.005000-
45,00-
4000-
Bereiche I bis IV an der Huf wand aller pigmentierten Eselhufe hei den Messungen 1-6; Abfall
der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV (weichster Bereich)
53
Pigmentiertes und unpigmentiertes Hufhom verhielt sich bezüglich der Härteverteilung an der
Homkapsel nicht signifikant unterschiedlich. Die Bereiche I bis IV sind jeweils von ähnlicher
Härte (vgl. Abb. 4.24)
Pigmentierung
70,00-
00
1,00
65,00-
Mittlere Härte
(SDE)
60,00-
55.00-
50t0(h
45.00-
Bereich
Bereiche I bis IV an der Hufwand aller pigmentierten (1,00) und unpigmentierten (,00)
Eselhufe im Vergleich: Abfall der Härte von Bereich I (härtester Bereich) bis Bereich IV
(weichster Bereich)
4.1.1.1.2
Einfluss von exogenen Faktoren (Wetter) auf die Härte Verteilung der Hufwand
Die Härte Verteilung in vier Bereiche zeigte sich bei jedem Huf jeden Esels bei jeder Messung.
Ein Einfluss von Geschlecht, Größe, Alter, Rasse, Pigmentstatus, Haltungsbedingungen,
Fütterung, Nutzungsart, Jahreszeit (Wetter) und Hufpflege auf diese spezifische
Härteverteilung wurde also nicht festgestellt.
Ein Einfluss der exogenen Faktoren Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf die Härteverteilung
an der Hufwand am gesunden Eselhuf kann anhand der vorliegenden Daten nicht
angenommen werden.
4.1.1.2 Tragrand
Die Darstellung der Härtewerte für den Tragrand ergibt folgende Ergebnisse:
Tab. 4.2: Absolute Werte: Messpunkte *Tragrand
95% CI
Messpunkte
1
2
3
4
5
Mittel
42,55
44,63
46,21
45,47
43-77
Standartfehler
0,51
0,52
0,47
0,47
0,56
l'ntt'rj;ron/i'
41.53
43,59
45,26
44,52
42.64
()bt'rj»ron/o
43,58
45,67
47,16
46,42
44,90
54
absolute Werte Tragrand (SDE)
48
47
46
45
44
-MiRelwerteSOE
43
/
42
41
40
12
3
4
5
Messpunkte
Abb. 4.25 Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der
vorab definierten Messpunkten am Tragrand aller Eselhufe;. Geringere Härte bei Messpunkt
I lateral (links) und Messpunkt 5 medial (rechts)
Auch am Tragrand ist eine Einteilung in Bereiche gerechtfertigt. Es ergeben sich vier
Bereiche von signifikant unterschiedlicher Härte. Die Unterschiede in der Härte des
Tragrandes sind insgesamt geringer als die Härteunterschiede der Bereiche an der Hufwand.
Tab. 4.3: Absolute Werte: Bereiche *Tragrand
Bereich_ T
Bereich_ T
Bereich_ T
Bereich_ T
i
n
m
iv
N
52
52
52
52
Min
59,76
49,87
46,03
38,38
Max
78,64
61,94
58,18
55,35
Mittel
66,53
55,63
53,7
45,9
Stabw.
2,66
2,8
3,03
3,15
Die Härtewerte der Messabschnitte 1 und 5 unterscheiden sich nicht signifikant, und werden
somit als „weichster" Bereich zum Bereich Tiv zusammengefasst. Dieser Bereich Tiv liegt
unter dem an der Hufwand definierten Bereich 111, beschreibt also den Tragrand der Trachten.
Auch die Messabschnitte 2 und 4 weisen eine ähnliche Härte auf - sie werden unter dem
Begriff Bereich Tm zusammengefasst und liegen unterhalb des Bereiches 1 der Hufkapsel,
genauer unter dessen lateralen und medialen Teilen. Messabschnitt 3 des Tragrandes
unterscheidet sich nicht signifikant von Messabschnitt 4, diese beiden Teilabschnitte werden
somit zu Bereich Tu zusammengefasst. Hier liegt also eine Überschneidung vor, da der
Messabschnitt 4 somit für zwei Bereiche T wirksam wird, nämlich sowohl für den Bereich Tm
als auch für den Bereich Tu. Schließlich wird der Messbereich 3 als Bereich Tj. der unter der
medianen Mitte des Bereiches 1 der Hufwand zu liegen kommt, und den härtesten Anteil des
Tragsandes darstellt, definiert.
Wie bei der Auswertung der Härtemuster an der Hufwand konnte auch am Tragrand ein
gerichtetes, allen Eseln und allen Hufen (Vorder- und Hinterhufe) gemeinsames
Verlaufsmuster beobachtet werden.
55
4.1.1.2.1
Einfluss von Pigment auf die Härteverteilung am Tragrand
Auch am Tragrand zeigt der Faktor „Pigment" keinen signifikanten Einfluss auf die
Härteverteilung am gesunden Eselhuf
PIGMENTIERUNG: Messungen und Segmente
Nicht pigmentiertes Hufhom
Messung
60,0056.0056,0054,00-
Mittlere Härte
(SDE)
5
52,0050.00'46.0046.0044 0042.0th
40.00380036.0034.00-
Segmente
5 vorab definierten Messpunkte am Tragrand aller nicht pigmentierten Eselhufe bei den
Messungen 1-6; Geringere Härte der Messpunkte 1 und 5 (vgl. oben: Bereiche T jy)
Pigmentiertes Hufhom
Messung
woo56,0054.00-
Mittlere Härte
(SDE)
5
52,00-
6
50,0048,0046,0044.0042.0040.0(^
36.0034.00-
Segmente
Abb. 4.27: Graphische Darstellung der Messergebnisse der Shore - D Härtebestimmung der 5
vorab definierten Messpunkte am Tragrand aller pigmentierten Eselhufe bei den Messungen
1-6: Geringere Härte der Messpunkte I und 5 (vgl. oben: Bereiche T n/}
56
4.1.1.2.2
Tragrandes
Einfluss von exogenen Faktoren (Wetter) auf die Härte Verteilung des
Die Härte Verteilung in vier Bereiche zeigte sich beim Tragrand jedes Hufes jedes Esels bei
jeder Messung. Ein Einfluss von Geschlecht, Größe, Alter, Rasse, Pigmentstatus,
Haltungsbedingungen, Fütterung, Nutzungsart, Jahreszeit (Wetter) und Hufpflege auf diese
spezifische Härte Verteilung wurde also nicht festgestellt.
Ein Einfluss der exogenen Faktoren Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf die Härte Verteilung
am Tragrand des gesunden Eselhufes kann anhand der vorliegenden Daten nicht angenommen
werden.
4.2
Wachstums Verlaufsmessungen
Für die als „Winter" definierten Monaten Oktober bis Februar wurde ein durchschnittliches
Hufhomwachstum von 3,9 ± 1,2 mm für den Vorderhuf, und 3,3 ± 1,2 mm für den Hinterhuf
ermittelt.
Die Monate Februar bis Oktober („Sonmier") ergaben 5,1 ± 1.3 mm Hufhomwachstum am
Vorder-, und 4,2 ± 1,2 mm Wachstum am Hinterhuf.
Die Zusammenfassung aller Wachstumsdaten aller gemessenen Vorderhufe über den
gesamten Messzeitraum (12 Monate) ergaben ein durchschnittliches Wachstum von 4,6 ± 1,4
mm.
Die Zusammenfassung aller Wachstumsdaten aller gemessenen Hinterhufe über den gesamten
Messzeitraum (12 Monate) ergaben ein durchschnittliches Wachstum von 3,8 ± 1,3 mm.
Die Zusammenfassung aller Wachstumsdaten aller gemessenen Hufe (Vorder- und
Hinterhufe) über den gesamten Messzeitraum (12 Monate) ergaben ein durchschnittliches
Wachstum von 4,2 ± 1,4 mm.
Die vergleichende Darstellung der Wachstumsraten der Vorderhufe von „Winter-" und
„Sommermonaten" zeigten bei der Betrachtung unter 95%igem Konfidenzintervall (Cl) einen
hochsignifikanten Unterschied (p=0,(XXXXXX)4). Vorderhufe wuchsen also deutlich schneller
von Februar bis Oktober („Sommer").
Die vergleichende Betrachtung der Wachstumsraten der Hinterhufe von „Winter-" und
„Sommermonaten" zeigten bei der Betrachtung unter 95%igem Konfidenzintervall (Cl)
ebenso einen hochsignifikanten Unterschied (p=0,000002). Auch Hinterhufe wuchsen also
deutlich schneller von Februar bis Oktober („Sommer").
Weiters wurde beobachtet, dass Vorderhufe sowohl im „Winter" (p=0,0(XXX)2), als auch im
Sommer (p=0,00000001) schneller wuchsen als Hinlerhufe.
4.3
Gliedmaßenstellung
Eine zehenweite Ausprägung vor allem der Vorder- aber auch der Hinterhufe, nach dorsal
gebrochene Zehenachsen, eine Carpus - Valgus - Stellung der Vorder- und eine kuhessige
Ausprägung der Hinterextremitäten fielen als am häufigsten beobachtete Befunde besonders
auf
57
Tab. 4.4: Darstellung der am häufigsten beobachteten „Fehlstellungen'
Zehenweit Zehenweit
Vorderhut' llinterhuf
e
ggrggr-
Proban
d Nr.: 1
Proban
ggi".
ggrd Nr.: 2
mgr.
mgr.
Proban
d Nr.: 3
Proban
ggrmd Nr.: 4
Proban
ggrmd Nr.: 5
"
Proban
ggrd Nr.: 6
Proban
ggrd Nr.: 7
Proban
ggrggrd Nr.: 8
Proban
ggr.
ggr.
d Nr.: 9
mgr.
Proban
ggr.
dNr.:
10
mgr.
Proban
ggrdNr.:
11
Proban
ggr.
ggrdNr.:
12
Proban
ggrdNr.:
13
ggr.: geringgradig
mgr.: mittelgradig
keine Fehlstellung
Aehsenbrechun
^ nach dorsal
\<»rderhufe
mgr.
Achsenbrechun
j> nach dorsal
llintcrhure
mgr.
Carpu
s
valj;us
ggr-
Kuhessi
ggr-
ggr.
ggr-
-
ggr.
-
mgr.
ggr.
mgr.
-
ggr.
ggr-
ggr.
ggr.
mgr.
-
-
ggr.
-
ggr.
-
ggr.
ggr.
ggr-
ggr.
-
-
ggr.
ggr.
-
-
ggr.
ggr.
mgr.
ggr.
ggr-
mgr.
ggr.
-
ggr-
mgr.
ggr.
ggr.
ggr-
ggr.
ggr.
ggr.
