Att undersöka om Harvester® förbättrar spermiernas rörlighet och blastocystanvändning (andelen befruktade ägg som utvecklas till den punkt där de kan överföras) vid IVF-behandlingar.

DETALJERAD BESKRIVNING Vetenskaplig bakgrund och rational Infertilitet drabbar 10-15% av par globalt, med manliga faktorer som bidrar till nästan hälften av fallen. Spermiepreparering är ett kritiskt laboratoriesteg i assisterad reproduktionsteknik (ART) som direkt påverkar kliniska utfall utöver baslinjespermiekvalitet. Densitetsgradientcentrifugering (DGC) och swim-up har varit de dominerande spermieprepareringsteknikerna i decennier, men båda metoderna är arbetsintensiva, kräver flera procedursteg och kan generera variation mellan laboratorier på grund av teknikberoende faktorer.

DNA-fragmentering och spermieval Den kliniska fördelen med moderna spermieseparationstekniker härrör från minskningar i spermie-DNA-fragmentering. Metaanalyser av mikrofluidisk spermieval visar signifikanta förbättringar i DNA-fragmentering (medelskillnad -9,98%, p<0,00001), progressiv rörlighet (medelskillnad +14,50%, p=0,04) och befruktningsfrekvenser (OR 1,22, p=0,04). Kritiskt är att dessa vinster är oberoende av baslinjespermieparametrar, vilket tyder på att valet av prepareringsmetod kan kompensera för dåligt utgångsmaterial – särskilt relevant för populationer med svår oligospermi.

Progressiv rörlighet som en surrogatbiomarkör Progressiv rörlighet fungerar som mer än ett funktionellt mått; den agerar som en surrogat för spermiegenomisk integritet och förutsäger embryots utvecklingsbana. Högrörliga spermier uppvisar pålitligt lägre DNA-fragmentering, överlägsen kromatinorganisation och optimerad mitokondriefunktion. Publicerade bevis visar att högre post-preparering progressiv rörlighet signifikant förbättrar blastocystbildningsfrekvenser i ICSI-cykler (42,7% mot 28,2%, p=0,015), och rörlighet korrelerar nära med befruktning (p=0,012), graviditet (p=0,001) och levande födelsefrekvenser (p=0,001) i IVF.

Svår oligospermi som en distinkt klinisk utmaning Multicenterstudier visar att män med svår oligospermi (<5 miljoner/mL) möter 12-15% lägre befruktning och 18-22% lägre blastocystbildningsfrekvenser, även efter justering för kvinnlig ålder och andra variabler. Deras spermier uppvisar också sämre DNA-fragmentering och kromatinkvalitet, vilket skapar ett distinkt patofysiologiskt tillstånd som kan få differentiell nytta av avancerade spermievalsteknologier.

Studiedesign och metodologi Studiearkitektur Detta är en prospektiv, multicenter, randomiserad (1:1), parallellarmad, icke-underlägeshetsstudie med PGT-A laboratorieblindning. Studien jämför SwimCount Harvester mikrofluidisk spermieprepareringsenhet med varje sites dominerande standardvårdsmetod över 15-25 högvolym IVF-centra. Sites där DGC eller swim-up utgör ≥90% av standardpraxis kommer att utgöra primäranalyskohorten; sites som redan använder mikrofluidiska enheter som standardvård kommer att analyseras explorativt för att fånga verklighetsbaserad mångfald.

Enhetsbeskrivning och mekanism SwimCount Harvester (MotilityCount ApS, Köpenhamn, Danmark) är en FDA 510(k)-godkänd (K241348, januari 2025) och CE-märkt (EU MDR 2017/745) klass II medicinteknisk produkt för spermiepreparering i assisterad reproduktion. Enheten använder mikroskalig, membranmedierad rörlighetsselektion: rörliga spermier passerar ett mikroporöst hinder från provreservoaren till ett skördefack under 30-60 minuters inkubation vid 37°C. Denna passiva selektionsprocess isolerar spermier med högre progressiv rörlighet och lägre DNA-fragmentering utan den mekaniska stressen från centrifugering. Tillgänglig i 1 mL och 3 mL kassetter är enheten engångsanvändning och kräver minimal teknisk utbildning (1-2 timmar).

