Sædselektion ved mikrofluidisk separation forbedrer embryokvaliteten (SPERM)

Mere end 70 millioner par verden over er infertile, og op til 40 millioner søger aktivt infertilitetspleje. I år 2013 blev der udført i alt 160.521 procedurer med assisteret reproduktionsteknologi (ART) i USA. Isolering af bevægelige og morfologisk normale sædceller er en integreret del af assisteret reproduktion. Traditionel sædbehandling til assisteret reproduktion involverer centrifugering og "svøm op"-teknikker, der anvender en tæthedsgradient til at isolere bevægelig sæd. Denne teknik involverer flere trin af centrifugering (200-1800 g) med kolloide silicapartikler. I denne proces danner sædceller og andet materiale adskilte bånd. Det menes, at denne procedure muliggør eliminering af unormale/immotile sædceller såvel som affald, hvorved bevægelige menneskelige sædceller isoleres. Ikke desto mindre har centrifugeringsprocessen vist sig at inducere DNA-beskadigelse og producere reaktive oxygenarter, og derved potentielt kompromittere sædkvaliteten og efterfølgende laboratorieresultater såsom befrugtningshastighed og embryokvalitet. Øget sæd-DNA-skade er blevet forbundet med dårlige resultater i assisteret reproduktion, herunder lavere befrugtningsrater, nedsat embryoprogression og nedsatte graviditetsrater. Detaljerne i densitetsgradientcentrifugeringsprocessen er ikke reguleret af FDA.

I modsætning hertil har mikrofluidisk-baseret sædsortering evnen til selektivt at isolere meget bevægelige, morfologisk normale sædceller med høj DNA-integritet fra en ubehandlet sædprøve. Mikrofluidisk teknologi isolerer sund sperm ved laminær strømning og skaber gradienter gennem kanaler. Den mikrofluidiske chip, vi planlægger at studere i vores randomiserede kliniske forsøg, bruger pladsbegrænset mikrofluidisk sortering til at udvælge meget bevægelige og morfologisk normale sædceller i et flow og kemikaliefrit design. I modsætning til standarden for tæthedsgradientcentrifugering kræves ingen manipulation af sæd i denne proces. Rå sæd indføres i indstrømningen, og kun bevægelige og morfologisk normale sædceller er i stand til at svømme gennem chippen til udstrømningen, hvor den opsamles til brug.

I sædprøver fra raske mandlige frivillige opdelt i standardbehandling via centrifugering og svømme-op-procedure sammenlignet med mikrofluidisk sædsortering, blev en signifikant højere procentdel af motilitet og lavere hastighed for sæd-DNA-fragmentering påvist med mikrofluidisk sædprøvetagning. Den mikrofluidiske sædsorteringsteknik har således vist sig at være et effektivt og pålideligt middel til sædpræparation sammenlignet med centrifugerings- og svømme-op-proceduren. Mens denne mikrofluidiske chip er blevet brugt klinisk i Mexico, Tyrkiet, Sydafrika, Italien, Grækenland og Schweiz, hvilket resulterer i over 5.000 levendefødte børn, er dens brug i klinisk praksis ikke blevet grundigt undersøgt. Vi sigter mod at sammenligne traditionel præparation og mikrofluidisk sædsortering på assisteret reproduktionsteknologi, herunder oocytbefrugtning og embryokvalitet hos personer med en historie med dårlig embryokvalitet, som vælger at gennemgå en gentagen in vitro-befrugtningscyklus for infertilitet.