技術名稱 高臨床可運用性微流體輔助人工生殖用生物晶片系統
計畫單位 臺北醫學大學
計畫主持人 潘力誠
技術簡介
根據台灣生殖醫學會估算,台灣平均每六到七對夫妻中,就有一對不孕,而世界衛生組織(WHO)在2018年的統計數字則大約有8-10%的夫婦經歷過不孕的問題。不孕症的成因中,40% 原因來自女性,30-35% 為男性,10%-20% 是男女雙方都不孕,剩下 10% 則為原因不明。男性常見的不孕因素,包含了精子數量、品質狀況,以及生殖結構和心理因素等。治療不孕症的方式包含藥物治療、手術治療、人工生殖、以及心理治療等。根據 Frost & Sullivan市場報告,全球人工生殖市場值於 2004 年約有 1 億四千萬美金,以每年 10% 的速度成長。近年來微流體生醫晶片被大量應用於細胞篩選,其好處是由於細胞的尺寸在幾微米至幾百微米,符合微流晶片在設計尺寸上的限制,再者微流體生醫晶片所使用的試劑和檢體的量相對減少,又精子屬於細胞的一種也可以結合應用於微流體生醫晶片上之分選上。本產品利用精巧微流體通道設計,主要具備一個直進的流道區域,及一個漸擴流道區域之極簡設計,配合精子原本具有的逆游逆趨性,藉由進出口兩側之液體淨壓差,將精液中高活動力之精子與精液中的細胞碎片、白血球、型態不正常之精子及低活動力之精子自行分離,主要設計特色包括:(1) 利用精子逆游特性,但不以逆向流場來引導,避免精子受到物理性的擠壓傷害; (2) 採漸擴型設計,並藉由調整漸擴角度,在流道中形成流速連續遞減的分布變化; (3) 結合流速連續遞減與精子逆游特性,使精子自動地在流道漸擴區間,依精子游動的速度,形成游速相近之精子團的分群分布; (4) 置入一個立體結構裝置,在漸擴延與收集槽間形成阻隔,提供必要流阻調控並將低活力精子及雜質帶往出口槽; (5) 可快速取出篩選樣本的簡易操作步驟,且具備自動流道清潔的功能。因此本晶片可以在十五分鐘內完成自精液原液中獲取高活動力精子的分選,大大提昇輔助臨床醫師與醫檢師進行後續的人工生殖的治療效益,其可是用的範疇更包含子宮內授精 (Intrauterine insemination,IUI)、試管嬰兒胚胎植入術 (In Vitro Fertilization, IVF) 或是輸卵管內精卵植入術(Gamete Intra-Fallopian Transfer, GIFT)及單一精子卵質內顯微注射術(Intra Cytoplasmic Sperm Injection, ICSI) 等。
科學突破性
本產品特色是利用精子逆游特性,但不以逆向流場來引導,避免精子受到物理性的擠壓傷害,又採漸擴型設計,並藉由漸擴角度在流道中形成流速連續遞減的分布變化,使精子在流道漸擴區間,依逆游的速度,自然形成精子團的分群分布,最後在出口置入一個立體結構裝置以形成阻隔,提供必要流阻調控並將低活力精子及雜質帶往出口槽。
產業應用性
本產品設計可以在十五分鐘內,自精液原液中,快速獲取高活動力精子的分群,大大提昇輔助臨床醫師與醫檢師進行後續的人工生殖的治療效益,其可是用的範疇則包含子宮內授精 (>15000隻)、試管嬰兒胚胎植入術 (>1500隻) 或是輸卵管內精卵植入術(GIFT)及單一精子卵質內顯微注射術 (ICSI) 等。
關鍵字 微流體 精子 活動力 生物晶片 子宮內人工授精 試管嬰兒 單精子卵質內顯微注射 男性不孕症 人工生殖 生殖醫學
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  • 許雅晴
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