Randomisering och allokering Deltagare randomiseras på dagen för ägginsamling efter bekräftad behörighet och pre-preparering spermiemätning (volym, koncentration, progressiv rörlighet). Randomisering använder permuterade variabelstorleksblock inom site, med 1:1 allokering till Harvester eller sites standardvård. Allokeringsdöljning upprätthålls via Sealed Envelope elektroniskt system (ISO/IEC 27001 certifierat, 21 CFR Part 11 kompatibelt), som avslöjar endast nästa tilldelning vid randomiseringstillfället.

Det elektroniska datainsamlingssystemet (EDC) grindar randomisering baserat på realtidsbehörighetsverifiering: spermevolym ≥1mL, koncentration ≥1 miljon/mL, progressiv rörlighet ≥10% och signerat informerat samtycke arkiverat. Om något kriterium inte uppfylls släpps inte randomiseringen och cykeln registreras som ett screeningsmisslyckande.

Blinderingsstrategi Embryologer som utför spermiepreparering kan inte bli blindade på grund av de synliga skillnaderna mellan enheter och metoder. Emellertid är kritiska utfallsvärderingar skyddade från bias: alla PGT-A-analyser utförs av ett enda referenslaboratorium (NOVA Genomics, Provo, UT) blindat för behandlingsarmstilldelning. Embryogradering utförs av site-embryologer enligt deras etablerade standardoperativa procedurer utan central gradering, vilket bevarar verklighetsbaserad extern validitet. Det blindade PGT-A-laboratoriet rapporterar euploidi, aneuploidi och mosaikstatus med standardiserade kriterier.

Siteval och metoddistribution Sites måste utföra ≥200 IVF-cykler med PGT-A årligen och upprätthålla en dominerande spermieprepareringsmetod i ≥90% av fallen. Måldistribuering: 70% av sites använder DGC/swim-up som standardvård (primäranalyskohort) och upp till 30% använder mikrofluidiska enheter som standardvård (explorativ kohort). En patientviktsskyddssäkring säkerställer att ≥75% av kontrollarmspatienter prepareras med DGC/swim-up för att behålla statistisk styrka för den primära jämförelsen. Kvartalsvis övervakning granskar metoddistribution; om mikrofluidisk standardvård-inkludering överstiger 25% av kontrollpatienter, kommer en blindad styrkevärdering (med observerade baslinjefrekvenser utan behandlingseffektavblindning) att avgöra om inkluderingsrestriktioner behövs.

Laboratoriestandardisering

För att minimera variation mellan sites måste varje deltagande site:

• Använda samma kulturmedieformulering över alla inkluderade patienter oavsett randomiseringsarm
• Använda samma spermieräkningsmetod (manuell vs CASA) och kammartyp över alla inkluderade patienter
• Använda samma räkningsmetod och timing för både pre- och post-preparering progressiva rörlighetsvärderingar
• Upprätthålla dessa metoder oförändrade under hela studieperioden Temperaturhantering skiljer sig av design för att återspegla verklighetsbaserad praxis: Harvesterarmen följer enhetens användningsinstruktioner (37°C inkubation), medan standardvårdsarmen följer varje sites validerade standardoperativa procedur. Dessa skillnader anses inte vara protokollavvikelser.

Datainsamling och hantering Strömlinjeformad datainsamling För att minimera sitebelastning samtidigt som högkvalitativa data fångas, använder protokollet ett minimalt fallrapportformulär (CRF) som kräver <2 minuter per cykel för essentiella fält: patient-ID, siteidentifierare, behandlingsarm, 2PN-räkning, användbara blastocysträkning, pre-preparering progressiv rörlighet och post-preparering progressiv rörlighet. Valfria metadata (blastocystutvecklingsdag, Gardner-grad, DNA-fragmentering, morfologi) samlas in när tillgängliga men försenar inte inkludering.

Teknologiintegration Där tillgängligt integrerar Alife Healths Embryo Assist-programvara sömlöst med befintlig mikroskophårdvara, vilket tillåter embryologer att fånga embryobilder och mata in data på en centraliserad plats utan arbetsflödesstörning. Sites utan Embryo Assist-installation kan fortsätta med det minimala CRF:et ensamt; bildfångst är valfritt och kommer inte att försena inkludering. Denna ingen-stall implementeringsstrategi säkerställer att teknologiadoption inte hindrar rekryteringstidslinjer.