Von den dreizehn Probanden zeigten zwölf eine zehenweite Stellung der Vorderextremitäten,
Proband Nr.: 6 wies im Gegensatz dazu eine geringgradig zehenenge Ausprägung auf. Elf
Tiere wiesen diese Zehenenge auch an den Hinterextremitäten auf. Die Achsenbrechung der
Zehenachse nach dorsal fiel bei zehn Tieren an der Vorder- und bei sieben Tieren an der
Hinterextremität auf. Zehn Probanden zeigten eine X-beinige Ausprägung der
Vorderextremität (Carpus Valgus) und wiederum bei zehn Tieren deutete sich eine
geringgradig kuhessige Stellung der Hinterextremitäten an. Außerdem konnten insgesamt fünf
geringgradig krumme Hufe, meist mit lateraler Konvexität, bei drei Tieren beobachtet
werden. Ein Tier wies eine für einen Esel bei subjektiver Beurteilung auffallend spitze
Winkelung {Dorsalwinkel) aller vier Hufe auf, und ein Hinterhuf eines Tieres zeigte eine
unlypische nach plantar gebrochene Zehenachse.
58
4.4
Das gemittelte Stockmaß ergab für die Pony-Gruppe 115,5 ± 7,4 cm, für die Gruppe der Esel
106,2 ±7,2 cm.
Der kleinste Esel hatte ein Stockmaß von 94,5 cm, der größte Esel maß 116 cm.
Das kleinste Pony hatte ein Stockmaß von 102 cm, das größte Pony maß 122cm.
Die Gruppen wurden als vergleichbar betrachtet.
Tab. 4.5 Stockmaß: Esel - Ponys
Niuiic des
Esels
Rosi
Florian
Paolo
Alonso
Momo
Vroni
Bauxi
Mama Esel
Dora
Donaleila
Mortadella
Vallerie
Annelies
4.5
Slocknuiß
Nunic des
(cm)
Ponvs
102 Momo
101,5 Lord
104 Gismo
95,5 Blitzi
109,5 Snoopy
109,5 Mascha
94,5 Prinzessa
100 Merlin
116 Archiebald
114 Spirit
115 Pepita
107,5 Terry
111
SitK-kmal)
(cm)
102
113
120
111
122
102,5
118
113,5
121
121
122
121,5
Kronrand - und Tragrandumfang von Esel und Pony
Ponvs
Bei der Auswertung ergaben sich folgende absolute Werte für die Ponys:
Tab. 4.6: Kronrand/Tragrand Ponys
Name des
Ponys
Momo
Lord
Gismo
Blitzi
Snoopy
Mascha
Prinzessa
Merlin
Archiebald
Spirit
Pepita
Terry
Kronraiu
vorne
(cm)
18
23
20,5
20
20,5
18,75
22
23,5
20
22,5
20
21,5
Kronrand
hinten
(cm)
17
21,5
20,5
19,5
21,25
17,5
24
22
20,5
21,5
20
20
rraiii'aiHl
vorne
(cm)
21,75
27,5
26
24,25
24,75
22,75
25,75
27
22
24,25
25
27
Tiayraiul
hinten
(cm)
21
26
24
22,75
22
22,5
23,5
25
22
23,75
25,25
25,75
59
Der mittlere Kronrandumfang des Vorderhufes beim Pony (Mittelwert errechnet aus den
Werten aller 12 Ponys) betrug 20,9 ± 1,7 cm, der mittlere Tragrandumfang des Vorderhufes
beim Pony betrug 24,8 ± 1,9 cm. Für den Hinterhuf betrugen die Werte 20,4 ± 1.9 cm für den
Krön-, und 23,6 ± 1,6 cm für den Tragrand.
Das Verhältnis von Krön- und Tragrand des Ponyhufes beträgt im Mittel 0,8406 mit einer
Standardabweichung von 0,0432 wobei Vorder- und Hinterhuf zusammengefasst wurden. Die
Obergrenze für die vorliegenden Werte beträgt 0,8651. Es wurde ein 95%iges
Konfidenzintervall für die Berechnungen festgelegt.
Das bedeutet, dass mit 95%iger Wahrscheinlichkeit der Tragrand des Ponys einen größeren
Umfang aufweist als der Kronrand, der Huf also Richtung Tragrand weiter wird, was dem
klassischen Betrachtungsbild eines Pferdehufes entspricht {p=0,0245).
Zwischen Vorder- und Hinterhuf besteht kein Korrelationsunterschied.
Esel
Bei der Auswertung ergaben sich folgende absolute Werte für den Esel:
Tab. 4.7: Kronrand/ Tragrand Esel
Name des
Esels
Rosi
Florian
Paolo
Alonso
Momo
Vroni
Bauxi
Mama Esel
Dora
Donatella
Mortadella
Vallerie
Annelies
Kronranc
vorne
(cm)
18,25
17,75
18,25
18,75
18,25
18,25
16,75
18,25
18,25
20,25
19,25
17
16,5
Krön rand
hinten
(cm)
16,25
17
17,25
17,5
17
17,25
16,25
17,5
17,75
19
18,5
16
15
Tia grand
\t>nic
(cm)
17.5
18,5
16,75
17,5
17,5
18,25
16,75
17,75
18,25
19,75
19,75
16,5
17,75
Trag ran ti
hinten
(CMl)
15,75
17
16
16,25
15,75
16,75
17,25
17
17
17,75
18,25
15,75
16
Der mittlere Kronrandumfang des Vorderhufes beim Esel betrug 18,1 ± 1,0 cm, der mittlere
Tragrandumfang des Vorderhufes beim Esel betrug 17,9 ± 1,0 cm. Für den Hinterhuf
betrugen die Werte 17,1 ± 1,1 cm für den Krön-, und 16,7 ± 0,8 cm für den Tragrand.
Das Verhältnis von Krön- und Tragrand des Eselhufes beträgt im Mittel 1,0149 mit einer
Standardabweichung von 0,0442 wobei Vorder- und Hinterhuf zusammengefasst wurden. Die
Untergrenze für die voriiegenden Werte beträgt 0,9899 (95% CI). Es zeigt sich also, dass der
Umfang von Krön- und Tragrand beim Esel fast gleich ist (p=0,0250).
Zwischen Vorder- und Hinterhuf besteht kein Korrelationsunterschied.
60
4.6
Ohrlängen
Bei einer durchschnittlichen Ohrlänge von 13,5 ± 0,8 cm in der Pony-Gruppe wurde für die
Esel-Gruppe ein Wert von 25,1 ± 1,6 cm errechnet.
Tab. 4.8: Ohrlänge von Esel und Ponys
Name des
HscK
Rosi
Florian
Paolo
Alonso
Momo
Vroni
Bauxi
Mama Esel
Dora
Donatella
Mortadella
Vallerie
Annelies
Ohrlänge (cm)
24,8
23
23,8
25
26,8
27,5
22,5
24,5
27,5
26
26
24
24,5
Name des
Poins
Momo
Lord
Gismo
Blitzi
Snoopy
Mascha
Prinzessa
Merlin
Archiebald
Spirit
Pepita
Terry
Ohrlänge
(cnii
12,5
13,8
13
14
13,75
13
13,5
15
13,25
12,5
14,8
13
Das Verhältnis von Ohrlänge zu Körpergröße ist für die Ponygruppe 0,117 und für die
Eselgruppe 0,236.
In Korrelation zu Ihrer Größe haben die von mir untersuchten Esel also etwa doppelt so große
Ohren (2,022 mal so große Ohren) wie die untersuchte Gruppe der vergleichbar großen
Ponys.
Sowohl innerhalb der Esel- als auch innerhalb der Ponygruppe war die Körpergröße (WH)
nicht direkt mit der Ohrlänge korreliert, die beiden Parameter zeigten also innerhalb der
jeweiligen Gruppe keine Linearität.
61
4.7
Die Finite Elemente Analyse
Berechnungen der Belastung der Eselzehe
Vorspannung der Beugesehnen
Die Beugesehnen wurden in z-Richtung einer Vorspannung von 20% der Gewichtsbelaslung
(190 kg) ausgesetzt, um die Stützbeinphase entsprechend zu simulieren und dem Modell
Stabilität zu geben. Die entstehenden Spannungen wurden nicht als Ergebnis ausgewertet. Die
durch die Vorspannung entstandene Verformung kann folgendermaßen beschrieben werden:
Die tiefe Beugesehne wird mit dem Strahlbein in Kontakt gebracht und im Bereich der
vierzipfeligen Fesselplatte kommt sie in eine zum Knochen dichtere Position; die
oberflächliche Beugesehnen gleitet an der tiefen Beugesehne vorbei.
„Verformung des FE - Modells der Eselzehe"
Abb. 4.27: Darstellung der Verformung des gesamten FE-Modells der Eselzehe durch eine
Belastung mit 190 kg in vertikaler Richtung; Das schwarze Netz zeigt die ursprüngliche
Geometrie, die eingefärbten Teile die durch die Belastung entstandene Verformung. Zur
besseren Darstellung wird die Verformung in größerem Ausmaß dargestellt, als sie der
effektiven Berechung entspricht.
62
Abb. 4.28: Die Verformung
der Homkapsel des FEModells der Eselzehe; Die
Verformung entspricht den
aus der Literatur bekannten
Verformungen
der
Homkapsel der Pferdezehe,
nämlich
weicht
die
Dorsalwand im proximalen
Abschnitt stärker zurück als
distal und die Trachten
weiten sich aus.
Abb.4.29: Von Mises Spannung in
den Strukturen des FE-Modells
der Eselzehe; Bereiche höherer
Spannung sieht man im Fesselbein
und dem Rohrbein in den
gelenkfemen Abschnitten, in den
Beugesehnen
proximal
der
Gleichbeine und im Ansatz der
oberflächlichen Beugesehne am
Fessel- und Kronbein.
63
Abb. 4.30: Die Beurteilung der Spannungen im Material der Homkapsel, zur besseren
Analyse wurde die Hornkapsel sagittal durchgeschnitten. Bereiche höherer Spannung findet
man im Saumbandbereich und im Bereich der Eckstrebenmatrix, besonders aber unter dem
margo solearis des Hußeins. Dort setzen sich die Spannungen durch die gesamte Dicke der
Homsohle fort.
Abb. 4.31: Die Verteilung der von Mises Spannung an der Außenseite der Homkapsel zeigt
Bereiche höherer Spannungen in der Zehenmitte und im Saumband der Seiten- und
Trachtenwand.
64
Abb. 4.32: Verteilung der Spannungen in den Knochen und in der tiefen Beugesehne des FEModells der Eselzehe bei einer vertikalen Belastung von 190 kg; Bereiche höherer
Spannungen kann man in den palmaren Abschnitten des Rohrbeines, der tiefen Beugesehne in
der Fesselbeuge und einseitig in den gelenknahen Abschnitten von Fessel- und Kronhein
feststellen. Diese einseitigen Spannungsspitzen resultieren aus der minimal höheren inneren
Trachtenwand.
65
5. DISKUSSION
Die vorliegende Arbeit dient der Grundlagenforschung auf dem Sektor der Materialanalyse
des Zehenendorgans des Esels. Die Arbeil gliedert sich in zwei Hauptaspekte:
a. Ermittlung der Härte von nativem Hufhorn, die Charakterisierung ihrer
Verteilung an der äußeren Schicht der Hufkapsel, des Wandhorns,
sowie am sohlenseitigen Tragrand. Weiters wurden etwaige
jahreszeitliche Einflüsse auf die Härte untersucht.
b. Der zweite Aspekt widmete sich der Erstellung eines digitalen Finite
Elemente Modells der Eselzehe als Grundlage für Belastungstests- und
Stimulationen. Die Validierung über ein kinematisches Messsystem ist
Teil der weiterführenden Arbeiten.
