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聲波分離高品質精子以提高 IVF 成功率

聲波分離高品質精子以提高 IVF 成功率
  • 研究人員開發了一種基於流體動力學的聲波系統,用於在體外受精中分離高品質的精子。 

  • 此系統篩選出具有正常頭部形態和高 DNA 完整性的精子,從而選擇出具有改善活力的精子。 

  • 這個過程可以使使用體外受精進行生殖的人們受益匪淺。 

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上:

莫納什大學的研究人員將聲波和流體動力學結合起來,創造了一種在輔助生殖中分離高品質精子的新方法,為不孕夫婦擁有自己的家庭打開了新的窗口。

這種快速、自動化的聲流體過程由莫納什大學機械與航空航天工程系的一個團隊開發,可以從原始精液樣本中分離出具有正常頭部形態和高 DNA 完整性的精子。

該設備每秒可處理約 140 個精子,並在 50 分鐘內選擇超過 60,000 個高品質精子,這是執行 IVF(體外受精)和 ICSI(胞漿內單一精子注射)的臨床相關精子數量。

這項改變生活的研究由二年級博士生蓋俊陽女士領導,發表在領先的微流控期刊《晶片實驗室》上。 這項工作由機械和航空航天工程系的微流體專家 Reza Nosrati 博士和 Adrian Neild 教授監督。

「該方法透過施加與流動方向成30° 角的聲場,將精子與原始精液分離。聲波力引導高品質精子並將其推出主流,穿過微通道,並將它們隔離在單獨的出口中,留下原始樣本中精子的總體數量,」蓋女士說。

透過施加19.28 MHz和1-2W的SSAW(駐表面聲波),聲輻射力足夠大,可以克服阻力並引導活動精子遊過微通道寬度,而其他精子和碎片則跟隨主流從廢棄出口收集的流量。

這使得能夠進行連續、高通量且依賴大小的選擇過程來分離高品質精子。

「我們的結果表明,與最初的原始樣本(52%)和丟棄的精子亞群(36%)相比,選定的精子群體表現出明顯更高的漸進活動精子百分比(83%),」蓋女士說。

結果是選擇的精子的漸進運動性(精子獨立運動的能力)提高了 60% 以上,同時為 IVF 和 ICSI 提供了臨床相關樣本。 透過這種方法選擇的精子的 DNA 完整性也提高了近 40%。

諾斯拉蒂博士說,成功率取決於許多不同的參數,但最終取決於精子和卵子的品質。

「我們的過程旨在在更快的時間內選擇更好的精子,因此希望這能夠改善輔助生殖的結果。經過充分測試和實施後,這種方法可以為不孕夫婦生育孩子打開新的窗口和機會,」博士說諾斯拉蒂說。

“我們希望透過進一步的測試,我們的聲流控精子選擇過程能夠提供新的機會,為輔助生殖行業帶來好處,並幫助消除與不孕症相關的恐懼、焦慮和負面刻板印象。”

過去 50 年來,不孕率不斷上升,六分之一的夫婦患有不孕症。 全球約 30% 的病例是由男性不孕症引起的,其中約一半的病例是由男性和女性因素共同造成的。

諾斯拉蒂博士說:「男性不孕症是一個全球性的生殖問題,已經開發出幾種臨床方法來解決這個問題。然而,它們的有效性受到所使用的勞動密集且耗時的精子選擇程序的限制。”

「精子準備或選擇是在卵子受精之前進行輔助生殖的關鍵步驟。

目前的臨床過程涉及多個洗滌和離心步驟以及手動選擇步驟,需要長達三個小時才能完成,這也可能對精子有害。”

尼爾德教授表示,過去30年來,精子選擇的方法沒有太大變化,主要根據活力來選擇精子,因此輔助生殖週期的成功率一直穩定在33%左右。

「除了精子活力之外,我們的方法還在選擇過程中考慮了精子的大小和形態。透過進一步的研究,希望我們的方法能夠改善輔助生殖的結果並降低與治療週期相關的成本,」尼爾德教授說。

該研究發表在《微流控雜誌》上 晶片實驗室 2020 年 10 月。 



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