Enhetsspårning och kvalitetssäkring Alla SwimCount Harvester-kassetter spåras via lotnummerdokumentation i CRF för att säkerställa spårbarhet och stödja kvalitetssäkring. Enheter tillhandahålls in-kind av sponsorn (MotilityCount ApS) utan monetär kompensation till sites eller utredare. Enhetsbrister (t.ex. membranblockering, som inträffar i <1% av användningar enligt tillverkardata) dokumenteras som adversa händelser och rapporteras till sponsorn och FDA som krävs.

Slutpunktsdefinitioner Den primära slutpunkten – blastocystanvändningsfrekvens – beräknas som antalet användbara blastocyster dividerat med antalet normalt befruktade ägg (2PN) på patientnivå. Eftersom alla cykler i denna studie genomgår PGT-A, operationaliseras "användbara blastocyster" som blastocyster biopsierade för genetisk testning per klinikstandardoperativa procedurer. Denna definition säkerställer konsistens över sites samtidigt som den återspeglar det kliniska beslutet att biopsiera ett embryo bedömt lämpligt för potentiell användning.

Den sekundära nyckelslutpunkten – sannolikhet för minst ett euploidt embryo per insamling – är ett binärt (ja/nej) utfall baserat på PGT-A-resultat från det blindade centrallaboratoriet. Detta patientcentrerade mått bedömer direkt om interventionen ökar sannolikheten för att ha ett överförbart euploidt embryo.

Progressiv rörlighet sammanfattas deskriptivt (pre- och post-preparering, med förändringspoäng) som ett stödjande laboratoriemått utan hypotesprövning. Ytterligare explorativa slutpunkter inkluderar räkningar och proportioner av euploida vs aneuploida embryon, risk för att ha noll användbara blastocyster per cykel och valfria DNA-fragmenterings- och morfologivärderingar.

Statistisk analysmetod Primär estimand och beslutssregel Den primära estimanden är riskdifferensen i blastocystanvändningsfrekvens (Harvester minus standardvård) på patientnivå i indexcykeln, analyserad i intention-to-treat-populationen (alla randomiserade patienter). Analysen använder en site-stratifierad Mantel-Haenszel riskdifferens med ett tvåsidigt 95% konfidensintervall. Icke-underlägeshet dras slutsats om om den nedre konfidensgränsen överstiger -2,0 procentenheter. Om icke-underlägeshet uppfylls kan överlägsenhet rapporteras när den nedre konfidensgränsen överstiger noll; detta överlägsenhetsuttalande är stödjande och ändrar inte den primära slutsatsen.

Icke-underlägeshetsmarginalmotivering

Den -2,0 procentenheter icke-underlägeshetsmarginal för blastocystanvändning valdes baserat på:

1. Klinisk relevans: marginalen motsvarar ungefär 10-15% av typisk inter-site naturlig variation observerad i site-revisioner (observerat intervall: 12-18 procentenheter över högkvalitativa IVF-centra)
2. Bevaring av standardvårdsprestanda: marginalen bevarar ≥90% av kontrollarmsprestanda
3. Regulatorisk vägledning: marginalen överensstämmer med ICH E10-principer för icke-underlägeshetsstudiedesign
4. Patientpåverkan: kartläggning av marginalen till patientcentrerade utfall (t.ex. sannolikhet för ≥1 euploidt embryo) visar en förväntad absolut påverkan ≤3 procentenheter, vilket är kliniskt försumbart Stickprovsstorlek och styrka Med 800 patienter per arm över ≥15 sites har studien ≥80% styrka att demonstrera icke-underlägeshet vid -2,0 procentenheter marginal när den sanna skillnaden är mellan 0 och +5 procentenheter och standardvårdens blastocystanvändningsfrekvens är ungefär 50%. Om den sanna skillnaden är +7 procentenheter (50% till 57%), har studien ungefär 80% styrka att demonstrera överlägsenhet vid tvåsidigt alfa=0,05.

