辅助生育技术(Assisted Reproductive Technology,ART)是近几十年来发展起来治疗不孕症的新技术。它是多学科交叉的一个新领域, 融合了妇产科、男科、遗传学、组织胚胎学、分子生物学和动物学等多学科的新成果, 发展出卵细胞浆内单精子显微注射 (Intra Cytoplasmic Sperm Injection, ICSI)、胚胎活检等一系列在生命科学领域起重要作用的新技术, 当之无愧地成为本世纪最具发展前景的学科之一。

　　辅助生殖技术的种类繁多, 包括人工授精(Artificial Insemination, AI) 和体外授精- 胚胎移植(In Vitro Fertil-ization and Embryo Transfer, IVF- ET) 以及在此基础上衍生的各种新技术, 如卵细胞浆内单精子显微注射、植入前胚胎遗传学 诊断 (Preimplantation Genetic Diagnosis,PGD)、配子输卵管移植 (GIFT)、人类胚胎的辅助孵化(Assisted Hatching, AH) 、卵子的体外成熟(In Vitro Maturation, IVM)、生殖能力的保存相关技术( 精子冷冻、卵子和卵巢组织冷冻、胚胎冷冻) 等, 近年来出现的核移植与治疗性克隆、胚胎干细胞等都属辅助生殖技术范畴。

　　辅助生殖技术的迅猛发展有赖于相关仪器设备的支持。为规范辅助生殖技术的运用, 我国卫生部制定了明确的《人类辅助生殖技术规范》规定, 并不断修订完善, 于2003 年 10 月 1 日起执行的最新规定给出了辅助生殖技术领域的严格准入制度。其中最引人注目的是对仪器设备非常具体的要求, 如: 对开展人工授精技术的单位要求B 超仪一台(配置阴道探头)、生物显微镜一台、百级超净工作台、二氧化碳恒温箱、液氮罐 2~3 个, 以上设备要求运行良好,专业检验合格; 对开展体外授精/胚胎移植及其衍生技术单位要求基本专用仪器总投资不少于 150 万元, 要有两台配置 B 超阴道探头和穿刺引导装置 B 超,含恒温平台倒置显微镜及显微操作系统、解剖显微镜、生物显微镜等。对于一项临床治疗技术需要由卫生部制定相应的关于仪器设备方面的准入措施, 其在辅助生殖技术中的重要地位可见一斑。

　　在辅助生殖技术实施过程中, 临床医生为患者制定合适的方案进行超排卵或促排卵后, 须利用超声监测卵泡的发育状况, 才有机会让患者获得高质量的卵子。而IVF 实验室的工作人员也必须依赖良好和先进的仪器设备, 才能为卵子授精和胚胎发育提供一个稳定、无毒和无病原体的环境。人类配子和胚胎的生长和发育对培养条件要求非常苛刻, 温度、pH 值和其他因素可能会在分子水平影响胚胎细胞; 而且实验室的技术人员必须利用相应的仪器设备才能对配子和胚胎进行各种精细的操作。例如: 辅助孵化技术需要各种人为的方法来切开透明带,激光打孔仪不可或缺; PGD 过程中的卵子和胚胎活检需要精细的显微操作; 还有核移植、卵浆置换都离不开精良的仪器设备。总之, 仪器设备优良与否与辅助生殖技术的进展息息相关。

　　超声仪, 精良视野的提供者

　　超声仪是妇产科诊疗活动中不可或缺的工具, 在辅助生殖技术中它用途也非同小可, 可谓贯穿整个治疗过程, 从监测卵泡到介入操作都离不开精确的超声诊断。主要使用的超声仪包括有: 经腹超声、阴道超声、阴道彩色多普勒超声。国内常用的机器品牌有: 韩国麦迪逊(MEDISON) 、中日合资阿洛卡 (ALOKA)、德国西门子(SIEMENS)、美国通用(GE) 。

　　经腹超声 由线阵或相控阵探头获得, 可提供较大范围的图像视野, 但需要充盈膀胱才能使声速穿透较深的盆腔结构, 充盈的膀胱也有助于将小肠自宫腔及子宫周围推开, 使图像更清楚。经腹超声可提供整个盆腔器官在长短袖上的图像, 而且显示盆腔主要脏器如卵巢、子宫的结构及其相互关系。大部分线阵探头有时间增益补偿调节以及对检查目标有最佳聚焦。通常在阴道超声前先经腹部超声以描绘整个盆腔结构, 使所获得的影像在以子宫和附件为主的区域内。

　　经阴道超声 原理是探头使用机械扇扫凸阵探头或相控阵线阵探头。根据阴道解剖特点, 需用阴道小接触面探头,由于所探查的结构距探头最近, 使用高频率探头( 大于 5MHz) 的显示效果较好;凸阵探头所发出和接受的声束最多, 有最佳的声束密度, 因而在引导超声较小的图像视野内可提供最详细的信息。此类超声检查可在有限的图像视野内(10cm) 提供详细的结构图像。检查时, 腹部轻触诊可推开肠袢使图像免受干扰,还可根据盆腔脏器的移动判断是否存在盆腔粘连。辅助生殖技术中使用最为频繁的也正是它, 例如: 在促排卵用药期间要定期监测卵泡发育, 以确定主导卵泡;了解子宫内膜生长情况, 有助于判断治疗时机; 对盆腔脏器( 如子宫、卵巢) 进行监测。值得重点提出的是: 超声引导下将穿刺针固定在探头柄上, 进行卵泡抽吸、囊肿抽吸以及其他盆腔介入性操作技术, 是辅助生殖技术的重要一部分, 探头上有一键可提供探头发出的光束作为针导线, 针导线清晰地显示在屏幕上, 无论用 Scored 针或 Teflon- Coated 针沿针导线穿入, 在屏幕上都清晰可见。