Das Ziel ist die Förderung, die Vervollständigung und die Präzisierung des vorhandenen
Wissens über die Materialeigenschaften der Zehe des equus asinus asinus. Im Rahmen des
FWF- Projekt Nr. V56-N14, welches sich mit dem Verhalten und den Eigenschaften des Hufund Klauenhoms bei Pferden, Rindern und Eseln auseinandersetzt, stellt die vorliegende
Dissertation also den Bereich „Esel" als Teilaspekt vor, und soll Grundlagen und Material zu
weiterführenden Untersuchungen auf diesem Sektor schaffen. Das oben genannte FWF Projekt bedient sich zu einem großen Teil der FE - Technologie. Einfluss und Auswirkung
von gerichteten orthopädischen Maßnahmen wie Huf- und Klauenkorrektur, sowie
verschiedene Beschlagsformen sollen unter den Aspekten Diagnose und Therapie vor der
Anwendung in vivo digital simuliert und bewertet werden.
5.1
Die Härte von Huf- und Klauenhom
Bei der hier vorliegenden Untersuchung wurde das Verfahren der Shore-D Härtemessung
angewendet. Die Härte nach Shore beschreibt den Widerstand gegen das Eindringen eines
kegelförmigen Köpers unter definierter Federkraft.
Die Härte ist ein einfach zu bestimmender, leicht zu vergleichender und aussagekräftiger
Parameter, und wurde daher bei dieser Arbeit als Materialeigenschaft der ersten Wahl zur
Bestimmung der Qualität des Hufhomes beim Esel herangezogen. Die Härte kann ohne
Beeinträchtigung der Gesundheit der Tiere ermittelt werden.
Beschädigungen oder Beeinträchtigungen durch Veränderungen der Hufoberfläche über den
Gesamtzeitraum der Messungen für die hier vorliegende Untersuchung (1 Jahr) konnten
makroskopisch nicht beobachtet werden.
Ähnliche Härtemessungen wurden auch von PÜTZ (2006), BONGARTZ (2001),
HINTERHOFER et al. (2001), BUFFA et al. (1992), KÖNIG und BUDRAS (2003), PAT AN
und BUDRAS (2003b), FROHNES (1999), NAUMANN et. al. (1978), ZÖSCHER (2000)
und COENEN und SPITZLEY (1996) an Przewalskypferden, Pferden und Rindern
durchgeführt.
Material und Methode
Das Verfahren nach Shore stellt ein zur Messtechnik der Kugeleindruckhärte vergleichbares
Prüfverfahren dar, wie BONGARTZ (2001) und HÜMTERHOFER et al. (2005) feststellten.
66
Die Schwierigkeiten bei der Härtemessung mit dem Gerät TH-210 (siehe 3.1.1.2) können
liegen;
1. im technischen Vorgehen:
Die Messmethode ermöglicht keine 100%ige Messgenauigkeit und ist nur bedingt
standardisierbar.
Eine möglichst gleichmäßige Kraftaufwendung beim Andrücken des Messtasters auf
die Homoberfläche ist notwendig
- Die Ablesung der Härtewerte soll erfolgen, wenn der Messtaster im rechten Winkel
auf die zu messende Oberfläche aufgebracht ist.
Die Nadel des Härtemessgeräts verursacht minimale Eindrücke am Horn.
Doppelmessungen in ebendiese Oberflächen Verletzung hinein haben die Anzeige einer
geringeren Härte zur Folge, wie empirisch festgestellt wurde. Dies muss vermieden
werden.
2. an den Umweltbedingungen, bzw. den Probanden:
Die Hufwand ist nicht eben, sondern gemäß ihrer Physonomie und Funktionalität von
Rillen und anderen Unregelmäßigkeiten durchzogen, oder durch kleine Defekte
beunruhigt, welche den Messtaster in seiner Funktion beeinflussen können.
Die Kooperation der Tiere ist VorrausSetzung für jede in - vivo Untersuchung.
Abwehrreaktionen können den Messvorgang beeinträchtigen.
Die Messungen erfordern eine gewisse körperliche Kraftaufwendung, und aufgrund
der großen Anzahl der Messungen pro Huf/ Tier/ Tag ist das Verfahren für den
Härteprüfer ermüdend. Die gleichbleibende Qualität der Messung muss gewährleistet
sein. Da darauf Wert gelegt wurde, die Methode so standardisiert wie möglich
durchzuführen, sind alle Messungen von derselben Person durchgeführt worden.
Folgende Vorkehrungen bzw. Maßnahmen wurden getroffen um die oben genannten
Problematiken der Härtemessung zu relativieren:
Zur Minimierung der Einflüsse von unebenen Messoberflächen wurden die unter
Punkt 3.1.2.2 beschriebenen Vorkehrungen der Prüfkörpervorbereitung getroffen.
Der Messtaster wurde zügig aber stoßfrei aufgesetzt und der ermittelte Härtewert erst
nach 2-3 Sekunden abgelesen. Durch die mehrmaligen Messwiederholungen bekommt
man eine gewisse Routine, durch Erfahrung und Übung werden gleichmäßige Werte
erzielt.
- Innerhalb eines Messbereiches wurde darauf geachtet bei jeder Einzelmessung jeweils
wenige mm Abstand zum zuletzt gemessenen Punkt zu bewahren, sowie darauf
groben Unregelmäßigkeiten auszuweichen.
Es wurden immer drei Einzelmessungen pro Messbereich durchgeführt, und diese
anschließend gemittelt, um durch die Methode bedingte Streuungen weitgehend
auszugleichen.
- Das Probandenkollekliv wurde anhand seiner Kooperationsbereitschaft ausgewählt.
Tiere, die bei einem Testversuch als nicht zur Mitarbeit zu bewegen eingestuft
wurden, wurden nicht für Messungen herangezogen.
- Zwischen den Messungen wurden beliebig viele Pausen gemacht, und es wurden nie
mehr als fünf Esel an einem Tag vermessen.
Ergebnisse
Die aus der vorliegenden Untersuchung an 13 adulten, hufgesunden Hauseseln erhaltenen
Härtedaten beschreiben für den Esel eine Härte der äußeren Hufkapsel von 45,9 ± 3,2 SDE bis
66,5 ± 2,7 SDE.
67
PÜTZ (2006) ermittelte für Ponys, welche sich als attraktiv für Vergleiche mit den Esel
darstellen, bei ihren Untersuchungen mittlere Härtewerte von 78,71 ± 4,94 SCE. Dies
entspricht einer höheren mittleren Härte als hier für den Esel festgestellt wurde. Es muss
berücksichtigt werden, dass in den Untersuchungen von PÜTZ (2(X)6) nur bei der
regelmäßigen Hufkorrektur anfallende Homproben untersucht wurden, die eine gewisse
Mindestgröße aufweisen mussten, und dadurch wahrscheinlich nur zehenständige Bereiche
vermessen wurden. Dies entspräche dem als Bereich I definierten Gebiet an der Hufwand des
Esels (66,5 ± 2,7 SDE).
BONGARTZ (2001) wie auch HINTERHOFER et al. (2001) beobachteten eine
Härtezunahme vom Kronsaum zum Tragrand beim Warmblutpferd, und eine von dorsal nach
palmar resp. plantar verlaufende Härteabnahme, die sich auch auf den Tragrand (weichste
Stellen an den Eckstreben) übertragen ließ.
Dieses Schema entspricht im Wesentlichen auch den hier vorliegenden Ergebnissen für den
Esel.
BONGARTZ (2001) kommt in seinen Untersuchungen auf Werte von 64,95 SDH Einheiten
für den Kronsaum und 69,5 SDH im Bereich des Tragrandes. Die Absolutwerte der
ermittelten Härtegrade bei HINTERHOFER et al. (2001) reichen von 65,76 SDE (Kronrand)
bis 68 SDE (Tragrand) an der äußeren Hufwand.
Die Werte sind im oberen Bereich oder härter als die beim Esel ermittelten
Durchschnittswerte.
COENEN und SPITZLEY (1996) untersuchten die Härte von Hufhom anhand bis zur
Gewichtskonstanz gewässerter Proben von Pferden unterschiedlicher Rassen. Sie erhielten
mittlere Härtewerte von intaktem Hufhom von 58, 0 ± 2,3 Härtegraden. Dies entspricht eher
den hier ermittelten Werten für den Esel.
HINTERHOFER et al. (2005) setzten Ihre Untersuchungen fort, und wiederum wurde eine
Härteabnahme in sowohl horizontalem als auch vertikalem Verlauf an der Klauenkapsel des
Rindes bestätigt. Die Shore D Härte reichte von 63,9 SDE am proximodorsalen Anteil der
Klaue bis 52,2 SDE am distopalmaren/ plantaren Ende.
ZÖSCHER (2000) ermittelt Shore D Härten beim Rind zwischen 52,2 SDE und 63,9 SDE. Er
beschreibt im Gegensatz zu den anderen zitierten Autoren, und auch im Gegensatz zu den
Ergebnissen der vorliegenden Arbeit einen Abfall der Härte vom Kronrand zum Tragrand hin.
WAGNER (2(X)4) beschreibt einen abnehmenden Härteverlauf an der Rinderklaue von dorsal
nach plantar/ palmar in allen horizontalen Ebenen, wie auch an der Klauenfläche. Auch hier
wird ein vertikaler Härteverlauf beschrieben, der eine Härteabnahme am Klauenhom vom
Krön- zum Tragrand zeigt.
Die vergleichende Betrachtung der „Eseldaten" mit den vorliegenden Literaturdaten zu
„Pferd" und „Rind" lässt die Hufhomhärte des Eselhufes im ersten Moment als „weicher" im
Vergleich zum Pferd und auch zum Rind erscheinen. Vor allem im distopalmaren/ plantaren
Bereich, dem Bereich der Trachten liegt der Eselhuf mit 45,9 ± 3,2 SDE weit unter den
Durchschnittswerten der anderen getesteten Spezies. Der flächenmäßig größte, und in der
vorliegenden Arbeit als Bereich I bezeichnete Abschnitt des Eselhufes ist mit 66,5 ± 2,7 SDE
als durchaus vergleichbar zum Pferdehuf und weitgehend härter als die Klauenkapsel des
Rindes zu betrachten.
68
Eine vergleichbare Untersuchung der Härteverteilung am Eselhuf konnte in der fassbaren
Literatur nicht gefunden werden.
Wie auch BONGARTZ (2001) in seiner Arbeil für das Pferd feststellte konnte auch bei den
13 untersuchten Eseln kein signifikanter Härteunterschied zwischen pigmentiertem und nicht
pigmentiertem Hufhom nachgewiesen werden.