För den sekundära nyckelslutpunkten (≥1 euploidt embryo per insamling), antagande en baslinjefrekvens på 45% i standardvårdsarmen, ger 800 patienter per arm ungefär 80% styrka att demonstrera icke-underlägeshet vid en -2,5 procentenheter marginal när den sanna skillnaden är mellan 0 och +5 procentenheter.

Mantel-Haenszel stratifierad analys tar hänsyn till site-nivåklustring genom att stratifiera på site. Styrkeberäkningar antar en låg intraklasskorrelationskoefficient (ICC=0,03) baserat på observerad inter-site homogenitet i samtida PGT-A frysa-all-protokoll över deltagande centra. Baslinjefrekvenser (50% blastocystanvändning, 45% sannolikhet för ≥1 euploidt embryo) validerades mot förstudiesiterevisioner och samtida multicenter observationsdata.

Hantering av saknade data och nollbefruktning För den primära slutpunkten, om både täljare (användbara blastocyster) och nämnare (2PN) saknas, sätts blastocystanvändning konservativt till 0%. Känslighetsanalyser inkluderar: (i) komplett-fallanalys och (ii) exkludering av cykler med saknad blastocystanvändningsdata.

För cykler med nollbefruktning (2PN=0) sätts blastocystanvändning till 0% i den primära intention-to-treat-analysen, vilket återspeglar behandlingsmisslyckande. En känslighetsanalys exkluderar nollbefruktningscykler för att bedöma robusthet.

För den sekundära nyckelslutpunkten, om euploidistatus saknas, behandlas patienten konservativt som att ha inget euploidt embryo; en komplett-fall känslighetsanalys kommer rapporteras.

Om antingen pre- eller post-preparering progressiv rörlighet saknas, saknas förändringspoängen och den patienten exkluderas från progressiva rörlighetssammanfattningar (endast komplett-fall).

Kvalitetsstandarder riktar sig till ≤5% patientnivå saknad för primära slutpunkter och ≤10% för sekundära slutpunkter.

Multiplicitetskontroll Det finns en primär slutpunkt (blastocystanvändningsfrekvens) med ett enda icke-underlägeshetstest; ingen multiplicitetsjustering krävs. Den sekundära nyckelslutpunkten (≥1 euploidt embryo) analyseras inferentiellt men påverkar inte den primära slutsatsen; resultat tolkas som stödjande bevis. Alla andra sekundära och explorativa slutpunkter analyseras utan justering för multipla jämförelser, med resultat tolkas som explorativa och hypotesgenererande.

Subgruppsanalyser

Förspecifierade subgruppsanalyser inkluderar:

1. Avancerad moderlig ålder (≥40 år): förväntad n=320 patienter (20% av kohorten)
2. Svår oligospermi (<5 miljoner/mL): analyserad explorativt baserat på bevis att denna population upplever signifikant komprometterade ICSI-utfall trots kringgång av naturliga selektionsbarriärer, vilket tyder på att avancerad spermieval kan ge oproportionell nytta
3. Standardprepareringsmetod: DGC vs swim-up inom konventionella standardvårdssites (primäranalys); mikrofluidiska standardvårdssites analyseras separat (explorativ) Subgruppseffekter kommer rapporteras med 95% konfidensintervall när N≥100 per arm inom subgruppen; annars kommer resultat vara endast deskriptiva. Inga interaktions-p-värden kommer beräknas för att undvika falsk-positiva fynd i underdimensionerade jämförelser.

Interimövervakning Det kommer inte finnas någon formell interim effektivitets- eller meningslöshetsanalys. En enda interimgranskning vid ungefär 50% av planerad information (definierad som punkten när både 2PN och blastocystanvändningsdata är tillgängliga för 50% av målcykler) kommer bedöma säkerhet, datakvalitet och operationell framgång endast, utan behandlingseffektavblindning.

Protokollkomplexitet och arbetsflödeseffektivitetsanalys

Utöver kliniska slutpunkter inkluderar studien en unik protokollkomplexitetsanalys för att informera verklighetsbaserade implementeringsbeslut. Det oberoende studieteamet kommer granska alla inlämnade site-standardvårdsprotokoll och SwimCount Harvester Användningsinstruktioner för att bedöma:

• Antal procedursteg krävda
• Utrustnings- och förbrukningskrav
• Tekniska skicklighetskrav och utbildningsbelastning
• Protokollstandardiseringspotential över sites Metodspecifika sammanfattningar för DGC, swim-up och mikrofluidiska metoder kommer stödja laboratorieadoptionsbeslut. Ingen site-nivå tidsdata kommer samlas; analysen baseras enbart på protokolldokument inlämnade vid studieinitiering. Detta tillvägagångssätt adresserar direkt laboratoriedirektörers primära bekymmer angående implementeringsgenomförbarhet utan att lägga till sitebelastning.

Säkerhetsövervakning SwimCount Harvester är en FDA 510(k)-godkänd och CE-märkt medicinteknisk produkt med en etablerad säkerhetsprofil. Studien involverar inga invasiva procedurer utöver rutinmässig IVF-spermiepreparering, vilket begränsar fysiska risker till de inneboende i standard DGC eller swim-up-metoder (t.ex. mindre exponering för centrifugeringsmedia). Inga ytterligare fysiska faror introduceras av den mikrofluidiska Harvester-enheten.

Adversa händelser och enhetsbrister kommer dokumenteras och rapporteras per standard kliniska studier procedurer till IRB och sponsor. Allvarliga adversa händelser (SAEs) – definierade som varje händelse som kräver medicinsk intervention utöver rutinmässig IVF-vård – kommer rapporteras inom 24 timmar till IRB och sponsor, med icke-allvarliga AEs rapporterade vid rutinövervakningsintervall. Enhetsrelaterade AEs inkluderar varje enhetsfel som kräver användning av en reservprepareringsmetod.

Givet enhetens godkända status och etablerade säkerhetsprofil, krävs ingen oberoende Data och Safety Monitoring Board. En oberoende monitor kommer granska säkerhetsdata vid interimgranskningspunkten för att avgöra om oförutsedda frågor motiverar studiemodifiering eller stopp, även om inga förväntas givet enhetens lågriskklassificering.

Regulatoriska och etiska överväganden Informerat samtycke Informerat samtycke erhålls från båda partner minst 24 timmar före ägginsamling för att tillåta adekvat tid för övervägande och frågor. Randomisering sker på insamlingsdagen efter bekräftelse av fortsatt deltagande och verifiering av behörighetskriterier. Deltagare kan dra sig tillbaka när som helst utan att påverka deras kliniska vård.

Intressekonflikter Denna studie sponsras av MotilityCount ApS, tillverkaren av SwimCount Harvester-enheten. Sponsorn tillhandahåller in-kind-stöd genom donation av studieenheter (1 mL och 3 mL kassetter) och utbildning för deltagande sites, värderat till ungefär $50 000 baserat på siteprojektioner. Ingen monetär kompensation, finansiella incitament, betalningar eller aktieintressen tillhandahålls till huvudutredare, sitepersonal eller deltagare.

Datahantering och randomisering tillhandahålls av Sealed Envelope Ltd., en kontrakterad serviceleverantör utan finansiellt intresse i studieutfall. Statistisk analys utförs oberoende av en studiestatistiker utan finansiellt förhållande med MotilityCount ApS. Det centrala PGT-A-laboratoriet (NOVA Genomics) har ingen kunskap om behandlingsarmstilldelningar och inget finansiellt intresse i studieutfall.

IRB-granskning och GCP-efterlevnad Studien kommer granskas av en Central IRB (WCG Clinical) med deltagande sites som opererar under förlitaravtal där tillåtet av institutionell policy. Den ledande huvudutredaren innehar nuvarande CITI GCP (FDA Devices) och CITI Biomedical/Behavioral Investigator och Social & Behavioral Research-certifieringar och är ensam ansvarig för att säkerställa GCP-efterlevnad över alla sites. Sitepersonal kommer få studispecifik GCP-utbildning via en 30-60 minuters virtuell session genomförd av ledande PI eller utsedd, täckande protokollföljsamhet, informerat samtycke, advers händelserapportering, dataintegritet och delegering. Ingen oberoende CITI-certifiering krävs för sitepersonal; mötesdokumentation och bekräftelseformulär signerade post-session bekräftar förståelse.

