Infrastruktur in der Tierhaltung bezieht sich auf grundlegende Einrichtungen und Dienstleistungen, die für bessere Lebensbedingungen von Tieren und ihre Wirtschaft durch bessere Produktivität notwendig sind. Infrastruktur lässt sich hauptsächlich in zwei Kategorien einteilen: Hard Infrastructure und Soft Infrastructure. Physische Infrastruktur, wie Gebäude, Straßen und Wasserversorgungssysteme, gehört zur harten Infrastruktur. Weiche Infrastruktur umfasst Dienstleistungen, die erforderlich sind, um die wirtschaftlichen, gesundheitlichen, kulturellen und sozialen Standards der Tierhaltung aufrechtzuerhalten. Daher ist ein angemessenes Management der Infrastruktur in der Tierhaltung für den Tierschutz und seine Wirtschaft notwendig. Unter den verschiedenen Technologien zur Verbesserung der Qualität der Infrastruktur ist die nichtthermische Plasmatechnologie (NTP) eine effektiv anwendbare Technologie in verschiedenen Phasen der Tierhaltung. NTP ist hauptsächlich hilfreich bei der Aufrechterhaltung eines besseren Gesundheitszustands von Tieren auf verschiedene Weise durch Dekontamination von Mikroorganismen, die in Luft, Wasser, Nahrung, Instrumenten und Oberflächen von Tierhaltungssystemen vorhanden sind. Darüber hinaus wird NTP bei der Abwasserbehandlung, der Impfstoffherstellung, der Wundheilung bei Tieren, der geruchsfreien Beatmung und der Verpackung von Tierfutter oder tierischen Produkten eingesetzt. Dieser Review fasst die jüngsten Studien zu NTP zusammen, die mit der Infrastruktur in der Tierhaltung in Verbindung gebracht werden können.
Die Tierhaltung, ein Bestandteil der modernen Landwirtschaft, beschäftigt sich mit den Tieren, die für Rohstoffe wie Fleisch, Milch, Eier, Pelz, Leder und Wolle gezüchtet werden. Das Wohlergehen von Tieren in der Tierhaltung hat ethische, wissenschaftliche, politische und ästhetische Komponenten, die für ein besseres Tiermanagement, Wohlergehen, Umgang, Pflege und hohe Produktivität erforderlich sind (1). Die Infrastruktur trägt wesentlich zum Wohlergehen von Tieren bei, was normalerweise mit Managementfragen in Bezug auf Ernährung, Gesundheit, Transport, Aufzucht und Handhabung und andere spezielle invasive Praktiken verbunden ist (2). Infrastruktur bezeichnet die grundlegenden Einrichtungen einer Tierhaltung, die in harte Infrastruktur und weiche Infrastruktur unterteilt werden können. Zur harten Infrastruktur gehören Systeme wie Gebäude, Straßen und Wasserversorgungssysteme. Die weiche Infrastruktur besteht aus kostengünstigen Gesundheits-, Sozial- und Kultureinrichtungen. Daher führt das bessere Management der Infrastruktur in der Tierhaltung zu Wohlbefinden der Tiere und höherem finanziellen Gewinn durch die höhere Produktivität.
Nichtthermisches Plasma (NTP) wurde als potenzieller Ansatz zur Verbesserung der Qualität von Infrastruktursystemen und -einrichtungen identifiziert, einschließlich Gebäude, Medikamente, Nahrung, Belüftung, Wasserversorgung, Instrumente und andere spezielle Managementpraktiken (3–7). NTP ist teilweise ionisierte Materie im gasförmigen Zustand bei niedrigen Temperaturen und Energie wird hauptsächlich in freien Elektronen gespeichert (8). Zur Erzeugung von NTP wurden verschiedene Geräte eingeführt, darunter dielektrische Barrierenentladungen (DBD), atmosphärische Plasmastrahlen, Koronas sowie Oberflächen- und Mikrowellenentladungen für zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen (9). NTP ist umweltfreundlich, frei von Toxizität und erfordert eine niedrige Temperatur. Diese Eigenschaften von NTP gefährden weder Tiere noch Umwelt in der Tierhaltung (10,11). Daher kann NTP als wirksame potenzielle Anwendung zur Verbesserung der Infrastruktur angesehen werden, ohne das Wohlbefinden der Tiere zu beeinträchtigen.
In diesem Review haben wir die bereits bekannten Anwendungen von nicht-thermischem Plasma im Infrastrukturbereich der Tierhaltung im Hinblick auf das Wohlbefinden der Tiere und eine höhere Produktivität zusammengefasst, die für seine wirtschaftlich rentable Funktion notwendig ist. Wir hoben auch die Studien zu den Anwendungen von NTP zur Verbesserung der Infrastruktur in anderen Bereichen hervor und stellten seine Anwendung in der Tierhaltung auf. Allerdings bedarf es noch systematischerer Forschung, um Wissenslücken insbesondere zu NTP und der Infrastruktur der Tierhaltung zu schließen.
Rolle von NTP bei der Biodekontamination zur Schaffung einer gesunden Umgebung für Nutztiere
Das Vorhandensein verschiedener Mikroorganismen wie Bakterien, Biofilme, Pilze, Pilzsporen und Protozoen-Parasiten sowie deren Gene und Metaboliten in der Umwelt erhöht die Gesundheitsrisiken für Nutztiere, indem sie zahlreiche Krankheiten hervorruft und verbreitet (12,13). Daher ist in der Tierhaltung eine Biodekontamination von Oberflächen, Instrumenten und Wasser erforderlich, um eine gesunde Umwelt zu erhalten. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Verfahren eingeführt, darunter Ofen- oder Autoklavensterilisationsverfahren, chemische Sterilisation wie Ethylenoxid-Sterilisation, Gamma-Bestrahlung, Hochdruck-Technik und Mikrowellen-Sterilisation. Die Grenzen dieser Techniken, wie die Möglichkeit, Chemikalien nach der Sterilisation zu verbleiben, die Notwendigkeit komplexer, teurer und hochsicherer Ausrüstung und die Notwendigkeit besonderer Bedingungen für Operationen wurden ebenfalls diskutiert (14,15). Daher wurde NTP von mehreren Forschungsgruppen als wirksame, weniger toxische und kostengünstige Methode zur Biodekontamination vorgeschlagen. Auch wurde nach der NTP-Behandlung keine destruktive Wirkung auf dekontaminierte Oberflächen festgestellt (14, 16, 17). Darüber hinaus kann NTP zur Dekontamination von wärmeempfindlichen Oberflächen und Instrumenten verwendet werden, da es bei Raumtemperatur verwendet wird (18).
Im Allgemeinen zielen die meisten Dekontaminationstechniken auf die Membran einer Zelle ab, da diese ihre inneren Kompartimente von der Umgebung trennt (14). NTP hat allgemeine und spezifische Wirkungen auf die Zelloberfläche lebender Organismen (14,19-21). Neben Zellmembranen (14,22-26) zielt NTP auf DNA (14,24,26,27) und Proteine (14,26,28) ab, um lebende Organismen zu zerstören (Tabelle I).
Artikel von: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6689345/
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