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单精子显微注射技术——解决因精子问题导致的不育症

在自然受孕过程中，精子需要经历一系列复杂的生理反应，包括顶体反应、穿越透明带等，才能与卵子结合。然而，当男性存在严重的少精子症、弱精子症或畸形精子症时，这些自然过程可能无法顺利完成，导致不育。此时，单精子显微注射技术便成为了一种有效的解决方案。

单精子显微注射技术针对男性精子问题而设计，也被称为第二代试管婴儿技术，其**在于通过显微操作，将单个精子直接注入卵母细胞的胞浆内，从而绕过自然受精过程中精子需要穿越卵子透明带的障碍。

单精子显微注射的操作过程即使用一根极细的显微操作针，将经过筛选的单个精子注入到卵母细胞的胞浆内。这一过程需要极高的精确度和技巧，以确保精子能够成功进入卵子。受精成功后，受精卵将被培养至早期胚胎阶段，并移植到母体子宫内，以期实现妊娠。 Piezo-ICSI 相比常规 ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。深圳透明带打孔压电

‌压电破膜仪在生殖中的应用主要是通过压电效应进行细胞穿孔，以便进行随后的显微注射和操作，从而提高各种操作的成功率‌。压电破膜仪利用压电元件产生的驱动力，可以良好地穿刺各类样品，如哺乳动物的卵母细胞和胚胎，用于ICSI（胞浆内单精子注射）等操作。这种技术操作温和，样品无变形，刺破细胞膜时无细胞质抽吸或搅动，操作简单且安全可靠‌。在生殖医学中，压电破膜仪的具体应用包括：‌卵胞质内单精子注射‌：通过压电脉冲穿透卵子的透明带，将单精子注入卵胞质内，完成受精过程。这种方法适用于高龄女性或精子质量较差的情况，能够降低卵子退化率，提高卵子正常受精率和胚胎成活率‌。‌胚胎移植‌：在胚胎移植手术中，压电破膜仪可以帮助精确地将胚胎注入母体子宫，提高移植成功率‌。这些应用不仅提高了生殖医学中的操作成功率，还为高龄女性和其他生育困难的患者提供了更多的生育机会。日本透明带压电4GPMM PIEZO的使用不仅可以提高受孕成功率，还可以减少患者的心理压力和焦虑感，增强他们的信心。

压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。

Piezo-ICSI程序:

使用直径100-mm的细胞培养皿上盖,准备操作盘；按照Piezo操作系统的要求，将4μL左右的汞从后部装入注射针中，轻轻将汞推至针尖处，在20-25℃室温下，准备进行显微操作。具体操作前，首先取10枚卵母细胞置于15L含3 % suerose的HEPES-CZB操作滴中备用；然后将2.5μL精子溶液与5pLHEPES-CZB+ 12 % PVP-360操作滴充分混合；再将单个精子从尾部吸入注射针，用Piezo脉冲从颈部断开头和尾；连续剪切5个精子后，将吸入全部精子头的注射针转移到放置卵母细胞的操作滴中，准备将精子头逐个注射至卵母细胞质中。注射时，从时钟9点的方向吸住卵母细胞，使纺锤体保持在6点或12点的位置，从3点的方向轻轻进针，同时用Piezo脉冲击穿透明带，将透明带碎片吹出注射针的同时，将精子头吹至针尖处，继续进针，直至针尖插入卵母细胞深处，几乎贴近对侧质膜时，用Piezo弱脉冲击穿卵母细胞质膜，将精子头吐出，回吸注入卵内多余的操作液，轻轻退针，完成一次注射。依次操作，尽快实现该批卵母细胞的注射，室温放置5min,然后用大量CZB溶液洗涤ICSI胚胎，并且移入CO₂箱培养。依法进行第二批卵母细胞的精子头注射，在注射HCG后17 h,完成全部卵母细胞的精子注射。 压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI的推广和应用将为辅助生殖技术的发展提供重要的技术支持和推动力。

“ICSI”（intracytoplasmicsperminjection）指卵胞浆单精子注射，其操作主要涉及“精子制动-精子拾取-破膜-注射”几个步骤，其中在“破膜”（即使用注射针刺破卵膜，以便将单个精子送入卵胞浆）这一步，部分患者的卵子会出现“无破膜感”这一特征，这是怎么回事呢？原来，进行ICSI操作的时候，并不是直接用注射针径直扎破卵膜。技术书籍这样描述道：“调节显微操作作针和卵膜至同一水平面，将注射针中的精子推至针尖处，注射针从卵子3点钟位置穿入透明带并继续进针，至卵中心或越过中心位置。由于卵膜的弹性，进针处卵膜出现‘漏斗状’，但卵膜仍未破裂，需轻微回吸注射针以确认膜破裂。一旦刺破卵膜可见到胞浆和精子的一个‘快速反流’的过程或可见卵膜‘回弹’现象，之后将精子注入卵子胞质内。这是正常情况下的破膜操作，而文章开头提到的“无破膜感”，则是指注射针穿入透明带的同时也立即穿透卵膜，不形成漏斗状结构，看不到胞浆的快速返流或回弹现象。学术界给具有这一特征的卵子细胞膜起了个特有名称——脆性卵膜。PMM和传统方法相比提高了速度和准确率,也就是说增加了效率。深圳细胞内膜打孔压电压电注射

与传统ICSI方法相比，Piezo-ICSI增加了显微注射的速度和准确率，利用MII转基因的方法有效的生成转基因鼠。深圳透明带打孔压电

压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。

正压电压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。

逆压电是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 深圳透明带打孔压电