Datasekretess och skydd Data är avidentifierade och hanterade i enlighet med HIPAA (U.S. sites) och GDPR (EU sites). EDC-systemet (Sealed Envelope Red Pill) är 21 CFR Part 11 kompatibelt och GCP-validerat. Gränsöverskridande dataöverföringar kommer använda standardkontraktsklausuler eller motsvarande skyddsåtgärder där tillämpligt.

Med deltagares samtycke kan avidentifierade data behållas i en sponsorhanterad forskningsdatabas i upp till 15 år och användas för framtida IRB/EC-godkända studier relaterade till assisterad reproduktion, laboratoriearbetsflöde och embryobedömningsmetoder. Extern åtkomst (akademisk eller kommersiell) kommer kräva ett Dataanvändningsavtal och godkännande av studie Data Access Committee. Deltagare kan dra tillbaka samtycke för framtida användning när som helst före avidentifiering.

Sekundära och explorativa analyser

Studiedatasetet kan göras tillgängligt för förspecifierade sekundära analyser efter slutförande av primärstudien och publicering av primära resultat. Förväntade sekundära analyser inkluderar:

1. AI-algoritmvalidering: Analys av embryomorfologidata fångad via Embryo Assist för att validera AI-baserade prediktionsmodeller för embryo euploidi, i samarbete med Alife Health. Denna analys kommer korrelera morfologibedömningar, time-lapse-parametrar och euploidiutfall för att förbättra prediktiva algoritmer för embryoutvecklingspotential och genetisk kompetens.
2. Subgrupps- och metodspecifika analyser: Ytterligare analyser av arbetsflödeseffektivitet efter patientsubgrupper, korrelationsanalyser mellan spermieparametrar och nedströms embryo-utfall och prepareringsmetodspecifika effektivitetsanalyser.
3. Metaanalysbidrag: Anonymiserad individuell patientdata kan bidras till systematiska översikter och metaanalyser som undersöker spermieprepareringstekniker i ART för att förbättra evidenssyntes.

Alla sekundära analyser kommer använda helt anonymiserade dataset med patientidentifierare borttagna per HIPAA Safe Harbor-standarder. Sekundära analyser kräver separat IRB-godkännande eller undantagsbestämning före initiering. AI-algoritmutveckling kommer följa institutionella AI-styrningspolicyer och FDA-vägledning om AI/ML i medicintekniska produkter.

Studietidslinje

• Månad 0-1: Site-kvalificering, val, kontraktering; Sealed Envelope EDC/randomiseringssysteminställning; Embryo Assist-programvaruförberedelse
• Månad 2: Site-utbildning, IRB-godkännanden, Embryo Assist-installation och validering
• Månad 3-16: Patientinkludering (mål: 115 patienter/månad över alla sites)
• Månad 17: Databaslåsning och preliminär analys
• Månad 18: Komplett statistisk analys och kvalitetskontroller
• Månad 19: Slutlig statistisk rapport
• Månad 20: Manuskriptförberedelse och konferensabstracts Total inkluderingsperiod: 14 månader (Månad 3-16). Förväntad påverkan Denna studie adresserar ett kritiskt evidensgap i reproduktionsmedicin genom att tillhandahålla den första adekvat dimensionerade, multicenter randomiserade kontrollerade studien för att avgöra om avancerad mikrofluidisk spermiepreparering översätts till meningsfulla förbättringar i kliniska IVF-utfall. Befintliga studier är begränsade av små stickprovsstorlekar, enkelsitedesigner och inkonsekventa jämförelsearmar, med en slående brist på metodspecifika analyser eller styrka för subgruppsutforskning.

En förväntad vinst på 7,0 procentenheter i blastocystanvändning skulle kunna minska antalet IVF-cykler behövda per levande födelse, vilket framskrider vård för miljoner par påverkade av manlig faktor infertilitet. Progressiva rörlighetsförbättringar (förväntad +7,5 procentenheter) kommer bedömas som stödjande laboratoriemått på spermiekvalitetsförbättring.

Genom att kombinera rigorös klinisk slutpunktsbedömning med praktisk arbetsflödesanalys kommer denna studie att bemyndiga ART-laboratorier med högkvalitativ evidens för spermieprepareringsmetodsval, vilket stödjer precisionsmedicinska tillvägagångssätt i reproduktionsvård.