PÜTZ (2006) bestätigt diese Ergebnisse ebenfalls. Wassergehalt und Pigmentstatus erwiesen
sich auch in Ihren Untersuchungen beim Pferd als nicht signifikante Parameter, und damit
ohne Einfluss auf die Hufhomhärte.
Auch Geschlecht und Alter der Tiere (nur adulte Tiere wurden untersucht) zeigten keine
signifikanten Auswirkungen auf die Hufhomhärte, wie es sich auch in der vorliegenden
Untersuchung für den Esel darstellt.
Die „Farbe" des Hufes kann demnach nicht als Kriterium zur Einstufung der Homhärte und
damit direkt zusammenhängend, seiner mechanischen Eigenschaften, herangezogen werden.
weder beim Pferd noch beim Esel.
Es muss berücksichtigt werden, dass es sich bei den meisten der hier angeführten, und mit den
Eseldaten verglichenen Daten um Ergebnisse aus in vitro Versuche handelte.
Bei der zweiten Messung (vgl. Abb. 4.26) wurden bei den nicht pigmentierten Hufen etwas
höhere Härtewerte festgestellt, als bei den übrigen Messungen. Hierbei handelt es sich
wahrscheinlich um einen zufallsbedingten Effekt, der auf die geringe Probandenanzahl und
die physiologische biologische Streuung zurückzuführen sein dürfte.
5.1.1
Hufhomhärte, Feuchtigkeit und Jahreszeit
BUFFA et al. (1992) fand in seinen Untersuchungen eine direkte Korrelation zwischen
Feuchtigkeit und Hufhomhärte bei Pferdehufen, und stellte somit fest, dass Hufhom von
Pferden in der trockenen Jahreszeit härter ist, als in der feuchten.
BONGARTZ (2001) spezifizierte diese Ergebnisse, er fand die größte Korrelation zwischen
Feuchtigkeitsgehalt und Hufhomhärte an der äußersten Schicht des Pferdehufes. Als äußerste
Schicht wurde bei diesem In vitro - Versuch die Schicht 2 mm unterhalb der Glasurschicht
definiert. Dies ist beim Vergleich mit der vorliegenden Arbeit zu beachten.
Auch BERTRAM und GOSELINE (1987) behaupten, dass die Härte von Hufhom in hohem
Maße von dessen Feuchtigkeitsgehalt abhängt.
Der in der vorliegenden Untersuchung erfasste Umstand, dass die Härtewerte an Hufwand
und Tragrand der 13 Probanden des im Jahresverlauf keinen gerichteten Veränderungen
unterworfen waren steht also anscheinend gegen die Aussagen von BUFFA et al. (1992),
BONGARTZ (2001), sowie BERTRAM und GOSELINE (1987) für das Pferd. Allerdings ist
zu beachten, dass der Wassergehalt des Eselhomes nicht ermittelt wurde, eine absolute
Vergleichbarkeit also nicht gegeben ist.
PÜTZ (2006) konnte bei ihrem Vergleich von 20 in Offenstall oder Boxenhaltung gehaltenen
Pferden bezüglich einer jahreszeitlichen Änderung der Homhärte keinen signifikanten
Unterschied feststellen. Dies entspricht auch den hier vorliegenden Ergebnissen für den Esel.
69
Im Offenstall gehaltene Pferde wiesen eine Hufhomhärte zwischen ca. 67 SCE im Winter und
81 SCE im Sommer auf. Ausschließlich in der Box gehaltene Pferde zeigten keinen
ausgeprägten jahreszeitlichen Härteverlauf. Hier lagen die mittleren Härtewerte zwischen ca.
73 SCE und 79 SCE.
PÜTZ (2006) eruierte eine negative Korrelation zwischen der Hufhomhärte und dem
Wassergehalt, allerdings nur bei im Offenstall gehaltenen Tieren. Ein Anstieg des
Wassergehaltes geht mit einem Abfall der Hufhomhärte einher.
KÖNIG (2001) konnte keine Abhängigkeit der Homhärte von der Jahreszeit der Hombildung
feststellen. Das Hufhorn, welches in der wärmeren Jahreszeit gebildet wird ist von
schlechterer Qualität als das „Winterhom" meinen im Gegensatz dazu LEU (1987) und
SPITZLEI (1996).
5.1.2 Härteunterschiede und ihre mögliche Bedeutung für den Esel oder: Gibt es beim Esel
einen Hufmechanismus?
Hufmechanismus
Der Hufmechanismus beschreibt die elastische Reaktion des Hufes auf Belastung. Die
Seitenwände weichen auseinander, das Sohlengewölbe flacht ab, der Kronrand im
Vorderbereich zieht sich zurück und der Tragrand bewegt sich nach außen und unten. Diese
UmformungsVorgänge bewirken unter anderem eine gesteigerte Durchblutung während der
Bewegung, eine Funktion die wichtig für das Herz- Kreislaufsystem des Equiden ist.
COLLINS (2004) schreibt über die vermuteten Unterschiede im Hufmechanismus zwischen
Pferd und Esel aufgmnd der anatomischen Unterschiede. Die geometrischen Differenzen
würden unter Belastung andere Bewegungsmuster provozieren. Das Auseinanderweichen der
Trachten ist im steil gestellten Eselhuf schwerer möglich, als in einem flachen Pferdehuf.
REILLY (1997) beschreibt außerdem die rundum relativ konstante Dicke des Wandhoms
beim Eselhuf im Gegensatz zu dem des Pferdes, und erörtert die daraus möglichen
Unterschiede in Bewegung innerhalb der Hufkapsel beim Landen- und Abstoßen, sowie die
eventuell andersartige Gewebequalität innerhalb der Hufkapsel, die all die unterschiedlichen
anatomischen Ausprägungen zu Folge haben könnten.
Es wird darauf hingewiesen, dass in diesem Bereich der Veterinärmedizin noch intensiver
geforscht werden muss, um diese Probleme sinngemäß erörtern zu können.
Insgesamt fällt auf, dass in der vorliegenden Untersuchung beim Eselhuf besonders große
Schwankungen der Härte im Verlauf der gesamten äußeren Homkapsel zu finden waren. Die
Differenz zwischen Minimal- und Maximalwerten divergiert deutlich, eine Tatsache die bei
Pferd und Rind in diesem Ausmaß nicht beschrieben ist.
Die Bedeutung der „weicheren" Trachtenwände lässt Raum für Vermutungen bezüglich des
Vorhandenseins bzw. der Ausprägung des Hufmechanismus:
- In welcher Weise vollzieht sich der Hufmechanismus in einem engen, steilen Huf wie
er für den Esel charakteristisch ist?
- Wie verhält sich die Hufkapsel unter Belastung, bzw. findet überhaupt eine
Modifikation der Strukturen, ein Hufmechanismus wie wir ihn vom Pferd kennen,
statt?
Inwieweit unterscheiden sich die Spannungsverhältnisse im Fedemngssystem des
Hufes von Pferd und Esel?
70
Die Fragestellung um den Themenblock „Hufmechanismus beim Esel** intensiviert sich, die
Annahme, der Eselhuf verfüge über nahezu keine Form des Hufmechanismus, da die
spezifischen anatomischen Besonderheiten, die Form, Winkelung und Größe des Eselhufes
eine derartige Bewegung gar nicht zulassen, muss unter dem Umstand, dass der Huf des
equus asinus medial, lateral und proximal deutlich weicher ist als an der übrigen Hufkapsel,
und darum eventuell mehr Spielraum für Modulationsvariationen lässt, als angenommen,
vielleicht neu bewertet werden.
Das Hufhom an der Eckstrebenwand ist beim Esel, wie auch beim Pferd, in seiner Gesamtheit
jünger, und deshalb auch weicher als das der Seiten- oder gar Zehenwand. Können
Verformungen
daher
spannungsfrei,
oder
wenigstens
unter
geringeren
SpannungsVeränderungen ablaufen?
WEISSBACHER (2001) kommt in seinen Untersuchungen zum Hufmechanismus beim
Warmblutpferd anhand von Dehn ungs mess streifen und einem kinematischen Messsystem zu
dem Schluss, dass erhöhte Bewegungen der Hufkapsel nicht automalisch in höheren
Spannungen resultieren.
Sollte die auch im Vergleich zu Rind und Pferd deutlich geringere Härte der distopalmaren/
planlaren Strukturen am Eselhuf mit einer erhöhten Elastizität bzw. einer weniger „starren**
Ausprägung der Hufkasel in den beschriebenen Bereichen gleichzusetzen sein, könnten die
den Hufmechanismus betreffend anatomisch „benachteiligenden** Komponente des Eselhufs
dieses Defizit ausgleichen und so trotzdem einen Hufmechanismus, oder ein vergleichbares
Verformungsmuster erlauben?
Fortführende Untersuchungen zum Hufmechanismus des Esels sind ausständig. Anhand der
Animation im FE - Modell können ebensolche Probleme diskutiert und berechnet werden.
5.2
Hufhom Wachstum
Die Regeneration des Hufhoms erfolgt hauptsächlich im Kronsegment. Neue Zellen, die nach
einem Reifungsprozess schließlich verhornen werden erst Teil der proximalen Anteile der
Homkapsel, und „wandern" dann an den stationären Keimzellen nach dem Prinzip der
versetzten Anheftung und Loslösung vorbei nach distal (POLLITT 1999). Dieser Vorgang
wird von BUDRAS und PREUSS (1979) als „Gleit-Haft-Mechanismus** bezeichnet.
Das Homwachstum ist, wie auch die Härte, ein auf den ersten Blick einfach zu messender
Parameter. Seine große Bedeutung ergibt sich aus der Notwendigkeit von ausreichend
Hommaterial zur Fortbewegung für jeden Ungulaten. Als Grundlagenforschung zur
Definition der Materialeigenschaften des Eselhufhomes ist die Ermittlung der Wachstumsrate
also ein wichtiger Teil der vorliegenden Arbeit.
Material und Methode
An der Seitenwand der Hufe wurde eine künstliche Homkerbe in regelmäßigen zeitlichen
Absländen mit einem integrierten internen Standard (mitabgelichtetes Zentimeterband)
fotografiert. Der kürzeste Absland zwischen Kronrand und dem palmarslen (plantarsten) Ende
der Kerbe wurde aus dem Bild abgelesen, und anhand der monatlichen Differenzen die
Wachstumsrate ermittelt.
Daraus ergaben sich folgende Probleme:
Es kann nur eine Aussage über den Wachstumsverlauf an der angebrachten Kerbe,
also nur an einer bestimmten Stelle der Hufwand getroffen werden.
71
-
-
-
Die Kerbe sollte bei jedem Tier an der möglichst gleichen Stelle angebracht werden,
um die Vergleichbarkeit zu gewährleisten.
Die Abgrenzung des Haaransatzes als Fixpunkt kann schwierig sein.
Manche Tiere bilden ausgeprägte Hufrillen, die von den künstlich angebrachten
Kerben schwer abzugrenzen sein können.
Durch das Hufwachstum wachsen die Rillen heraus.
