透明带穿孔压电小鼠ICSI

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震击驱动单元 (MB-U) 移动范围约±5 mm ,移动速度约0.04 mm/s, 移动分辨率约0.1 um。透明带穿孔压电小鼠ICSI

如今压电陶瓷已经被科学家应用到**建设、科学研究、工业生产以及和人民生活密切相关的许多领域中，成为信息时代的多面手。在航天领域，压电陶瓷制作的压电陀螺，是在太空中飞行的航天器、人造卫星的“舵”。依靠“舵”，航天器和人造卫星，才能保证其既定的方位和航线。传统的机械陀螺，寿命短，精度差，灵敏度也低，不能很好满足航天器和卫星系统的要求。而小巧玲珑的压电陀螺灵敏度高，可靠性好。在潜入深海的潜艇上，都装有人称水下侦察兵的声纳系统。它是水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备，也是开发海洋资源的有力工具，它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。在这种声纳系统中，有一双明亮的“眼睛”——压电陶瓷水声换能器。当水声换能器发射出的声信号碰到一个目标后就会产生反射信号，这个反射信号被另一个接收型水声换能器所接收，于是，就发现了目标。目前，压电陶瓷是制作水声换能器的比较好材料之一。Piezo Micro Manipulator压电转基因Piezo可以轻易破坏核的细胞质膜收集核,利用平口针就可以一次注射1个或更多的核，用于细胞核显微注射。

“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。

以piezo操作系统为技术支撑，在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术(ICSI)的基础上，进行了ICSI技术生产试管小鼠及转基因小鼠的尝试。实验结果表明以Hepes-CZB+3％蔗糖做操作液，用来自成年KM鼠附睾尾的新鲜精子头和pEGFP-N1质粒孵育处理冻融精子头，直接注射到B6D2 F1小鼠卵母细胞质中，注射后1h，83.3％的卵母细胞仍然存活，鲜精组和冻精组各有92.3％和83.0％成活卵子排出极体、出现原核。用CZB溶液继续培养ICSI胚胎，两组的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分别为(97.8％vs 94.7％)、(64％vs 64.5％)、(5％，vs 24.7％)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于体内受精对照组(64％，64.5％vs 88％；5％，24.7％vs70％P＜0.01)；将鲜精组原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及冻精组135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受体内，分别出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色)，效率分别为23.3％，4％，13.3％。健康成年的31只ICSI小鼠，没有明显的生理和行为异常。随机抽取六对鲜精组性成熟ICSI小鼠做交配实验，一个月后都有小鼠出生(平均窝产10.7只)。本实验表明，ICSI精子载体法可以比较高地制造小鼠转基因胚胎，小鼠附睾新鲜精子及无抗冻剂保护冷冻致死精子都具有足够的全程发育潜力。使用压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI进行人工受孕，可以减少操作的复杂性和风险，提高受孕成功率。

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。PMM PIEZO-ICSI的广泛应用将为不孕不育患者提供新的选择，帮助他们实现生育愿望，重建家庭幸福。北京压电稳定

PRIME TECH PMM 用于小鼠ICSI。透明带穿孔压电小鼠ICSI

卵子***是人类胚胎发育的起始步骤，该过程主要由细胞内的钙释放调控，当成熟的卵母细胞发育到MII期后，只有精子的PLCζ进入卵母细胞的胞浆，才能***钙震荡，促使卵母细胞完成完整的减数分裂。TFF(Totalfertilizationfailure，完全受精失败)是指MII期卵母细胞无法完成受精的过程，有1-3%的ICSI失败是源于IFF。TFF与精子及卵子的异常均有关，其中卵子***异常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或异常信号传导导致的胞质不成熟；精子因素主要是PLCζ蛋白的结构、表达和定位异常。受精失败与女方年龄、不育类型和取卵数目等因素无关。精子的解凝功能异常和鱼精蛋白缺失与TFF密切相关。精子染色质组装异常或精子DNA损伤可导致精子的解凝异常，无法***卵子及合子形成。研究表明精子染色质组装异常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精细胞染色质的鱼精蛋白的合成与组装对于精细胞的基因组浓缩也是非常重要的。若鱼精蛋白的量减少，精子在ICSI后提前解凝，导致受精失败。当精子进入卵子后精子染色质提前浓缩也导致其提前解凝，精子和卵子遗传物质的同步节奏被打破，也造成受精失败。不过这种同步性异常主要还是卵子因素造成的。透明带穿孔压电小鼠ICSI