Устройство для сортировки спермы может улучшить успех ЭКО: женщины, подвергающиеся экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО), могут забеременеть за меньшее количество циклов лечения благодаря устройству, которое использует полосу препятствий для выбора самой быстрой и здоровой спермы.

Это новое устройство было создано командой во главе с Эрканом Тузелем, адъюнкт-профессором физики, биомедицинской инженерии и информатики в WPI, и Утканом Демирчи, профессором радиологии и электротехники (любезно) в Стэнфордском университете. Работа финансировалась двумя отдельными, но совместными грантами Национального научного фонда и была опубликована в последнем выпуске Advanced Science, высокоэффективного рецензируемого научного журнала.

Микрожидкостное устройство, которое можно использовать в клиниках, называется SPARTAN, сокращенно от Simple Periodic ARray for Trapping And IsolatioN. Он использует поле трехмерных столбов, которые создают полосу препятствий для плавающих сперматозоидов.

Самые сильные и здоровые сперматозоиды быстрее всего проходят через этот массив, а затем собираются на выходе для использования в процессе ЭКО.Традиционные методы сортировки сперматозоидов, используемые при ЭКО, отбирают сперматозоиды, которые умеют плавать быстрее всех.

Устройство SPARTAN собирает самые быстрые и самые здоровые сперматозоиды, поскольку оно отсеивает сперматозоиды с пороками развития, такими как изогнутые шеи или большие головки, которые могут замедлить их движение.«Благодаря SPARTAN мы получаем сперматозоиды не только с отличной подвижностью, но также с нормальной морфологией и лучшей целостностью ДНК, помогая семьям во всем мире, уменьшая стресс от нескольких процедур ЭКО, при этом потенциально увеличивая количество беременностей». — сказала Тузель. «Это может увеличить шансы пациенток забеременеть».По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, 12 процентов женщин в Соединенных Штатах в возрасте от 15 до 44 лет сталкиваются с проблемами бесплодия.

В той же возрастной группе 7,3 миллиона американских женщин воспользовались услугами по лечению бесплодия. И Национальный институт здоровья сообщает, что одна треть случаев бесплодия вызвана мужскими репродуктивными проблемами, а другая треть вызвана сочетанием мужских и женских репродуктивных проблем или неизвестных причин.

Устройство SPARTAN имеет ширину около 4 миллиметров и длину от 12 до 16 миллиметров. Сперма просто вводится в один конец, а самые быстрые и здоровые собираются на противоположном конце для немедленного использования при экстракорпоральном оплодотворении. Устройство также предотвращает тип повреждения клеток, который может возникнуть при использовании традиционных методов сортировки, например, с использованием центрифуг с высоким усилием.

Поскольку SPARTAN можно использовать в клинике репродуктивной медицины, сперму не нужно замораживать и отправлять в лабораторию для обработки; Процедура сортировки в клинике занимает от 5 до 30 минут.Это новое устройство для сортировки спермы также может означать, что пациенты будут тратить меньше денег на лечение ЭКО, которое обычно стоит около 15000 долларов за цикл, потому что с новой технологией сортировки спермы они смогут забеременеть, не проходя столько циклов лечения.Тузель, который разрабатывает вычислительные модели плавающих организмов на микроуровне, сосредоточил свою часть исследований на моделировании конструкции устройства SPARTAN и использовал алгоритмы и физику жидкости для моделирования человеческой спермы и того, как она движется в такой сложной среде.

Джеймс Кингсли, аспирант WPI, имеющий докторскую степень по физике, работал с Тузель над этим проектом.Команда Демирси из Стэнфорда создала общий дизайн экспериментального устройства на основе теоретических моделей Тузеля, изготовила и протестировала прототипы, а также определила лучшие экспериментальные параметры и среду, в которой сперматозоиды могут проплыть через устройство.«Наш успех стал результатом нашего тесного сотрудничества, объединившего теорию и эксперимент — WPI работала с лабораторией Demirci Lab», — сказал Тузель. «И для физика это очень интересно. Мы собираемся выпустить на рынок продукт, помогающий людям.

Это не всегда происходит в физике в такие короткие сроки, особенно если вы физик-теоретик».Демирчи сказал, что совместная работа позволила исследовательским группам создать новую технологию, которая может оказать реальное влияние на клинику, потенциально ведущую к живорождению.«Сотрудничество между лабораторией Эркана и моей лабораторией бесценно», — добавил он. "WPI представляет собой выдающийся теоретический инструмент, который позволяет нам понять, как микромасштабные объекты, такие как сперма, взаимодействуют с окружающей средой; и мы можем воплотить это ноу-хау в настоящие микрофлюидные устройства, клинически проверить то, что мы разработали, и экспериментально улучшить его. в реальное приложение ".

DxNow, Inc., компания из Гейтерсбурга, штат Мэриленд, которая разрабатывает передовые микрофлюидные технологии и технологии визуализации, в сентябре прошлого года лицензировала патент на SPARTAN от WPI и Стэнфорда. Компания планирует подать заявку на одобрение FDA и рассчитывает выпустить устройство для коммерческого использования в июле 2018 года.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *