Nachrichten | Chip wählt bewegliche Spermien aus und könnte die Misserfolgsraten der IVF senken
Bei einer natürlichen Empfängnis erreichen letztlich nur wenige Hundert von etwa 100 Millionen Spermien den Eileiter zur Befruchtung. In der assistierten Reproduktion ist die Auswahl gesunder Spermien, die gut, geradlinig und schnell schwimmen, entscheidend für den Erfolg.
Forschende am College of Engineering and Computer Science der Florida Atlantic University entwickelten einen neuen mikrofluidischen Chip auf Grundlage der Rheotaxis von Spermien. Er wählt innerhalb einer Stunde in einem einzigen Schritt hochwertige Spermien aus und kostet in der Herstellung weniger als $5. Im Vergleich zu gängigen Zentrifugationsmethoden ist er schneller, präziser und schonender und könnte die klinischen Kosten für die intrauterine Insemination, die In-vitro-Fertilisation (IVF) und die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) deutlich senken.
Können Spermien gegen die Strömung schwimmen? Der Chip bildet einen physiologischen Mechanismus nach
Studienleiter Dr. Waseem Asghar, außerordentlicher Professor für Elektrotechnik an der Florida Atlantic University, erklärt, dass die Technologie von der **Rheotaxis inspiriert wurde – einem natürlichen Verhalten von Spermien, bei dem sich die beweglichsten Spermien instinktiv gegen den Fluss des Zervixschleims im weiblichen Fortpflanzungstrakt bewegen**, um die Eizelle zu erreichen. Dies ist ein natürlicher Selektionsmechanismus.
Das Team entwickelte einen Chip mit vier zylindrischen Kammern und mehreren Mikrokanälen. Nach dem Einbringen der Samenprobe über den Probeneinlass schwimmen gesunde Spermien gegen die Strömung in eine Sammelkammer, während abgestorbene oder anomale Spermien in eine Abfallkammer geleitet werden. Das Design reduziert während der Auswahl die Kontamination, DNA-Fragmentierung und oxidative Schäden erheblich.
„Unser Chip hat eine einfache Struktur, ist leicht zu bedienen und kann mit nahezu keiner Schulung eingesetzt werden“, sagt Asghar. „Der gesamte Prozess dauert nur etwa eine Stunde und ist damit deutlich schneller als die derzeitigen Zentrifugationsmethoden, die 2 Stunden oder länger benötigen.“
Ergebnisse: Spermienbeweglichkeit von nahezu 100% und deutlich weniger DNA-Fragmentierung
Die in The Analyst von der Royal Society of Chemistry veröffentlichte Studie ergab, dass die mit dem Chip ausgewählten Spermien folgende Merkmale aufwiesen:
Eine Beweglichkeit von nahezu 100%;
Einen höheren Anteil normaler Morphologie;
Deutlich weniger DNA-Fragmentierung, wodurch sich die Befruchtungsraten erheblich verbesserten;
Ausreichende Zellzahlen für die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI).
Die Scherbelastung im Chip bildet zudem physiologische Strömungsbedingungen nach und trennt die Spermien schonend, ohne ihre strukturelle Integrität zu beschädigen.
Dr. Stella Batalama, Dekanin des College of Engineering and Computer Science der Florida Atlantic University, sagte: „Diese Forschung befasst sich mit den Schäden, die herkömmliche Zentrifugation bei Spermien verursachen kann, und bietet eine kostengünstige, effiziente Selektionsplattform für die assistierte Reproduktion der Zukunft.“
Weltweite Unfruchtbarkeit bekämpfen und gleichzeitig die Kosten für Patientinnen und Patienten senken
Laut den U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) haben etwa 15% der US-amerikanischen Paare Schwierigkeiten, schwanger zu werden; weltweit betrifft dies ungefähr 48.5 Millionen Paare. Die durchschnittlichen Gesamtkosten einer Behandlung der assistierten Reproduktion liegen bei etwa $40,000 bis $60,000, und Patientinnen und Patienten zahlen bis zu 85% aus eigener Tasche.
Asghar sagte: „Der von uns entwickelte mikrofluidische Chip kann den Erfolg reproduktionsmedizinischer Technologien deutlich verbessern und zugleich Patientinnen und Patienten helfen, hohe Behandlungskosten zu senken.“
Der Chip ist kostengünstig herzustellen, leicht zu bedienen und für viele Laboratorien und Kliniken geeignet, wodurch er ein erhebliches kommerzielles und klinisches Potenzial besitzt.
