MIRI®TL时差培养箱在IVF实验室中的常规应用

Prof. Dr. Thomas Ebner, Kepler University, Linz, Austria

自Louise Brown (Steptoe和Edward, 1978)出生以来,辅助生殖领域在受精技术上发生了根本性的变化(Palermo et al., 1992),控制卵巢过度刺激(Olivennes et al., 1998)或培养液组成(Gardner和Lane, 1998)等。但多年来保持不变的是,胚胎的发育和植入潜力是根据它们的静态形态外观来估计的,方法是每天对它们进行一次评分(Ebner et al., 2003)。

对胚胎发育的详细信息需求导致了胚胎选择过程的细化。图像分析技术的巨大成就使这一梦想成为现实,从而推动了可以提供着床前数字视频的新一代培养箱的发展道路。(Kirkegaard et al., 2012)。公平地说,与此同时,这些所谓时差培养箱或系统已经接管了体外胚胎培养和选择的控制权。

由于植入前胚胎发育是一个动态事件,所以延时摄像技术的引入允许通过多次图像采集来持续监测胚胎的卵裂行为(Wright et al., 1990)。令人振奋的是,同样是24小时胚胎发育监测,相比传统的胚胎发育监测方法,带延时摄像功能的培养箱具有更稳定的培养条件,胚胎的生存能力更高(Oh et al., 2007)。此外,延时摄像系统在质量保证方面起着重要的作用。已经发表的研究表明,次优培养液或一次性材料可能会对形态动力学产生负面影响,而总体生存能力,如囊胚的形成,则不会受到影响(Wolff et al., 2013)。最后但并非最不重要的是,目前的延时系统在工作时间表方面提供了很大程度的灵活性。原则上,胚胎形态动力学特征的注释可以在家庭和办公室进行,或在与试管婴儿实验室的工作负荷兼容的情况下进行。

因此,有绝对的理由去投资带延时摄像功能的时差培养箱。然而,问题是,这些技术如何能被纳入到常规的试管婴儿工作中而不影响整体的实验室表现?Harper等人(2012)认为,将新技术引入试管婴儿领域应该包括对动物模型的初步研究,当然这在人类试管婴儿实验室是不可能的。因此,在这项新技术被认为是安全和有效之前,人们必须依靠对捐赠的人类卵母细胞的小型研究以及初步的前瞻性试验(Harper et al., 2012),从而可以在临床上应用。

下面的段落旨在说明医疗设备(如延时系统)是如何在奥地利林茨开普勒大学的法律框架下,在欧洲组织指令(2008)和严格遵循良好的生产实践指南(ESHRE, 2015)的情况下应用的。

对时差培养箱用户的积极报道以及在同行评审的科学期刊上发表的有希望的结果促使我们获得一个现代的延时拍摄系统。我们的质量管理代表随后提出了设计资格(DQ),以确定时差培养箱的规格。基于软件灵活性、视频质量、培养箱类型和成本,很快我们决定采用MIRI®TL (Esco Medical)。

购买后,制造商安装了MIRI®TL(带有六个培养箱),并调整了实际和目标温度(培养腔室和加热盖)和二氧化碳浓度。ESCO医疗部门为我们提供了安装设备配置清单和产品参数(例如,材料,尺寸,压力评级),软件设计规范(如软件、可访问性、处理器速度)和工具(操作参数、准确性、电压等)满足要求(安装资格)。

一旦设备通过了IQ阶段,就必须对设备的操作要求和一致性进行测试。第一个系列的温度测量证实了六个培养箱的表面温度确实在36.9到37.1℃之间,这证明了MIRI®TL是一个非常稳定的培养箱。然而,在IVF培养中,培养液内的温度更为关键。因此,我们进行了第二轮测量,并意识到在我们的培养液中,与腔室表面相比,平均温度降低了0.2℃。将温度设定值调整到37.2℃后,得到培养皿的最佳温度。

第二个需要调整的重要物理参数是pH值,它与CO2成反比。首先,我们选择了与我们常规的台式培养箱相同的二氧化碳浓度(6.5%),这在过去被证明是可靠的。使用MIRI®TL的外部端口,可以对所有腔室进行单独的二氧化碳测量,我们可以证明,在5%的氧气存在下,二氧化碳含量为6.4%到6.6%。这个稳定的条件正好给了我们所追求的培养液pH值(7.30-7.35),这个pH值正好在我们所使用的培养液制造商推荐的pH值范围内。

一旦我们证明了延时系统的稳定性和全部功能,整个装置就必须通过将活细胞引入我们的延时培养系统进行测试(性能鉴定,PQ)。由于胚胎在奥地利不允许捐献用于研究,我们使用了卵母细胞(巨大的卵母细胞,体外成熟的卵母细胞,有光滑内质网的卵母细胞群)和通常考虑处理的受精卵(单核和三核)。很快,我们得到了一些高质量的囊胚,因此,我们对MIRI®TL的性能感到满意。随后,我们的PQ的下一步是通过使用同胞卵母细胞来比较常规(台式)和时差培养组的发育结果。在一个月的时间里,我们分裂了6个以上卵细胞的患者的卵母细胞,然后分析受精率和囊胚的形成。根据这些分析的kpi (ESHRE和Alpha, 2017),结果表明,这两种培养箱都表现良好,但MIRI®TL的受精率(82% vs. 79%)和囊胚率(56% vs. 51%)略有增加。这一结果促使我们在实验室中更快的将MIRI®TL用于临床。

在应用延时摄像系统之后,有大约200名健康婴儿成功诞生,我们从未后悔做出采用延时摄像技术的决定。更重要的是,使用注释工具和取消选择标准(Ebner等人,2017;2017年)我们发现,在我们的患者队列中,成功妊娠时间可以缩短(未发表的数据)。

 

References

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