Die Umweltbedingungen (z. B. Boden- und Lichtverhältnisse) können wechselhaft
sein und die digitale Bilderfassung mittels Kamera stören. Nässe kann die
Klebeeigenschaften des mit- abgelichteten Zentimeterbandes beeinträchtigen, sowie
durch Matschbildung eine starke Verschmutzung der Eselextremitäten hervorrufen.
Eine Kooperation der Probanden ist wiederum Grundvoraussetzung.
Durch das nicht standardisierbare Vorgehen können Messungenauigkeiten auftreten.
Bei der Nachbearbeitung am PC wurden die Bilder mit Hilfe einer Corel Draw - Software
optimiert und vermessen, was eine hohe Arbe its Speicherkapazität des Rechners erfordert,
womit mein altes Gerät oftmals überfordert war. Einige Bilder waren trotz aller Vorkehrungen
unscharf, und schwer auszuwerten.
Maßnahmen zur Optimierung der Wachstumsmessung:
- die Kerbe wurde an der dorsolateralen Hufwand angebracht, und damit etwa zwischen
den Anteilen mit dem vermuteten schnellsten (ze hen ständig) und langsamsten
{trachtenständig) Wachstum abgelesen, um einen repräsentativen Mittelwert zu
erhalten.
- Die Kerbe wurde bei allen Tieren nach dem gleichen Prinzip und an der gleichen
Stelle, lateral, etwa 2 cm unterhalb des Tragrandes und parallel zu ebendiesem
angebracht. Es wurden jeweils die linken Vorder- und Hinterhufe zur
Wachstumsmessung herangezogen, nur bei einem Tier wurde die rechte
Hinlergliedmaße aus Compliance - Gründen bevorzugt.
Der Haaransatz wurde bei jeder Messung erneut mit einer Schere zurückgeschnitten.
Die Kerben wurden bei Tieren mit besonders unregelmäßiger Homoberfläche tiefer
eingeraspelt, und an möglichst gleichmäßigen Wandanteilen. Zur besseren optischen
Erfassung bei der computergestützten Auswertung wurde die Kerbe zusätzlich mit
einem dünnen Stift markiert.
- Zur Minimierung der Einflüsse von unebenen Messoberflächen wurden die unter
Punkt 3.1.3.1 beschriebenen Vorkehrungen der Prüfkörpervorbereitung getroffen. Die
Hufe wurden bei starker Verschmutzung mit Wasser abgewaschen.
- Es wurden rechtzeitig immer neue Markierungen (Kerben) angebracht, bevor durch
ein Herauswachsen der alten Kerben eine Verfolgung des Wachstumsverlaufes nicht
mehr möglich gewesen wäre.
Die Fotos wurden immer mit einer hochauflösenden Digitalkamera, eingestellt für
Makroaufnahmen, fotografiert. Die dadurch qualitativ meist sehr hochwertigen Fotos
konnten gut vergrößert bzw. nachträglich bearbeitet werden. Außerdem wurden immer
mehrere Fotos geschossen, und nachträglich bei genauerer Betrachtung am PC das
beste Foto ausgewählt.
Die Tiere wurden auf einen möglichst glatten und ebenen Untergrund verbracht, und
der präparierte Huf aus einer möglichst gleichbleibenden Entfernung von ca. 30 - 40
cm abgelichtet.
Das Probandenkollektiv wurde wie oben schon erwähnt anhand seiner
Kooperationsbereitschaft ausgewählt. Die Tiere gewöhnten sich im Laufe der Zeit gut
an die mit ihnen durchgeführten Manipulationen.
72
Etwaige Messungenauiglceiten, welche durch eine etwaige perspektivische
Verzerrungen hervorgerufen hätten werden können, wurden aufgrund der minimalen
geschätzten Auswirkungen, und damit der fehlenden klinischen Relevanz
unberücksichtigt gelassen.
Die erhobenen Messwerte, erfasst in Millimeter, wurden als Zeit- Reihen- Analyse dargestellt
und mittels t- Test ausgewertet. Durch die Vielzahl der Messwertdaten sollte bei der
Zusammenfassung ebendieser ein kleiner Standartfehler und eine hohe Signifikanz erreicht
werden.
Ergebnisse
Die vorliegenden Untersuchungen ergeben mittlere Wachstumsraten des Hufhomes des Esels
von 4,2 ± 1,4 mm pro Monat (28 Tage).
Dabei handelt es sich um eine mit dem Hufhomwachstum des Islandponys, welche mit 4-5
mm/28d angegeben wird (GEYER und SCHULTZE (1994), LEU (1987), WISSDORF et al.
(1997), NICKEL et al. (1996)) vergleichbare Wachstumsrate.
Auch das Przewalskypferd PAT AN (2001) weist mit 4,8-6,4 mm/28d eine eher niedrige
Wachstumsrate auf.
Der Vergleich dieser drei verwandten Arten ist interessant. Ihre extensive Lebensweise bzw.
der eher karge Lebensraum sind Gemeinsamkeiten, die mehrere ähnliche Merkmale oder
Verhaltensweisen zur Folge haben könnten.
VLIESMAIER (2001) erhielt bei ihren Messungen Medianwerte von 7 mm/28d für den Esel.
Sie bediente sich einer ähnlichen Methode wie in der vorliegenden Untersuchung
angewendet, las den jeweiligen Abstand zwischen der „fühlbaren Vertiefung am Kronrand"
und der Kerbe, gemessen mit einem flexiblen Maßband, jedoch jeweils direkt ab, und
protokollierte ihn. Ein Grund für die doch deutlich divergierenden Ergebnisse zur
vorliegenden Arbeit ist nicht bekannt.
Das von der Körpergröße näher am Esel liegende Shetlandpony weist Wachstumsraten von
6,8-11 mm/28d auf (BUTLER und HINTZ (1977), HERZBERG (1996)), deutlich höhere
Raten also, als die hier für den Esel gewonnenen Messwerte.
Bei Warmblutpferden werden Werte zwischen 6 und 17 mm/28d angegeben (GEYER und
SCHULTZE (1994), LEU (1987), WINTZER (1986), KNESEVIC (1959)) wobei es sich auf
Werte um die 8 bis 9 mm/28d konzentriert. Dies entspricht auch deutlich höheren
Wachstumsraten, als hier für die 13 gestesteten Esel ermittelt wurden.
5.2.1
Hufhomwachstum und Jahreszeit
JOSSEK (1991), LEU (1987) und TIMM (1993) sprechen von einer ven-ingerten
Hornbildungsrate in den Wintermonaten. Für eine Zunahme von Hommasse bzw. ein
schnelleres Homwachstum im Sommer sprechen sich weiters RICHTER (1990) und
WINTZER (1986) aus.
WINTZER (1986) macht die intensivere Durchblutung und den daraus resultierenden
Wärmestau für die Zunahme der Wachstumsrate im Sommer verantwortlich, TIMM (1993)
erklärt das langsamere Wachstum von Jänner bis März durch eine Minderdurchblutung der
Lederhaut infolge der niedrigeren Temperaturen. HAHN et al. (1986) beobachteten einen
zyklischen Veriauf der Hombildungsrate des Klauenhomes bei Rindern, mit raschestem
73
Wachstum im Spätherbst und Frühsommer und den geringsten Neubüdungsraten wiederum in
den Wintermonaten. Auch PAT AN (2001) verzeichnet beim Przewalskypferd die größte
Homproduktion im Sommer, wo die höchste Bewegungsaktivität der Tiere zu beobachten ist.
Diese Ergebnisse bestätigen sich durchwegs durch die in der vorliegenden Arbeit gewonnenen
Daten. Die 13 Probanden zeigten ein signifikant schnelleres HufhornWachstum in den
Monaten Februar bis Oktober, sowohl an den Vorder- als auch an den Hinlerhufen.
SCHREYER (1997) begründet diesen Abfall der Hombildungsrate in den Wintermonaten
durch:
das veränderte Nahrungsangebot,
- die Verringerung der Umgebungstemperatur, was zu einer Verminderten
Durchblutung der Hombildenden Areale führt,
- und durch die geringere Bewegungsaktivität der Tiere.
VLIESMAIER (2001) hingegen konnte
Hufhorn Wachstum des Esels feststellen.
keinen
Einfluss
der Jahreszeit
auf das
Wie schon FISCHER (1933) und LUNGWITZ (1940) bei Ihren Untersuchungen ermittelten,
konnte auch in der vorliegenden Arbeit kein Einfluss des Pigmentstatus (pigmentierter vs.
unpigmentierter Huf) auf das Hufhomwachstum festgestellt werden.
5.3
Gliedmaßenstellung des Esels
Die Gliedmaßenstellung stellt einen wichtigen Einflussfaktor auf die Hufform dar
(HERTSCH 1992).
Durch asymmetrische Belastungsverhältnisse bei fehlerhafter Gliedmaßenstellung können
anatomische Strukturen, wie zum Beispiel Gelenke und Knorpel, Schaden nehmen, und schon
früh Verschleißerscheinungen aufweisen, wie man vom Pferd weiß.
FLADE (1990) meint, die Extremitäten des Esels seinen gerade gestellt, sofern die Aufzucht
korrekt erfolgt. Er definiert die Eigenschaft „gerade" nicht, es kann aber davon ausgegangen
werden, dass als „gerade" eine für das Pferd ideale Gliedmaßenstellung bezeichnet wird.
Zur Evaluierung der Gliedmaßenstellung beim Esel wurde ein den Untersuchungsrichtlinien
der Veterinärmedizinischen Universität Wien entsprechendes Standartprotokoll erstellt, und
anhand dessen die entsprechenden orthopädischen Merkmale einmalig erfasst. Spezielles
Augenmerk wurde auf die Zehenstellung und die Stellung der Sprunggelenke gelegt, da diese
Bereiche meist auffällige Abweichungen zu der vom Pferd als ideal betrachteten
Gliedmaßenstellung aufweisen. Die Evaluierung erfolgte auf ebenem Boden in normaler,
entspannter Haltung und von allen Seiten.
Dies stellte eine sehr einfach und schnell durchzuführende Untersuchung dar, die mit einer
Hilfsperson in wenigen Minuten pro Esel durchgeführt werden konnte.
Die unter 4.3 aufgelisteten Ergebnisse zur Gliedmaßenstellung der 13 Esel zeigen, dass die für
das Pferd als „ideal" definierten Normen, legt man sie eins zu eins auf den Esel um, keine
rosige Aussicht für die Zukunft der Gelenke der Tiere versprechen, und
Verschleißerscheinungen nahezu vorprogrammiert scheinen. Es stellt sich die Frage, ob diese
Stellungsabweichungen jedoch als pathologisch bewertet werden sollen. Die häufige
geringgradige zehenweite Ausprägung, vor allem an der Vorderextremität, die nach dorsal
74
gebrochene Zehenachse und die „kuhhessige" Stellung der Eselextremitäten dürften
Speziesspezi fisch sein.
Auch BANK et al. (2000) weisen auf die oftmals kuhessige Stellung der Hinlergliedmaßen
beim Esel hin.
5.4
Bei der Betrachtung von Equus asinus und Equus caballus im Vergleich drängt sich als
Gegenstück das äußerlich vor allem durch seine Größe dem Esel ähnliche Pony auf.