Nachrichten | Chip wählt bewegliche Spermien aus und kann die IVF-Versagensrate senken
Nachrichten | Chip wählt bewegliche Spermien aus und könnte die Misserfolgsraten der IVF senken
Bei einer natürlichen Empfängnis erreichen letztlich nur wenige Hundert von etwa 100 Millionen Spermien den Eileiter zur Befruchtung. In der assistierten Reproduktion ist die Auswahl gesunder Spermien, die gut, geradlinig und schnell schwimmen, entscheidend für den Erfolg.
Forschende am College of Engineering and Computer Science der Florida Atlantic University entwickelten einen neuen mikrofluidischen Chip auf Grundlage der Rheotaxis von Spermien. Er wählt innerhalb einer Stunde in einem einzigen Schritt hochwertige Spermien aus und kostet in der Herstellung weniger als $5. Im Vergleich zu gängigen Zentrifugationsmethoden ist er schneller, präziser und schonender und könnte die klinischen Kosten für die intrauterine Insemination, die In-vitro-Fertilisation (IVF) und die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) deutlich senken.
Können Spermien gegen die Strömung schwimmen? Der Chip bildet einen physiologischen Mechanismus nach
Studienleiter Dr. Waseem Asghar, außerordentlicher Professor für Elektrotechnik an der Florida Atlantic University, erklärt, dass die Technologie von der **Rheotaxis inspiriert wurde – einem natürlichen Verhalten von Spermien, bei dem sich die beweglichsten Spermien instinktiv gegen den Fluss des Zervixschleims im weiblichen Fortpflanzungstrakt bewegen**, um die Eizelle zu erreichen. Dies ist ein natürlicher Selektionsmechanismus.
Das Team entwickelte einen Chip mit vier zylindrischen Kammern und mehreren Mikrokanälen. Nach dem Einbringen der Samenprobe über den Probeneinlass schwimmen gesunde Spermien gegen die Strömung in eine Sammelkammer, während abgestorbene oder anomale Spermien in eine Abfallkammer geleitet werden. Das Design reduziert während der Auswahl die Kontamination, DNA-Fragmentierung und oxidative Schäden erheblich.
„Unser Chip hat eine einfache Struktur, ist leicht zu bedienen und kann mit nahezu keiner Schulung eingesetzt werden“, sagt Asghar. „Der gesamte Prozess dauert nur etwa eine Stunde und ist damit deutlich schneller als die derzeitigen Zentrifugationsmethoden, die 2 Stunden oder länger benötigen.“
Ergebnisse: Spermienbeweglichkeit von nahezu 100% und deutlich weniger DNA-Fragmentierung
Die in The Analyst von der Royal Society of Chemistry veröffentlichte Studie ergab, dass die mit dem Chip ausgewählten Spermien folgende Merkmale aufwiesen:
Eine Beweglichkeit von nahezu 100%;
Einen höheren Anteil normaler Morphologie;
Deutlich weniger DNA-Fragmentierung, wodurch sich die Befruchtungsraten erheblich verbesserten;
Ausreichende Zellzahlen für die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI).
Die Scherbelastung im Chip bildet zudem physiologische Strömungsbedingungen nach und trennt die Spermien schonend, ohne ihre strukturelle Integrität zu beschädigen.
Dr. Stella Batalama, Dekanin des College of Engineering and Computer Science der Florida Atlantic University, sagte: „Diese Forschung befasst sich mit den Schäden, die herkömmliche Zentrifugation bei Spermien verursachen kann, und bietet eine kostengünstige, effiziente Selektionsplattform für die assistierte Reproduktion der Zukunft.“
Weltweite Unfruchtbarkeit bekämpfen und gleichzeitig die Kosten für Patientinnen und Patienten senken
Laut den U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) haben etwa 15% der US-amerikanischen Paare Schwierigkeiten, schwanger zu werden; weltweit betrifft dies ungefähr 48.5 Millionen Paare. Die durchschnittlichen Gesamtkosten einer Behandlung der assistierten Reproduktion liegen bei etwa $40,000 bis $60,000, und Patientinnen und Patienten zahlen bis zu 85% aus eigener Tasche.
Asghar sagte: „Der von uns entwickelte mikrofluidische Chip kann den Erfolg reproduktionsmedizinischer Technologien deutlich verbessern und zugleich Patientinnen und Patienten helfen, hohe Behandlungskosten zu senken.“
Der Chip ist kostengünstig herzustellen, leicht zu bedienen und für viele Laboratorien und Kliniken geeignet, wodurch er ein erhebliches kommerzielles und klinisches Potenzial besitzt.
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