Spermaselectie door microfluïdische scheiding verbetert de embryokwaliteit (SPERM)

Meer dan 70 miljoen paren wereldwijd zijn onvruchtbaar en tot 40 miljoen zoeken actief onvruchtbaarheidszorg. In het jaar 2013 werden in de Verenigde Staten in totaal 160.521 geassisteerde voortplantingstechnologie (ART) procedures uitgevoerd. Isolatie van beweeglijk en morfologisch normaal sperma is een integraal onderdeel van geassisteerde voortplanting. Traditionele spermaverwerking voor geassisteerde voortplanting omvat centrifugatie en "zwemmen" -technieken die een dichtheidsgradiënt gebruiken om beweeglijk sperma te isoleren. Deze techniek omvat verschillende centrifugatiestappen (200-1800 g) met colloïdale silicadeeltjes. In dit proces vormen sperma en ander materiaal verschillende banden. Aangenomen wordt dat deze procedure zorgt voor de eliminatie van abnormaal/onbeweeglijk sperma evenals puin, waardoor beweeglijk menselijk sperma wordt geïsoleerd. Desalniettemin is aangetoond dat het centrifugatieproces DNA-schade veroorzaakt en reactieve zuurstofspecies produceert, waardoor de kwaliteit van het sperma en de daaropvolgende laboratoriumuitkomsten zoals bevruchtingssnelheid en embryokwaliteit in gevaar kunnen worden gebracht. Verhoogde sperma-DNA-schade is in verband gebracht met slechte resultaten bij geassisteerde voortplanting, waaronder lagere bevruchtingspercentages, verminderde embryoprogressie en verminderde zwangerschapspercentages. De details van het centrifugatieproces met dichtheidsgradiënt worden niet gereguleerd door de FDA.

Daarentegen heeft microfluïdische spermasortering het vermogen om zeer beweeglijk, morfologisch normaal sperma met een hoge DNA-integriteit selectief te isoleren uit een onverwerkt spermamonster. Microfluïdische technologie isoleert gezond sperma door laminaire stroming, waardoor gradiënten door kanalen worden gecreëerd. De microfluïdische chip die we van plan zijn te bestuderen in onze gerandomiseerde klinische studie maakt gebruik van microfluïdische sortering met beperkte ruimte om zeer beweeglijk en morfologisch normaal sperma te selecteren in een ontwerp zonder stroming en chemicaliën. In tegenstelling tot de standaard van dichtheidsgradiëntcentrifugatie, is bij dit proces geen manipulatie van sperma vereist. Ruw sperma wordt in de instroom gebracht en alleen beweeglijk en morfologisch normaal sperma kan door de chip naar de uitstroom zwemmen waar het wordt verzameld voor gebruik.

In spermamonsters van gezonde mannelijke vrijwilligers, opgesplitst in standaardverwerking via centrifugatie en swim-up-procedure in vergelijking met microfluïdische spermasortering, werd een significant hoger percentage motiliteit en een lagere snelheid van sperma-DNA-fragmentatie gedetecteerd met microfluïdische spermamonsters. De microfluïdische techniek voor het sorteren van sperma heeft dus bewezen een efficiënt en betrouwbaar middel te zijn voor de voorbereiding van sperma in vergelijking met de centrifugatie- en swim-up-procedure. Hoewel deze microfluïdische chip klinisch is gebruikt in Mexico, Turkije, Zuid-Afrika, Italië, Griekenland en Zwitserland, wat heeft geleid tot meer dan 5.000 levendgeborenen, is het gebruik ervan in de klinische praktijk niet grondig bestudeerd. We streven ernaar traditionele voorbereiding en microfluïdische spermasortering te vergelijken met de resultaten van geassisteerde voortplantingstechnologie, waaronder eicelbevruchting en embryokwaliteit bij proefpersonen met een voorgeschiedenis van slechte embryokwaliteit die ervoor kiezen om een ​​herhaalde in-vitrofertilisatiecyclus te ondergaan voor onvruchtbaarheid.