Obwohl es Rasseesel mit Widerristhöhen bis zu 160 cm gibt (z. B. den katalanischen
Riesenesel) ist der kleine europäische Hausesel mit seinem Stockmaß um die 100 cm bei uns
am meist verbreiteten und bekanntesten. Darum wurden Esel dieser Größe für die
vorliegenden Untersuchungen herangezogen.
Als Ponys werden weitgehend Tiere mit einem Stockmaß bis zu 148 cm bezeichnet. Um
wiederum die Vergleichbarkeit zu gewährleisten wurden durchwegs kleinere Ponys
herangezogen. Es handelte sich um Shetlandponys oder Kreuzungen.
Die Ponys maßen im Mittel 115,5 ± 7,4 cm, die Esel 106,2 ± 7,2 cm.
Der kleinste Esel hatte ein Stockmaß von 94,5 cm, der größte maß 116 cm.
Dem von der Donkey Breed Society
(Großbritannien) vorgeschlagenen
Größeneinteilungsschema zufolge handelte es sich also um Esel der Größenordnung „small"
(WH 91- 104 cm) und „large" (WH 104-123 cm).
Nach BECZE (1955 zitiert nach FLADE 1990) würden die Tiere als „klein" (unter 100 cm)
bis „mittelgroß" (100- 120 cm) klassifiziert.
Die als Vergleichsgruppe herangezogenen Ponys maßen zwischen 102 und 122 cm, und
entsprachen damit weitgehend den oben genannten Gruppierungen.
5.5
Kronrand- und Tragrandumfang von Esel und Pony
Kronrand- und Tragrandumfang sind Hufparameter, die als Größen- und Form- beschreibend
zu
verstehen
sind.
Als
attraktiver
Zusatzparameter
neben
Härteund
Wachslumsverlaufsmessung bot sich ihre Ermittlung beim Esel an.
Die Maße von Krön- und Tragrand wurden mit einem flexiblen Zentimeterband erfasst. Der
Tragrandumfang wurde von Eckstrebenspitze zu Eckstrebenspitze ermittelt. Der Kronrand
jeweils bis zum Ballen Übergang. Der Ballen an sich und der Strahlbereich wurden nicht
miterfasst.
Beim Esel besteht eine starke Ausprägung des Deck- und Schutzhaares in der zu messenden
Region. Auf eine totale Entfernung der Haare wurde verzichtet, stattdessen wurde unterhalb
des Haarkranzes gemessen, da bei „Mitmessung" der Haare ein falsch- zu hoher Wert
ermittelt worden wäre. Die Abgrenzung der Eckstrebenspitzen und der Übergänge zum Ballen
waren teilweise schwierig zu erkennen, ein gut gesäuberter Huf und optimale
Lichtverhältnisse waren von Nöten.
Der Bereich der Ballen und des Strahles wurde nicht mitgemessen, da, wie auch COLLINS
(2004) in seiner Zusammenfassung zu den anatomischen Unterschieden von Pferd und Esel
75
bemerkt {siehe Tab. 2.3), dieser Bereich beim Esel wie eine separate Struktur wirkt, und nicht
in die Hufkapsel integriert zu sein scheint.
Beim Vergleich der ermittelten Hufmaße von Pony und Esel fiel auf, dass der Eselhuf schon
subjektiv deutlich kleiner erschien als der Ponyhuf.
Ponys
Der mittlere Kronrandumfang des Vorderhufes beim Pony betrug 20,9 ± 1,7 cm, der mittlere
Tragrandumfang des Vorderhufes beim Pony betrug 24,8 ± 1,9 cm. Für den Hinterhuf
Das Verhältnis von Krön- und Tragrand des Ponyhufes beträgt im Mittel 0,8406. Das
bedeutet, dass der Tragrand des Ponys einen größeren Umfang aufweist als der Kronrand.
Esel
Der mittlere Kronrandumfang des Vorderhufes beim Esel betrug 18,1 ± 1,0 cm, der mittlere
Tragrandumfang des Vorderhufes beim Esel betrug 17,9 ± 1,0 cm. Für den Hinterhuf
Das Verhältnis von Krön- und Tragrand des Eselhufes beträgt im Mittel 1,0149. Es zeigt sich
also, dass der Umfang von Krön- und Tragrand beim Esel fast gleich ist.
Die eigenen Untersuchungen zum Verhältnis von Krön- und Tragrandumfang im Vergleich
Esel - Pony ergeben also für das Pony eine „klassische", in Richtung Tragrand weiter
werdende Form des Hufes, einem Trapez entsprechend. Beim Esel stellt es sich eher als
„zylinderförmig" dar.
VLIESMEIER (2002) ermittelte auch diese beiden Parameter in ihrer Arbeit über die
Winkelung von Eselhufen. Sie beschreibt einen mittleren Kronrandumfang an den
Vorderhufen der von Ihr vermessenen Esel von 23,9 cm, und einen mittleren Tragrandumfang
von 26,5 cm. An den Hinterhufen maß sie 23,1 cm Kronrand- und 25,2 cm Tragrandumfang.
Ihre Messungen des Tragrand- und Krön randum fan ges erfassen den gesamten Umfang über
360°. Die Ergebnisse sind daher nur bedingt mit den eigenen vergleichbar.
Auffällig ist, dass bei einer Rundummessung, wie VLIESMEIER (2002) sie durchgeführt hat,
der mittlere Tragrandumfang größer ist, als der Kronrandumfang, was wiederum für den
deutlich ausgeprägteren Strahl des Esels im Vergleich zum Pferd spricht.
VLIESMEIER (2002) bezeichnet den Huf des Esels als dem Huf des Shetlandponys ähnlich.
Für die Parameter Kronrand- und Tragrandumfang, sowie deren Verhältnis zueinander
zwischen Esel und vergleichbar großen Ponys kann diese Aussage anhand der hier ermittelten
Daten nicht bestätigt werden.
5.6
Ohrlänge Pferd - Esel
Die großen Ohrmuscheln des Esels sind wohl sein berühmtestes Merkmal. Wenn man schon
einen Esel mit einem Pferd vergleicht, kann man diesen Parameter nicht auslassen. Die langen
Ohren können bis zu 180° gedreht werden und ermöglichen ein sensibles, gezieltes
Richtungshören (AUGUSTIN 2007, HAFNER 2008).
76
Es wurden die Längen beide Ohrmuschelknorpel (einzeln) aller Tiere vom Ansatz der
Ohrmuschel (Auricula) am Schädel bis zur knorpeligen Spitze mit einem fixen Zentimeterstab
erfasst. Die Ohrlängen beider Seiten, die sich oftmals geringgradig unterschieden, wurde
wiederum gemittelt, und somit ein Wert für die Ohrlänge in den weiteren Berechnungen
verwendet.
Nicht alle Tiere ließen sich bereitwillig an die Ohren fassen, und hielten lang genug still, um
einen brauchbaren Wert ermitteln zu können. Um auf Zwangsmaßnahmen verzichten zu
können waren viel Geduld, eine Hilfsperson und massenhaft hartes Brot notwendig. Manche
Tiere ließen sich erst nach individuell ausreichend langer Bekanntschaft mit mir an diesen
sensiblen Stellen berühren. Schlussendlich konnten alle Eselsohren vermessen- und in die
Berechnung miteinbezogen werden.
Die Messansatzstelle ist schwierig festzulegen, von minimalen Abweichungen und
Messfehlem kann ausgegangen werden. Die klinische Relevanz dürfte nicht darunter gelitten
haben. Trotzdem ist anscheinend ein bemerkenswert reproduzierbares Ergebnis zustande
gekommen, wie beim Vergleich der eigenen Ergebnisse mit einer Untersuchung von FLADE
(1990, 2000) festgestellt werden konnte:
FLADE (1990, 2000) verglich die Ohrmuschellänge von 10 „ZwergeseP (90-105 cm
Stockmaß) mit der von 47 Shetlandponys und setzte diese in Relation.
Tab. 5.1: Ohrlängen Pony/Esel im Vergleich
M.ADK (20(M))
Widerristhöhe (WH)
Ohrmuschellänge
Kijjfnc rnter.suchunj»on
Widerristhöhe (WH)
Ohrmuschellänge
Ksel (n=IO)
absolut in cm relativ in %
der WH
94,9
100
21,0
22
Ksel (n=L^)
der WH
106,2
100
25,1
24
Ponys (n=42|
der WH
100,3
100
10,8
11
l*oii\s (n=l2|
der WH
115,5
100
13,5
12
Die hier vorliegenden Ergebnisse bestätigen die Aussagen von FLADE (1990, 2000), anhand
der Betrachtung seiner und der hier vorliegenden Daten kann erkannt werden, dass Esel im
Vergleich zum Pony, bezogen auf ihre Körpergröße, doppelt so große Ohren haben, wie
Ponys.
Die Erfassung der Parameter „Widerristhöhe", „Kronrand - und Tragrand umfang" sowie
„Ohrlänge" von Esel und Pony erfolgte willkürlich und diente der Überprüfung etwaiger
Korrelationen und Verhältnisse. Damit sollte ein Vergleich über etwaige Unterschiede dieser
Parameter zwischen Esel und Pony erörtert werden.
5.7
Statistische Datenauswertung
Die statistische Auswertung der Daten zur Härtemessung, zum Hufhomwachstum und zum
Vergleich von Stockmaß, Ohrlänge und Krön- und Tragrand von Esel und Pony erfolgte
vorwiegend deskriptiv. Die schließende Statistik ist unter dem Aspekt zu betrachten, dass es
sich bei den Tieren nicht um eine repräsentative Stichprobe einer wohl definierten
77
Grundgesamlheit handelt, sondern um eine willkürlich ausgewählte Probandengruppe.
Anhand der erhobenen Daten kann lediglich eine definitive Aussage über die 13 in dieser
Studie untersuchten Esel getroffen werden, eine Verallgemeinerung ist daher nicht ohne
weiteres möglich. Die Beschreibung der Ergebnisse und die daraus gezogenen Folgerungen
sollen daher orientierend verstanden werden.
Des weiteren muss berücksichtigt werden, dass Beobachtungsstudien, so wie die vorliegende
eine ist, Hypothesen lediglich aufstellen oder untermauern können, jedoch niemals beweisen.
Dies gelingt nur im Rahmen von Interventionsstudien.
(MÜLLNER 2005)
Zur Minimierung der Einflüsse von Bias und Confounding wurden standardisierte
Vorkehrungen der Prüfkörpervorbereitung getroffen, sowie zahlreiche Messwiederholungen
durchgeführt. Über die Vielzahl an erlangten Daten sollte eine Annäherung an die Wahrheit
ermöglicht werden.
Bei der statistischen Bearbeitung der erhobenen Messwerte der Härtemessung konnte
festgestellt werden, dass sich aufgrund der großen Datenmenge und der Vielzahl an Variablen
kleine Differenzen oft signifikant verhielten. Es wurden alle Daten in die Auswertung per
ANOVA in die Varianzanalyse mite inbezogen. Es wurden aber nur absolute
Härteunterschiede, statistisch verifizierte Unterschiede von hochsignifikantem Charakter als
klinisch relevant erachtet.
