Automatisierung der Gametenvorbereitung, der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI), der Embryokultur und der Vitrifikation

Patienten, die an Unfruchtbarkeit leiden, können eine Behandlung zur assistierten Empfängnis in Anspruch nehmen. In einem vollständigen Behandlungszyklus werden die Spermien und Eizellen (Gameten) der Wunscheltern von qualifiziertem Laborpersonal (Embryologen) betreut, das sich auf manuelle Laborprozesse verlässt, um eine Befruchtung zu erreichen. Die am häufigsten eingesetzte Methode zur Befruchtung ist die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI), eine Behandlung, bei der eine einzelne Samenzelle direkt in eine Eizelle injiziert wird. Die so gewonnenen Embryonen werden dann mehrere Tage lang in einer geeigneten Umgebung (Inkubator) aufbewahrt, bevor entschieden wird, ob sie sofort zum Versuch einer Schwangerschaft verwendet werden können (Embryotransfer) oder zur Vorbereitung einer zukünftigen Behandlung eingefroren werden sollen (Kryokonservierung). .

Die Laborschritte, die zur Durchführung einer vollständigen assistierten Empfängnisbehandlung erforderlich sind (von der Spermien- und Eizellentnahme über die Befruchtung bis hin zum Embryotransfer und/oder der Kryokonservierung), sind oft manuell und zeitaufwändig und daher hängt der Erfolg der Behandlung stark davon ab Die Fähigkeiten einzelner Mitarbeiter und die Ergebnisse können durch Müdigkeit, Stress und Arbeitsbelastung beeinträchtigt werden.

Die Kombination von Robotik und künstlicher Intelligenz (KI) hat das Potenzial, das Fruchtbarkeitslabor zu verbessern und zu standardisieren, eine solche Integration wurde jedoch nicht routinemäßig erreicht. Andere medizinische Bereiche wie die regenerative Medizin profitieren seit langem von der Implementierung robotischer Lösungen; Allerdings muss die moderne Automatisierung erst noch Einzug in das Fruchtbarkeitslabor halten.

Das Ziel von Conceivable Life Sciences (dem Studiensponsor) ist die Bereitstellung einer Reihe von Lösungen, die zusammen einen völlig autonomen ICSI-Zyklus ermöglichen (von der Spermien-/Eizellenvorbereitung über die Spermieninjektion bis hin zur Embryokultur und Kryokonservierung). um die Kosten zu senken, das Laborpersonal zu unterstützen und möglicherweise die Ergebnisse zu verbessern. Der Zweck dieser Studie besteht darin, einen Kernaspekt dieses Projekts zu liefern: die digitale Steuerung und individuelle Automatisierung aller wichtigen Schritte eines vollständigen Laborarbeitsablaufs. Die in dieser Studie generierten Daten werden die zukünftige Entwicklung dieser automatisierten Systeme unterstützen.

Für diese Studie können Patienten rekrutiert werden, die sich einer ICSI-Behandlung unterziehen. Ihre Gameten (Spermien und/oder Eier) können auf zwei Gruppen (Test und Kontrolle) verteilt werden und einem oder mehreren Elementen eines automatisierten, vollständig unterstützten Empfängnis-Workflows (für die Testgruppe) oder eines standardmäßigen assistierten Empfängnis-Workflows (für die Kontrollgruppe) unterzogen werden ). Die robotergestützte Automatisierung kann einen der folgenden Schritte umfassen: robotergestützte Spermienvorbereitung, robotergestützte Eizellenauswahl und -entblößung, robotergestützte Spermieninjektion, automatisierte Embryonenkultur und automatisierte Kryokonservierung. Die resultierenden Embryonen können für den Embryotransfer verwendet werden.

Die Haupthypothese dieser Studie besteht darin, dass der Einsatz von Roboterassistenten als Teil eines vollständig assistierten Empfängniszyklus die Arbeitsabläufe im Labor verbessern kann, ohne die Erfolgsraten der Behandlung zu verringern.