日本Piezo Micro Manipulator压电ES注射

虽然Piezo-ICSI对于大龄试管准妈妈们的***来说非常有意义，但这项技术的使用却对生殖中心有着比较高的门槛。日本英医院拥有三台Piezo-ICSI仪器，仪器的显微镜来自日本精工企业，手动精密操作台来自德国。作为**精密仪器，它的每一个组件成本都达百万，整体造价超过千万。

使用Piezo-ICSI不单单是设备升级，对培养师的操作要求和难度也是直线升级的。具体说来，因为受精操作是在高倍显微镜下利用操作杆来进行的，需要培养师同时配合操作观察操作杆、显微镜、受精针和显示屏。这么听起来是不是感觉难度似乎还可以？然而事实上，在操作的过程中，培养师需要不断的进行距离判断的「切换」：想象一下，**挪动1cm，镜下实际只会挪动0.1mm，但出现在视野中的范围，实际上会有5cm那么大！ “PIEZO PMM 6”是一种压电显微操作系统，作为压电注射的先驱，投入了大量的资源进行其研发。日本Piezo Micro Manipulator压电ES注射

**近几年来，Piezo-ICSI 法（压电显微受精法）被高度重视。使用了Piezo-ICSI法，与常规的显微受精技术相比，对卵子的损害更小。结果显示，用Piezo法会提高受精率，之后受精卵的发育也更好。Piezo-ICSI压电显微受精方法，与传统ICSI显微受精方式不同，采用平口而不是尖口的精子注射针，通过超音振动技术打开卵子透明带再将精子注入卵子，从而一定程度上减少了注射过程对卵子产生的损害，使高龄女性胚胎养囊率有所提升。临床数据显示，特别是针对一些大龄及反复受精失败的情况，Piezo-ICSI比常规ICSI方法的受精率从66.4%提高到79.4%，受精以后的退化率（即停止分裂）从18.6%降低到11.9%。而妊娠率从14.9%提高到23.1%。操作稳定性更强事实上相较Piezo法，常规的显微受精方法从稳定性上更难操作。用汽车来举例的话，Piezo法相当于自动档汽车，常规的显微受精方法相当于手动档汽车，Piezo法可以缩短培养师的培训时间。日本只有10家能做Piezo即使在日本，采用Piezo法的医院也不太多。在日本有600家进行体外受精、显微受精的医院，而采用Piezo法的医院或许也就10家左右。从现在起Piezo法的优势会得以重新评估，或许10年，20年后会在世界各地得以普及。透明带穿孔压电辅助孵化PMM通过将精子尾部与头部割离,精子头部吸入平口,在中低档能量下即可穿透透明带,进行单精子显微注射。

依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应，即电介质在电场的作用下，由于感应极化作用而产生应变，应变大小与电场平方成正比，与电场方向无关。压电效应*存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在，不论是非晶体物质，还是晶体物质，不论是中心对称性的晶体，还是极性晶体。

压电效应的发现

1880年皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟发现电气石具有压电效应。1881年，他们通过实验验证了逆压电效应，并得出了正逆压电常数。1984年，德国物理学家沃德马·沃伊特（德语：Woldemar Voigt），推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。

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。压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI的使用不仅可以提高受精成功率，还可以减少操作的时间和风险，提高工作效率。

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。PMM可用于移去卵细胞内的染色体,它可以用平口针迅速的穿透透明带,而无须用尖头针。美国PMM 压电克隆

Piezo-ICSI 相比常规 ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。日本Piezo Micro Manipulator压电ES注射

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。 日本Piezo Micro Manipulator压电ES注射