5.8
Das Finite Elemente Modell
Das Modell der Finiten Elemente (FE) beschreibt endlich viele, kleinste geometrische
Raumelemente. Unter Verwendung dieser Teilchen lassen sich dreidimensionale Körper
konstruieren und physikalische Dimensionen berechnen. Finite Elemente - Modelle werden
am Computer simuliert und mit geeigneter Software berechnet.
5.8.1
Vorbereitung der Gliedmaße und geometrische Datenerfassung
Die Qualität und Einsetzbarkeit eines FE - Modells hängt zu einem wesentlichen Anteil von
der Qualität und Präzision der dafür verwendeten geometrischen Daten ab. Auf die Eselzehe
bezogen bedeutet das, dass der Hufkorrektur und der Positionierung der Gliedmaße zum CT
Scan viel Bedeutung beigemessen werden muss.
Die Art und Weise der Hufkorrektur beim Esel ist der beim Pferd sehr ähnlich, mit dem
Unterschied, dass auch im physiologischen Fall die Zehenachse des Esels von der Seite
gesehen ca. 10° nach dorsal gebrochen ist. Abhängig vom Individuum, besteht auch oft von
vorne gesehen eine geringgradige zehenweite Stellung, die auch bei optimaler Hufkorrektur
minimal unterschiedliche seitliche Homwandlängen zur Folge hat. Diese Längenunterschiede
werden von jedem FE Berechnungsprogramm, welche auf der Basis technischer
Fragestellungen entwickelt wurden, wesentlich „kritischer" gesehen als es am lebendigen Tier
zur Auswirkung kommt. Diese technischen Feinheiten müssen bei der Interpretation der
Ergebnisse berücksichtigt werden.
Die Positionierung der Gliedmaße im Scan muss so weit als möglich der Position der
Gliedmaße in der Mitte der Stützbeinphase entsprechen, weil die Daten - einmal gescannt weitgehend unverändert in die Modellierung übernommen werden müssen. Die Seitenlage in
Vollnarkose und deren Relaxation bedingten, dass die Gliedmaße in einer aus
strahlendurchlässigem Material gefertigten Vorrichtung aus Kunststoff und Styropor so
positioniert werden musste, dass die Zehe in entsprechendem Winkel zum Rohrbein zu liegen
kam.
78
5.8.2
Anatomische Rationalisierung
Das Ziel jeder Modellierung ist, ein möglichst realitätsnahes Bild zu schaffen. Auf Grund
technischer Limitierungen war es nicht möglich, außer den Komponenten Hufknorpel,
Hufpolster, Beugesehnen und Haut, innerhalb der Weichteilstrukturen auf der Basis der
Grauwertunterschiede weitere anatomische Strukturen zu differenzieren. Die manuelle
Segmentierung hätte die Projektzeit und auch die Finanzierung bei weitem überschritten.
Auch wurden die dadurch nicht repräsentierten Weichteil Strukturen, wie z.B. Blutgefäße,
Nerven, Haut, momentan noch als mechanisch verzichtbar angesehen und der Zusammenhalt
im Bereich der Gelenke über die Kontaktflächenbedingungen simuliert. Die berechnete
Verformung durch die Belastung mit dem Körpergewicht in vertikaler Richtung war in großer
Übereinstimmung zu den in weiterführenden Untersuchungen gefundenen Verformungen der
Zehe bei der Bewegung im Schritt.
5.8.3
Vernetzung und Materialeigenschaften
Die Vemetzungsalgorithmen der Software konnten aus den CT Daten der Eselzehe ein FE
Netz von guter Netzqualität konstruieren. Trotzdem war viel manuelle Nacharbeitung
notwendig, um Fehler im re Netz, wie z.B. Inkongruenzen oder zu große oder zu kleine
Elemente, aufzufinden und manuell zu korrigieren. Fehler im Netz hätten zur Folge, dass die
Berechnungen nicht durchgeführt werden können.
Die Präzision der Berechnungen ist weiters von den eingegebenen Materialeigenschaften
abhängig. Die Materialeigenschaften der meisten definierten Strukturen sind durch
Voruntersuchungen oder aus der Literatur bekannt. Wissentlich und unter Berücksichtigung
der vorhandenen computertechnischen Rechenleistung mussten, wie auch in allen anderen
publizierten FE - Modellen von Gliedmaßen oder deren Abschnitten, einige Segmente als
isotrop definiert werden. Dies kann erst durch weilerführende Forschungsarbeiten auf dem
Sektor der Materialanalyse und dann durch deutlich intensivierte Computerleistung verbessert
werden.
Die Validierung des FE - Modells der Eselzehe über die Bewegungsanalyse am Laufband ist
in Arbeit und Teil einer weiterführenden Untersuchung.
5.9
Fortführende Gedanken
Wenn man sich einige Zeit mit diesem interessanten grauen Vierbeiner, dem Esel beschäftigt,
sowohl von der wissenschaftlichen als auch unweigerlich von der persönlichen Seite, stellen
sich dem Menschen einige Fragen.
Die meisten Hausesel hierzulande werden zu privaten Zwecken, als Attraktionen für Kinder,
als Touristenmagneten oder in Streichelzoos gehalten. Man darfauch nicht vergessen, das das
„Wüstentier" Esel ist für nasskaltes Wetter, welches in unseren Breiten ja keine Seltenheit ist
also nur ungenügend ausgestattet, und unter diesen Bedingungen einer speziellen Pflege
bedarf. Ich hatte das Glück, mit vorwiegend verantwortungsbewussten und kundigen
Eselhaltem verkehren zu dürfen, und trotzdem erkennt man oft, wie unterbeschäftigt und
gelangweilt so mancher arme Esel Tag für Tag sein Dasein fristet. Er trägt seinen Titel als
„sturer Esel" nur bedingt gerechtfertigt, da ich feststellen konnte, das ein Esel, mit dem man
sich ausgiebig beschäftigt, seinen wohlerzogenen und ausgeglichenen, wie oftmals zugleich
schelmischen Charakter stolz nach außen kehrt. So sind diese Individuen von Natur aus
neugierig, oftmals ein wenig misstrauisch, oder besser vorsichtig in Ihrer Art,
79
Bekanntschaften zu machen, doch lernen sie ungemein schnell, und zwar alles, wie man sich
kooperativ verhalten, oder den Lästling „Mensch" umgehend loswerden, kann.
Meistens entscheiden sie sich jedoch für eine Zusammenarbeit, wobei das Stichwort
„Bestechung" oftmals eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt...
Einem Esel ist es zu wenig, ihn einfach nur zu „haben". Er will beschäftigt und, vor allem
geistig, gefordert werden. Gemäß einer aktuellen Studie der SAVE- Foundation (KUGLER
2008) leben in Österreich geschätzte 1500-2000 Tiere. Um sich als Freizeitpartner wirklich zu
etablieren, was Aufgaben als Reit- und Fahresel mit einschließt, müssen Vorbereitungen und
Überlegungen getroffen werden. Anforderungen an das Wissen der Tierärzte bezüglich
Haltung und Anatomie, Vorlieben und Krankheitsprädispositionen des Esels steigen.
Eine erste Überlegung, unter Anbetracht der vorliegenden Arbeit, betrifft einen etwaigen
Bedarf an Beschlägen, ein sowohl einfacher als auch gut sitzender alltäglicher Hufschutz,
aber auch orthopädische Beschläge für Tiere mit Problemen. Mit steigender Nutzung und
Beanspruchung muss man sich über diese Fragestellung wohl bald Gedanken machen, für das
Pferd längst entwickelte Maßnahmen müssen für den Esel adaptiert werden.
Spezialisierung und Intensivierung von Wissen auf diesem Sektor kann in Zukunft auch
wirtschaftlich interessant werden. Es muss überlegt werden, welchen Kriterien sich die
Entwicklung von jeglichem Zubehör für das Langohr unterwerfen soll. Egal ob Hufeisen,
Sättel, Zaumzeuge oder Fahrgeschirre, die Adaption von Ponymaterialien ist nur bedingt
möglich, und größtenteils nur sehr provisorisch machbar. Zumal auch für Ponys unter 120 cm
Stockmaß die Auswahl an qualitativ hochwertigem Reit- und Fahrzubehör sehr gering ist.
In die andere Richtung, unter dem Aspekt: „Was kann der Esel für das Pferd tun", stellt sich
erneut die Frage nach der Strategie des Esels gegen die Hufrehe bzw. sein Leben mit der
Hufrehe.
Auch andere Krankheiten, bzw. die Schwere dieser scheinen auf diese beiden Spezies
ungerecht verteilt zu sein.
So definieren TURNER und STORK (1988) als für Podotrochleose prädisponierende
Faktoren:
Erhöhte auf den Huf einwirkende Erschütterungskräfte,
- eine gebrochene Zehenachse,
Zwang- und in Relation zum Körpergewicht sehr kleine Hufe.
BANK et al. (2000) bemerken, dass Zwang- und Trachtenzwanghufe in der Eselpopulation
weit verbreiteten seien.
Anhand der Gliedmaßenstellung, der steilen Winkelung der Schulter kann man von hohen
Erschütterungskräften an den Eselhufen, vor allem bei (Über-) Belastung ausgehen. Auch die
anderen beiden Faktoren treffen für den Esel zu. Die Podotrochleose stellt unter Eselhaltem
allerdings kein überdurchschnittlich häufig vorgestelltes Problem dar. Hat der Esel auch hier
versteckte Strategien, die ihn vor derartigen pathologischen Veränderungen schützen?
Das Wissen um die genaue Anatomie einer Struktur ist Vorraussetzung für das Verständnis
der Funktion und für jede erfolgreiche Manipulation derselben. Aus diesem Grund widmet
sich die vorliegende Arbeil der Grundlagenforschung um die Anatomie des Eselhufes.
BALCH et al. (1991) meinen über die Hufform: " der ideal ausbalancierte Huf charakterisiert
sich durch eine Optimierung von Gesundheit und Funktionalität". Oftmals bedingen gut
gemeinte Methoden, den Huf in die „korrekle" Form zu trimmen einen Verlust des
Gleichgewichts bzw. eine unpassende Veränderung der Hufwinkel, welche zu Lahmheiten
fuhren können, und nicht die erwünschte Leistungssteigerung mit sich bringen.
80
Er erwähnt auch den Umstand, dass der „normale" Hufwinkel häufig als viel zu niedrig
beschrieben wird, und das die oftmals gebräuchlichen Angaben von 45° bis 50° Grad für
Zehenachse der Vorderextremilät und 50° bis 55° Grad für die Hinterextremität als obsolet
anzusehen sind.
In diesem Sinne ist die „steile" Form des Eselhufes, oftmals schon als Bockhuf zu
bezeichnen, dem physiologisch - funktionellen Pferdehuf in seiner Winkelung vielleicht
ähnlicher als angenommen?
BALCH et al. (1991) beschreiben weiters für das Erreichen der Parallelität von Dorsalwand
Huf und Dorsalkante Fesselbein beim Pferd eine notwendige Korrektur des Hufwinkels auf
50 bis 54 Grad für den Vorder- und 53 bis 57 Grad für den Hinterhuf.
