日本压电辅助孵化

时值压电效应发现的一百周年，特参考马逊（W.P.Mason）之作撰写本文，简介压电性之历史及其应用。早期压电效应*止于学术上的趣味性研究，而如今则已成为非常有用的效应，用它制出各式各样的声电换能器，其操作频谱可由100Hz起涵盖至几个GHz，依频率的不同而有不同的用途。声纳、反潜、海底通讯、电话通讯等是低频（声频、AF波段）讯号**典型的应用。在几个MHz范围，其波长在毫米范围，适合用来作非破坏性的检验材料（nondestructivetesting,简称NDT）与医学诊断上，所谓超声波成像术、全像摄影术、计算机辅助声波断层摄影术等就是针对这些用途而研究的。频率在VHF、UHF波段则使用压电性所研制出来的表面声波电子组件。如延迟线、各式滤波器、回旋器（convolver）、相关器（correlator）等讯号处理组件，在通讯上与讯号处理上具有重要的应用。当频率高至低微波波段，其对应波长在微米范围，用来制作声学显微镜，其解像力可和传统的光学显微镜比美，而其机械波而非电磁波的独特性质，则可弥补光学显微镜在应用上的不足。压电辅助ICSI于1995年被描述，可用于标准ICSI失败的动物（如小鼠）的辅助受孕。日本压电辅助孵化

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。美国PMM 压电力度温和“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。

传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强，从而得到了广泛应用。但作为大应边，高能换能材料，传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。于是近几年来，人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料，做了大量工作，现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶（A=Zn2+,Mg2+）。这类单晶的d33比较高可达2600pc/N(压电陶瓷d33比较大为850pc/N),k33可高达0.95（压电陶瓷K33比较高达0.8），其应变>1.7%，几乎比压电陶瓷应变高一个数量级。储能密度高达130J/kg，而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。铁电压电学者们称这类材料的出现是压电材料发展的又一次飞跃。现在美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究，它的批量生产的成功必将带来压电材料应用的飞速发展。

传统的ICSI是通过授精针刺破卵子，将挑选好的精子注入使之受精。本质上对卵子来说是一种物理性侵入，特别对于幼弱老化的卵子可能会有一定损伤的风险。而全新的压电式胞浆内单精子注射（Piezo-ICSI）技术，可以减少对卵子的伤害，相较于常规式的ICSI相比更能提高受精率。

Piezo-ICSI超音振动显微受精法，采用极细（0.908毫米）的平口注射针，比常规的注射针（1.473mm）细小了将近一半，能够将卵巢的伤害降到比较低。另一方面，精子注射的过程对卵子的影响也极其重要。Piezo-ICSI技术通过超音振动来打开卵子透明带再将精子注入，减少了对卵子的损伤，也能够提高胚胎成功受精的几率。研究数据显示，以原有的人工授精疗法ICSI与Piezo-ICSI进行比较，受精率从83.1%提高到90.3%，细胞分裂优化由84.60%提高到88.10%。 PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,用于胚胎干细胞显微注射（ES cell Microinjection）。

为什么具有“脆性卵膜”的卵子ICSI后容易退化？如下：一、卵子成熟度不足。卵子的成熟包括核成熟（以排出***极体为标志）以及胞质成熟，而胞质成熟往往滞后于核成熟，两者并不完全同步。有对照研究表明，脆性卵膜组的成熟卵细胞比例***低于正常破膜组，ICSI后卵子退化率也高于正常破膜组，这提示了卵子成熟度与卵膜脆性具有一定的相关性，并**终影响了卵子ICSI后是否存活。二、雌***水平。到目前为止，关于雌***水平对脆性卵膜的影响，现有的研究结论并不一致，但归根到底仍然可能是通过影响卵子成熟来改变卵膜的特性。三、ICSI机械操作。一方面ICSI是侵袭性操作，可能破坏卵膜、细胞骨架等细胞器，另一方面是具有脆性卵膜的卵子缺乏“漏斗”的保护作用，细胞骨架和卵膜更容易在ICSI过程中崩解。为避免脆性卵膜卵子ICSI后退化，除了改善注射方式（如进针前利用激光穿透或削薄透明带，操作尽可能轻柔等），还可采用改进的Piezo-ICSI（压电脉冲破膜辅助ICSI），能有效改善注射后卵子退化的情况。此外，在临床促排卵方面，也可考虑调整药物用量，在保证卵泡大小均匀的情况下，尽量推迟扳机时间，提高卵母细胞成熟度，减轻ICSI后卵子退化的比例，以尽可能保证ART***的效果。PMM仪器在临床实践中已经取得了明显的成果，受到了医生和患者的一致好评。美国精子制动压电平口针

PMM 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。日本压电辅助孵化

当您将按钮轻轻一揿，煤气灶迅即燃起蓝色火焰，您可曾意识到是什么带给您的这份便利呢？将一块看起来平淡无奇的陶瓷接上导线和电流表，用手在上面一摁，电流表的指针也跟着发生摆动——竟然产生了电流，岂非咄咄怪事？其实，这是压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷到底是一种什么样的材料呢？这是一种具有压电效应的材料。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。地震是毁灭性的灾害，而且震源始于地壳深处，以前很难预测，使人类陷入了无计可施的尴尬境地。压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，**多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。日本压电辅助孵化