芯片级超声微流控装置中的非接触式卵母细胞剥除（⬅点击左侧文字观看视频）
研究问题：设计并测试一种自动化微流控装置，以彻底改变小鼠卵母细胞胞质内单精子注射（ICSI）的卵丘-卵母细胞复合体（COC）剥除程序。
简要回答：利用我们基于表面声波（SAW）的微流控装置，可以缓解卵母细胞在剥蚀过程中暴露于温度变化、机械应力和长期化学处理的情况。
众所周知：COC剥脱是许多ART程序（如ICSI）的先决条件。然而，这一程序是基于手动移液（MP），它缺乏标准化，需要有经验的胚胎学家来执行。MP不足可能通过长时间的酶处理或高流体压力损害卵母细胞，并可能危及配子能力。基于多孔膜或微通道的微流控装置已被许多实验室用于精子选择。其中，微通道装置也可适于在受控微环境中以最小机械应力进行剥蚀。然而，卵母细胞的操作和提取已被证明难以实现。
研究设计、尺寸、持续时间：我们开发了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）微孔设计的新型超声微流控装置。SAW由4个正交对称排列的叉指换能器（IDT）产生。使用无毒剂量的超声波，类似于妇产科使用的超声波。通过诱导声流和声辐射力去除COC。评估剥除率、胚胎发育和妊娠结局，并与MP剥除的对照卵母细胞进行比较。
参与者/材料、设置、方法：对于每次运行，来自超排卵B6D2F1小鼠的多达10个个体COC与稀释的透明质酸酶（20 IU/ml）一起装入微孔中，并用80或200 MHz的SAW去除。利用同一品系的精子，采用压电致动ICSI技术使去核卵母细胞受精。在timelapse培养箱中评估植入前胚胎发育长达96小时。将高质量囊胚转移至2.5-dpc假妊娠CD-1替代物。观察妊娠及子代健康情况。
主要结果和机会的作用：在脉冲重复模式下使用交变频率扫描，我们使微孔内的流体持续旋转，并使微孔内的COC翻滚，使其暴露于声蒸汽诱导的阻力和声辐射力。使用高速摄影机和粒子跟踪技术，我们观察到锯产生的阻力满足剥蚀机制。此外，由于水的衰减系数很小，热吸收加热仍然很小，可以防止任何热损伤。
我们的设备大大减少了剥蚀过程的时间和劳动力。它还产生了适当的剥蚀质量，无卵母细胞丢失。为保证声表面波不损伤卵母细胞，采用压电驱动ICSI技术对80兆赫声表面波去核40个卵母细胞、200兆赫声表面波去核25个卵母细胞和MP去核30个卵母细胞进行了受精。80 MHz、200 MHz和MP组的ICSI后存活率（分别为82.5%和84.0%和83.3%）、受精率（分别为80.0%和80.0%和83.3%）和囊胚率（分别为72.5%和82.0%和66.7%）相当。胚胎形态动力学也没有受到影响。将所有囊胚移植到受体小鼠体内后，80 MHz组获得8个活产，200 MHz组获得5个活产。
限制和注意事项：尽管PDMS因其高光学透明度和生物相容性而成为一种受欢迎的材料，但不能排除因气体渗透性和小分子吸附而产生的不利影响。应进行大规模的小鼠胚胎试验，以评估PDMS的致畸性。在临床应用中，必须对人体COC的操作参数进行优化。
研究结果的更广泛含义：采用广泛使用的超声技术和新兴的声表面波技术是朝着推进和标准化卵母细胞剥除迈出的重要一步，这是一个费劲但微妙的过程。我们预计，在不久的将来，它将进一步与人工智能和微型机器人、专门用于配子评估、ICSI和胚胎评估的模块集成。
试用注册号：'不适用'