Diese Messergebnisse kommen den physiologischen Gegebenheiten beim Esel sehr nahe.
BALCH et al. (1991) beschreiben außerdem einen von der Winkelung des Hufes
unabhängigen Vorführbogen im Trab beim Pferd. Sie schildern eine Verminderung der
Zugbelastung der tiefen Beugesehne durch eine den Hufwinkel vergrößernde Hufkorrektur.
Es stellt sich die Frage, ob der physiologisch steiler gestellte Huf des Esels eine allgemein
geringere Belastung der tiefen Beugesehne zur Folge hat, bzw. inwieweit die
Belastungsverhältnisse von tendinösen und synovialen Strukturen sich bei Pferd und Esel
unterscheiden. Die Zunahme an Stabilität und der Verlust der Elastizität, die die anatomischen
Ausprägung des Bewegungsapparates des equus asinus annehmen lassen, entsprechen dem
Verwendungsbild des Esels über die Jahrtausende.
Weiterführende Untersuchungen zur Bewegungsmechanik des Esels im Vergleich zu der des
Pferdes sind nötig, um diese Fragestellungen näher behandeln zu können.
Auch die Technik der FE - Analyse kann zur Simulation der Verhältnisse angewendet werden
und somit einen Ausblick auf die Beantwortung der Fragestellungen liefern.
WILLIAMS und DEACON (1999) unterstellen einer nach dorsal gebrochenen Zehenachse
beim Pferd eine Konzentration der Belastung durch Eigengewicht und Aktion des Tieres auf
die vorderen Partien des Hufes. Dies führt zur Prädisposition für spezifische Pathologien,
erklären sie weiters.
Es bleibt die Frage offen, inwieweit diese Theorie auf den Esel zu übertragen ist, bzw. ob das
geringere Eigengewicht und die weniger raumgreifenden Bewegungen des equus asinus,
gepaart mit seiner weniger gewinkelten und dadurch stabileren Extremitätenausprägung eine
solche nach dorsal gebrochene Zehenachse, ohne dass das Tier deswegen für spezielle
Pathologien anfälliger wird, zulassen. Es bleibt zu erforschen, welchen evolutionären Vorteil
eine nach dorsal gebrochene Zehenachse dem Esel bringen mag, bzw. ob es andere Gründe
für die Ausprägung dieses anatomischen Merkmales gibt.
Wie passt diese Theorie außerdem zu der Aussage von BANK et al. (2000), die dem
prominenten Strahlpolster des Esels die vordringliche Aufgabe des Abfangens von Stößen bei
der Bewegung zuschreiben?
Es kann angenommen werden, dass die Eselzucht in Österreich nur in geringem Ausmaß
professionell betrieben wird, und dass eine Selektion der Zuchttiere bezüglich Exterieur und
Interieur wohl weitgehend vernachlässigt wird. Fortschritte in dieser Richtung wären sehr
begrüßenswert.
Einige Organisationen haben sich der Aufklärung über die Bedürfnisse des Esels
verschrieben, in Österreich wäre etwa die lA AUSTRIA (Interessensgemeinschaft
Österreichischer Eselfreunde, www.iaa.at.tt) zu erwähnen.
81
6. ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Arbeit behandelt verschiedene Aspekte auf dem Sektor der Materialanalyse
des Hufhoms des Esels und die Entwicklung eines Finite Elemente Modells einer Eselzehe.
Dieses beinhaltet die Homkapsel, die Beugesehnen, die Gelenkknorpel, die zentralen
Stützelemente und die Weichteile bis auf die Höhe des Krongelenkes.
Über den Zeilraum von 12 Monaten wurden an dreizehn hufgesunden, adulten „Europäischen
Hauseseln" und „Barockeseln" Härtemessungen (Shore D-Härte) der Homwand und des
Tragrandes unter Verwendung eines Härtemessgerates TH-210 durchgeführt. Parallel dazu
wurde das Homwachstum gemessen, indem der Abstand einer initial im Bereich der Krone
eingebrachten Kerbe zur Grenze behaarte Haut - Homkapsel digital erfasst und anschließend
mittels
geeigneter
Software
am
PC
bestimmt
wurde.
Weiters
wurden
computertomographische Geometriedaten der Komponenten einer Eselzehe, die im Rahmen
einer klinischen Untersuchung angefallen waren, über die Verwendung von Mimics Software
in ein dreidimensionales belastbares Modell aus Finiten Elementen übergeführt, welches in
weiterer Folge in einem Berechnungsprogramm der Firma Simulia Abaqus analysiert wurde.
Die Betrachtung der erhobenen Härtedaten im allgemeinen linearen Modell, erstellt mittels
Varianzanalyse (ANOVA), erlaubt die Unterteilung der Hufkapsel in vier Bereiche von
jeweils ähnlicher Härte (Shore D Grade): Bereich I: 66,5 ± 2,7, Bereich II: 55,6 ± 2,8, Bereich
III: 53,7 ± 3 und Bereich IV: 45,9 ± 3,2. Die monatlich durchgeführten Untersuchungen zum
Hufhomwachstum ergaben mit 4,3 mm ± 1,4 mm/28d ein allgemein geringeres
Hornwachstum als in anderen Arbeiten für den Esel bisher dargestellt wurde.
Das Finite Elemente Modell der Eselzehe wurde aus einem dreidimensionalen Datenset aus
einer computertomographischen Untersuchung an der Klinik für bildgebende Diagnostik der
Veterinärmedizinischen Universität Wien generiert. Nach der Segmentierung der
Einzelkomponenten und der dreidimensionalen Vernetzung wurden die Rand- und
Belastungsbedingungen definiert. Erste Belastungsberechungen des Zehenmodells
ermöglichten die Belastungssimulation mit dem entsprechenden Körpergewicht auf festem
Untergrund. Der Vergleich der Verformung der Model 1-Homkapsel mit vorausgegangenen invitro Untersuchungen erlaubt eine vorsichtige aber positive Interpretation der Spannungs- und
Verformungsergebnisse.
Schlüsselwörter: Esel, Hufhom, Härte, Homwachstum, FE-Modell
82
7. SUMMARY
The presented work deals with mechanical aspects of donkey hoof horn and the consecutive
use of the obtained data for creation and weight bearing simulation of the donkey digit in
Finite Element Analysis.
Shore D hardness of the hoof wall and the weight bearing rim of 13 adult healthy donkeys
was measured with the help of a digital durometer TH-210 over the period of 12 months. In
addition, the monthly horn growth rate was recorded over the same time period; also the
individuals' conformation, the local housing conditions and the actual weather conditions at
and around the time of measurement were registered and included in the statistical analysis.
CT data of the front right digit of a female donkey were obtained under general anaesthesia.
The anatomy was rationalized into the functional components skin, tendons, ungular
cartilages, articular cartilages, bones, digital cushion and horn capsule. Linear or non-linear
material properties were applied according to published data. Pre-straining of the flexor
tendons was achieved by z-direction displacement and loading by the application of Ix body
mass.
The collected hardness data, analysed using ANOVA (analysis of variances), permitted a
separation of the hoof capsule into four defined regions of similar hardness expressed in
Shore D units: Region I: 66.5 ± 2.7, Region II: 55.6 ± 2.8, Region III: 53.7 ± 3 and Region
IV: 45.9 ± 3.2. The monthly performed examination of the hoof horn-growth rate showed a
rate of growth of 4.3 mm ± 1.4 mm/28d, and consequently a lower growth rate as reported for
donkey hoof horn so far.
The resultant FE model comprised over 10^ elements. Z-Direction displacement of the digital
flexor tendons to compensate for relaxation in general anaesthesia gave displacements and
capsular deformation patterns consistent with 'in vivo' observations and related research.
Although the model may still be anatomically improved, stress and strain calculations are
possible. This will help with further and improved understanding of the biomechanical
function of the donkey digit.
Keywords: Donkey, hoof horn, hardness, growth rate, FE-Model
83
8. LITERATURVERZEICHNIS
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Behandlungsversuch mit Biotin.
Diss., Veterinärmed. Fak., Univ. Zürich.
DANKSAGUNG
Ich möchte mich an dieser Stelle bei allen Menschen, die an der Fertigstellung dieser Arbeit,
direkt oder indirekt, mitgewirkt haben, bedanken.
An erster Stelle natürlich bei meiner Familie, meiner Mutter und meinem Vater die immer an
mich glauben, und deren uneingeschränkte Zuversicht in meine Fähigkeiten den nötigen
Anstoß gibt, immer weiter zu machen.
Allen Menschen, die sich beim praktischen Teil der Arbeil als furchtlose Protokoll Schreiber
oder Eselbändiger zur Verfügung gestellt haben, eine Arbeit, die mit mir als gestresster
Härtemesserin anstrengend, langwierig und manchmal ein wenig geruchsintensiv ist. Danke
Clemens, Conny und natürlich Fritz.
Dem Wissenschaftsfonds (FWF), der als Sponsor des FWF - Projekts Nr. V56-N14 diese
Arbeit ermöglicht hat.
PhD Simon Collins, dessen Interesse und ambitionierte Forschung zum Thema Esel
Grundsteine gelegt hat, die zur Erstellung dieser Arbeit beigetragen haben.
Allen Eselbesitzem, Frau Freudensprung, Hugo Hoffmann, Ingrid und Doris Schwarz, sowie
der Marchfeldschlösser Revitalisierungs- und Betriebsges. m. b. H. in Schlosshof für die
freiwillige und unentgeltliche Bereitstellung der Esel, und natürlich Christine, Eselbesitzerin,
Betreuerin und Initiatorin dieser Arbeit.
Meiner lieben Ex - Chefin Anita für das zur Verfügung stellen aller Ponys.
Meinen lieben Kollegen und Freunden, die immer mit Rat und Tat zur Seite standen, und
mich immer motiviert haben.
Mimics software und der Firma Simulia / Abaqus für ihren Einsatz.
Ao. Univ. Prof. Mag. Dr. Alexander Tichy, der sich der unendlich komplizierten Statistik
angenommen, und mir immer geduldig alles erklärt hat.
Und natürlich Alonso, Paolo, Rosi, Florian, Bauxi, Mama Esel, Vroni, Momo, Donatella,
Valerie, Dora, Annelies und Mortadella für ihre Kooperation, meistens zumindest.
Der Esel
Es stand vor eines Hauses Tor
Ein Esel mit gespitztem Ohr,
Der käute sich sein Bündel Heu
Gedankenvoll und still entzwei.
Nun kommen da und bleiben stehn
Der naseweisen Buben zween.
Die auch sogleich, indem sie lachen,
Verhasste Redensarten machen.
Womit man denn bezwecken wollte,
Dass sich der Esel ärgern sollte.
Doch dieser hocherfahrne Greis
Beschrieb nur einen halben Kreis,
Verhielt sich stumm und zeigte itzt
Die Seite, wo der Wedel sitzt.
Wilhelm Busch

Aus dem Department für Kleintiere und Pferde Klinik für Pferde

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