Onderzoekers van de Monash University hebben akoestische golven en vloeistofdynamica gecombineerd om een ​​nieuwe benadering te creëren voor het scheiden van sperma van hoge kwaliteit bij geassisteerde reproductie, waardoor nieuwe vensters worden geopend voor onvruchtbare paren om een ​​eigen gezin te stichten.

Dit snelle en geautomatiseerde proces van akoestiek, ontwikkeld door een team van Monash University's Department of Mechanical and Aerospace Engineering, kan sperma met normale kopmorfologie en hoge DNA-integriteit isoleren uit onbewerkte spermamonsters.

Het apparaat kan ongeveer 140 sperma per seconde verwerken en meer dan 60, 000 sperma van hoge kwaliteit in minder dan 50 minuten - een klinisch relevant aantal sperma voor IVF (in vitro fertilisatie) en ICSI (intracytoplasmatische sperma-injectie).

Dit levensveranderende onderzoek, gepubliceerd in het toonaangevende microfluïdische tijdschrift Lab on a Chip, werd geleid door tweedejaars Ph.D. studente mevrouw Junyang Gai. Het werk staat onder toezicht van Dr. Reza Nosrati en professor Adrian Neild - experts in microfluïdica van de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek.

"De aanpak isoleert sperma van onbewerkt sperma door een akoestisch veld toe te passen in een hoek van 30 ° ten opzichte van de stroomrichting. De akoestische krachten leiden en duwen hoogwaardig sperma uit de mainstream, over het microkanaal en isoleert ze in een apart stopcontact, de algemene populatie sperma in het onbewerkte monster achterlaten, ' zei mevrouw Gai.

Met de toepassing van SSAW (staande oppervlakte akoestische golven) op 19,28 MHz en 1-2W, de akoestische stralingskracht was groot genoeg om de weerstand te overwinnen en het beweeglijke sperma te leiden om over de microkanaalbreedte te zwemmen, terwijl ander sperma en afval de hoofdstroom volgden om uit de weggegooide uitlaat te worden verzameld.

Dit maakte een continue, hoge doorvoer, en grootteafhankelijk selectieproces voor het isoleren van sperma van hoge kwaliteit.

"Onze resultaten tonen aan dat de geselecteerde spermapopulatie een aanzienlijk hoger percentage progressief beweeglijk sperma vertoont (83 procent), dan zowel het oorspronkelijke onbewerkte monster (52 procent) als de weggegooide subpopulatie sperma (36 procent), ' zei mevrouw Gai.

Het resultaat is de selectie van sperma met een verbetering van meer dan 60 procent in progressieve motiliteit (het vermogen van sperma om onafhankelijk te bewegen), terwijl het een klinisch relevant monster voor IVF en ICSI levert. Sperma dat uit deze benadering is geselecteerd, vertoont ook een verbetering van bijna 40 procent in DNA-integriteit.

Dr. Nosrati zegt dat het slagingspercentage afhangt van veel verschillende parameters, maar uiteindelijk, het ligt aan de kwaliteit van sperma en ei.

"Ons proces is erop gericht om binnen een sneller tijdsbestek beter sperma te selecteren, dus hopelijk kan dit leiden tot betere resultaten bij geassisteerde voortplanting. Wanneer volledig getest en geïmplementeerd, deze methode zou nieuwe vensters en mogelijkheden kunnen openen voor onvruchtbare paren om een ​​baby te krijgen, ' zei Dr. Nosrati.

"We hopen dat met verdere tests, ons acoustofluidisch spermaselectieproces kan nieuwe kansen bieden en van voordeel zijn voor de geassisteerde reproductie-industrie, en helpen de angst weg te nemen, angst en negatieve stereotypen geassocieerd met onvruchtbaarheid."

Het onvruchtbaarheidspercentage is de afgelopen 50 jaar toegenomen, met een op de zes paren die onvruchtbaarheid ervaren. Mannelijke onvruchtbaarheid is verantwoordelijk voor ongeveer 30 procent van de gevallen, met een combinatie van mannelijke en vrouwelijke factoren die bijdragen aan ongeveer de helft van de gevallen, wereldwijd.

"Mannelijke onvruchtbaarheid is een wereldwijd reproductief probleem en er zijn verschillende klinische benaderingen ontwikkeld om het aan te pakken. hun effectiviteit wordt beperkt door de arbeidsintensieve en tijdrovende selectieprocedures voor sperma die worden gebruikt, ' zei Dr. Nosrati.

"Spermavoorbereiding of -selectie is een belangrijke stap in geassisteerde voortplanting die wordt uitgevoerd vlak voordat de eicel wordt bevrucht. Het huidige klinische proces omvat meerdere was- en centrifugatiestappen en een handmatige selectiestap, en duurt maximaal drie uur om te voltooien, wat ook schadelijk kan zijn voor sperma."

Professor Neild zegt dat de methode van spermaselectie de afgelopen 30 jaar niet veel is veranderd. het selecteren van sperma voornamelijk op basis van beweeglijkheid, en als een resultaat, het slagingspercentage van geassisteerde voortplantingscycli is op ongeveer 33 procent gestabiliseerd.

"Onze aanpak houdt ook rekening met de grootte en morfologie van het sperma tijdens het selectieproces, naast de beweeglijkheid van het sperma. Met verder onderzoek, hopelijk kan onze aanpak de resultaten van geassisteerde voortplanting verbeteren en de kosten van de behandelingscyclus verlagen, ' zei professor Neild.

Professor Neild is een wereldexpert op het gebied van akoestiekluidica met veel belangrijke bijdragen aan het vakgebied in de afgelopen 15 jaar. Dr. Nosrati is een pionier op het gebied van microfluïdica voor geassisteerde voortplanting en heeft de afgelopen zes jaar technologieën ontwikkeld voor de selectie en analyse van sperma.