IVF boost:Brug af akustiske bølger til at vælge sæd af høj kvalitet

Forskere fra Monash University har kombineret akustiske bølger og væskedynamik for at skabe en ny tilgang til adskillelse af sæd af høj kvalitet i assisteret reproduktion - hvilket åbner nye vinduer for infertile par, der kan få deres egen familie.

Denne hurtige og automatiserede akustoffluidiske proces, udviklet af et team fra Monash University's Department of Mechanical and Aerospace Engineering, kan isolere sædceller med normal hovedmorfologi og høj DNA-integritet fra rå sædprøver.

Enheden kan behandle omkring 140 sædceller i sekundet og vælge mere end 60, 000 sædceller af høj kvalitet på under 50 minutter - et klinisk relevant antal sædceller til at udføre IVF (in vitro fertilisering) og ICSI (intracytoplasmatisk sædinjektion).

Denne livsændrende forskning, offentliggjort i det førende mikrofluidtidsskrift Lab on a Chip, blev ledet af andet års ph.d. studerende Junyang Gai. Arbejdet er blevet overvåget af Dr. Reza Nosrati og professor Adrian Neild - eksperter i mikrofluidik fra Institut for Mekanisk og Rumfartsteknik.

"Tilgangen isolerer sæd fra rå sæd ved at påføre et akustisk felt i en 30° vinkel i forhold til strømningsretningen. De akustiske kræfter leder og skubber sæd af høj kvalitet ud af mainstream, på tværs af mikrokanalen og isolerer dem i et separat udtag, efterlader den generelle population af sæd i råprøven, " sagde fru Gai.

Med anvendelse af SSAW (stående overflade akustiske bølger) ved 19,28 MHz og 1-2W, den akustiske strålingskraft var stor nok til at overvinde modstanden og lede den bevægelige sperm til at svømme hen over mikrokanalens bredde, mens andre sædceller og rester fulgte mainstream-strømmen for at blive opsamlet fra det kasserede udløb.

Dette muliggjorde en kontinuerlig, Høj gennemstrømning, og størrelsesafhængig udvælgelsesproces til isolering af sæd af høj kvalitet.

"Vores resultater viser, at den udvalgte sædpopulation udviser en betydeligt højere procentdel af progressivt bevægelige sædceller (83 procent), end både den oprindelige råprøve (52 procent) og den kasserede subpopulation af sæd (36 procent), " sagde fru Gai.

Resultatet er udvælgelsen af ​​sædceller med over 60 procent forbedring i progressiv motilitet (evnen for sædceller til at bevæge sig uafhængigt), samtidig med at der gives en klinisk relevant prøve til IVF og ICSI. Sperm udvalgt fra denne tilgang viser også en forbedring på næsten 40 procent i DNA-integritet.

Dr. Nosrati siger, at succesraten afhænger af mange forskellige parametre, men i sidste ende, det er ned til kvaliteten af ​​sæd og æg.

"Vores proces sigter mod at udvælge bedre sædceller inden for en hurtigere tidsramme, så forhåbentlig kan dette føre til forbedrede resultater i assisteret reproduktion. Når det er fuldt testet og implementeret, denne metode kunne åbne nye vinduer og muligheder for infertile par til at få en baby, " sagde Dr. Nosrati.

"Vi håber, at med yderligere test, vores akustoffluidiske sædselektionsproces kan give nye muligheder og være til gavn for den assisterede reproduktionsindustri, og hjælpe med at fjerne frygten, angst og negative stereotyper forbundet med infertilitet."

Infertilitetsraten er steget i løbet af de sidste 50 år, med hvert sjette par, der oplever infertilitet. Mandlig infertilitet er ansvarlig for omkring 30 procent af tilfældene, med en kombination af mandlige og kvindelige faktorer, der bidrager til omkring halvdelen af ​​tilfældene, i hele verden.

"Mandlig infertilitet er et globalt reproduktivt problem, og der er udviklet adskillige kliniske tilgange til at tackle det. deres effektivitet er begrænset af de arbejdskrævende og tidskrævende sædselektionsprocedurer, der anvendes, " sagde Dr. Nosrati.

"Spermpræparation eller -selektion er et nøgletrin i assisteret reproduktion, der udføres lige før befrugtning af ægget. Den nuværende kliniske proces involverer flere vaske- og centrifugeringstrin og et manuelt udvælgelsestrin, og tager op til tre timer at gennemføre, som også kan være skadeligt for sæd."

Professor Neild siger, at metoden til sædselektion ikke har ændret sig meget i løbet af de sidste 30 år. udvælgelse af sæd primært baseret på motilitet, og som et resultat, succesraten for assisterede reproduktionscyklusser er steget til omkring 33 procent.

"Vores tilgang tager også sædstørrelse og morfologi i betragtning under udvælgelsesprocessen, ud over sædmotilitet. Med yderligere forskning, forhåbentlig kan vores tilgang forbedre resultaterne af assisteret reproduktion og reducere omkostningerne forbundet med behandlingscyklussen, " sagde professor Neild.

Professor Neild er en verdensekspert i akustofluidik med mange vigtige bidrag til feltet gennem de sidste 15 år. Dr. Nosrati er en pioner inden for mikrofluidik til assisteret reproduktion og har udviklet teknologier til sædselektion og -analyse i løbet af de sidste seks år.