胚胎冷冻是一种辅助生殖技术中保存胚胎的方法,是将胚胎或配子从生理温度降至低温状态,需要时候再从低温状态解冻至生理温度。
目前辅助生殖技术中共有两种冷冻技术,一是程序化冷冻,二是玻璃化冷冻技术。
现在就让我们一起走进胚胎冷冻技术,看看它是如何发展,如今又是如何为我们所用的呢?
1、发展历程
(1)探索起步阶段(20世纪70年代以前)
在20世纪上半叶,冷冻技术主要应用于兽医领域,用于保存和维持繁殖动物的精子。
到了20世纪中叶(1950 - 1960 年),科学家开始对男性精子进行冷冻保存研究,这为胚胎冷冻技术的发展奠定了一定的基础。
(2)缓慢发展阶段(20世纪70年代 - 80年代初期)
1972 年,哺乳动物胚胎的冷冻保存获得成功。这是胚胎冷冻技术发展的一个重要突破,证明了胚胎在冷冻后仍有可能保持活性。
但在这一时期,胚胎冷冻技术还处于实验室研究阶段,尚未广泛应用于临床。
冷冻方法主要是缓慢冻结法,即将胚胎放入冷冻液中,通过程序冷冻仪以较慢的速度降温。
这种方法需要处理胚胎以减少其中的水分含量,并且整个过程耗时较长,通常需要 2 小时左右。
(3)初步应用阶段(20世纪80年代 - 90年代)
1983 年,首例人类冻融胚胎移植获得妊娠并活产,这标志着胚胎冷冻技术开始进入临床应用。此后,越来越多的生殖医学中心开始尝试使用胚胎冷冻技术,以提高辅助生殖的成功率。
不过,这一时期的胚胎冷冻技术仍然存在一些问题,比如缓慢冻结法在冷冻和解冻过程中容易形成冰晶,对胚胎造成损伤,导致胚胎的复苏率和移植后的妊娠率相对较低。
(4)快速发展阶段(20世纪90年代末 - 21 世纪初)
从 20 世纪 90 年代末开始,一种新的冷冻保存技术——玻璃化冷冻技术逐渐兴起。
该技术采用更高浓度及极其黏稠的冷冻保护剂处理胚胎,使胚胎在冷冻的过程中,从生理温度急速降温到 -196℃,胚胎细胞内外液体瞬间冻结成玻璃化固体状态。
与程序冷冻法相比,玻璃化冷冻技术避免了冰晶的形成,从而减少了对胚胎细胞的物理化学损伤,显著提高了胚胎的复苏率和移植后的妊娠率。
玻璃化冷冻技术的出现,使得胚胎冷冻技术得到了快速发展,并逐渐成为胚胎冷冻的主要方法。
(5)成熟应用阶段(21 世纪初至今)
进入 21 世纪后,胚胎冷冻技术不断完善和成熟,在全球范围内得到了广泛应用。
越来越多的生殖医学中心开始采用玻璃化冷冻技术,并且不断优化冷冻和解冻的操作流程,提高胚胎的冷冻效果。
同时,随着辅助生殖技术的不断发展,胚胎冷冻技术也在生育力保存方面发挥了重要作用,例如为患有某些疾病需要进行可能影响生育能力的治疗的患者,在治疗前预先冷冻保存胚胎,以便在适当时机复苏胚胎并移植。
2、操作流程
(1)胚胎准备
在进行胚胎冷冻前,需要先通过体外受精等技术获得胚胎。通常选择发育良好、质量较高的胚胎进行冷冻。
(2)添加冷冻保护剂
常用的冷冻保护剂有甘油、乙二醇等。这些保护剂可以渗透到细胞内,提高细胞的抗冻能力。
(3)冷冻过程
缓慢降温:
将含有胚胎和冷冻保护剂的溶液置于特殊的冷冻设备中,以较慢的速度降温。这个过程可以让细胞内的水分逐渐渗出,减少冰晶的形成。
降温速度通常控制在每分钟一定的温度范围内,以确保胚胎细胞能够适应温度的变化。
投入液氮:
当温度降至一定程度后,将胚胎迅速投入液氮中。液氮的温度极低(-196℃),可以使胚胎瞬间冷冻,保持其生物活性。
(4)储存
容器选择:
冷冻的胚胎通常储存在专门的冷冻管或冷冻载杆中。这些容器具有良好的密封性和耐低温性能,能够确保胚胎在液氮环境中安全储存。
液氮罐储存:
装有胚胎的容器被放置在液氮罐中进行长期储存。液氮罐内的温度始终保持在极低的水平,以保证胚胎的质量和活性。
胚胎冷冻技术为辅助生殖提供了更多的选择和机会,同时也需要严格的操作规范和质量控制,以确保胚胎的安全和有效性。
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