　　经阴道彩色多普勒超声 可描述盆腔解剖图像, 同时还可以多普勒频谱彩色像素来显示血流。红色表示血流朝向探头, 蓝色表示血流背离探头。较高速血流以亮影显示, 探测慢速血流则选用低脉冲重复频率和典型的低壁滤波器, 因为它可滤过血管壁的运动而显示真正的血流。它与普通阴道超声探头的区别在于图像的处理, 利用彩色多普勒定位减少灰阶成像的帧率, 图像显示可以大到足够以识别彩色像素的定位, 同时还提供欲检部位血流波形。主要可用于了解卵巢、子宫血流状况及早期妊娠胎儿胎心搏动检查。

　　显微操纵系统, 细胞上“舞刀弄枪”

　　除了临床诊疗, 辅助生殖技术离不开实验室工作, 其中最基本是许多精细操作, 如卵细胞浆内单精子显微注射、植入前胚胎遗传学诊断都要在细胞或胚胎等微小构造上“舞刀弄枪”, 操作过程不仅要求准确, 更要保证对操作对象的不良影响达到最低。一个稳定、良好的显微系统是实验室人员顺利完成工作的坚实基础。显微系统包括操作系统和显微镜,先介绍操作系统:

　　电动型操纵系统 应用历史较久,系统稳定、准确。然而, 大多数的 ICSI 工作室使用 Narishige (NIkon, 尼康公司生产) 操纵系统, 该装置同时使用了电动性粗调节和液压型微调节操纵杆, 优点是操纵杆和显微镜分离, 在操作过程中, 不会引起标本的震动。进行显微注射或胚胎活检时, 液压操纵杆可以在 300~400倍视野下提供灵活、平滑的位移, 而且双手在台面上也能自如地控制针夹持器的升降, 当使用下垂式操纵杆时, 操作者的手在工作台上更舒适。该系统的缺点: 由于液压管是传动的, 如果发生折叠, 则不能保持其位置; 另外, 该系统便携性差,需要较多的时间安装和拆卸。

　　机械型操纵系统 RI (Research Instrument 公司生产)系统完全使用机械驱动, 全部和显微镜连接, 不需要额外的电线和插座等, 操纵台简洁。通过显微镜每一侧悬臂上突出向上的操纵杆来对操纵系统进行粗调节, 微调节操纵杆位于悬臂下方。可以在 300~400 倍视野下的三维空间内进行精细运动。操纵杆定向与倒置显微镜的聚焦旋钮。RI 系统连接以后, 几乎不需要进行粗调节, 系统的两侧在显微镜的载物台上都有杠杆, 能够调节升降, 使显微操作针在显微操作皿底部 1 英寸范围内移动。该系统移动方便,不用每次拆卸。缺点是操作者必须把手从工作台抬起, 才能升降显微操作针, 下垂式操纵杆会将手的震动转移至操作台和标本上。

　　另外, 还有恒温板、桌面培养箱在显微操作中用以尽量减少外界环境变化对标本细胞的影响。大多数的显微操作是注入某物质如精子或移除某物质, 如卵裂球。微量注射器是进行注射或抽吸的装置。微量注射器在过去的十几年里有很大的改进, 高精度、准确度达到微升的仪器, 现在已经可以从生产显微操作系统的厂家购买, 但价格昂贵。有两种基本的微量注射器可供选择: 一种为油压(Eppendorf), 有连接管和显微操作针相连, 靠管道内油的压力推动, 另一种为气压(Research Instrument), 管道内所装的为气体。显微操作针主要有以下几种: 一种是固定针, 用来固定卵子, 是一种平头的微管; 另一种是注射针, 尖端锐利, 用来吸取精子以及将精子注入卵子内, 也可应用抽吸针抽吸无核的碎片, 或进行PGD 卵裂球活检。还有一种显微操作针可以应用于穿透或切割透明带。经常进行显微操作的中心一般都配备有一套制针设备,包括拉针仪 (Model P- 97IVF)、显微煅烧器 (MF- 900)、显微研磨器 (EG-400)。

　　显微镜, 明察秋毫

　　前已叙及, 显微系统还有另外一部分, 即显微镜, 显微镜的种类很多, IVF实验室常用的有倒置显微镜、相差显微镜、荧光显微镜, 下面将逐一介绍:

　　倒置显微镜 组成和普通显微镜一样, 只不过物镜与照明系统颠倒, 前者在载物台之下, 后者在载物台之上, 用于观察培养的活细胞, 具有相差物镜。观察生长在培养皿中的贴壁细胞一般都使用这种显微镜。

　　相差显微镜 (Phase Contrast Microscope) 要优于一般的光学显微镜。相差显微镜主要用于观察活细胞或未经染色细胞的形态结构。活细胞无色透明,细胞内各种结构间的反差很小, 在一般光学显微镜下难以观察到细胞的轮廓以及内部结构, 相差显微镜透过标本的可见光将相位差变成振幅差, 从而提高了标本内各种结构之间的对比度, 使标本中的结构清晰可辨。

上一篇 : 暂无             下一篇 : 烤地瓜机 烤地瓜机烤地瓜的原理