單精子顯微注射技術(shù)——解決因精子問題導致的不育癥

在自然受孕過程中，精子需要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的生理反應(yīng)，包括頂體反應(yīng)、穿越透明帶等，才能與卵子結(jié)合。然而，當男性存在嚴重的少精子癥、弱精子癥或畸形精子癥時，這些自然過程可能無法順利完成，導致不育。此時，單精子顯微注射技術(shù)便成為了一種有效的解決方案。

單精子顯微注射技術(shù)針對男性精子問題而設(shè)計，也被稱為第二代試管嬰兒技術(shù)，其**在于通過顯微操作，將單個精子直接注入卵母細胞的胞漿內(nèi)，從而繞過自然受精過程中精子需要穿越卵子透明帶的障礙。

單精子顯微注射的操作過程即使用一根極細的顯微操作針，將經(jīng)過篩選的單個精子注入到卵母細胞的胞漿內(nèi)。這一過程需要極高的精確度和技巧，以確保精子能夠成功進入卵子。受精成功后，受精卵將被培養(yǎng)至早期胚胎階段，并移植到母體子宮內(nèi)，以期實現(xiàn)妊娠。 Piezo-ICSI 相比常規(guī) ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。精子制動壓電穩(wěn)定

依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器。這里再介紹一下電致伸縮效應(yīng)。電致伸縮效應(yīng)，即電介質(zhì)在電場的作用下，由于感應(yīng)極化作用而產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變大小與電場平方成正比，與電場方向無關(guān)。壓電效應(yīng)*存在于無對稱中心的晶體中。而電致伸縮效應(yīng)對所有的電介質(zhì)均存在，不論是非晶體物質(zhì)，還是晶體物質(zhì)，不論是中心對稱性的晶體，還是極性晶體。

壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)

1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應(yīng)。1881年，他們通過實驗驗證了逆壓電效應(yīng)，并得出了正逆壓電常數(shù)。1984年，德國物理學家沃德馬·沃伊特（德語：Woldemar Voigt），推論出只有無對稱中心的20中點群的晶體才可能具有壓電效應(yīng)。 北京精子制動壓電PMM 6與傳統(tǒng)ICSI方法相比，Piezo-ICSI增加了顯微注射的速度和準確率，利用MII轉(zhuǎn)基因的方法有效的生成轉(zhuǎn)基因鼠。

piezoelectric polymer壓電現(xiàn)象是由于應(yīng)力作用于材料，在材料表面誘導產(chǎn)生電荷的過程，一般這一過程是可逆的，即當材料受到電參數(shù)作用，材料也會產(chǎn)生形變能。木材纖維素、腱膠原和各種聚氨基酸都是常見的高分子壓電性材料，但是其壓電率太低，而沒有使用價值。在有機高分子材料中聚偏氟乙烯等類化合物具有較強的壓電性質(zhì)。壓電率的大小取決于分子中含有的偶極子的排列方向是否一致。除了含有具有較大偶極矩的C-F鍵的聚偏氟乙烯化合物外，許多含有其他強極性鍵的聚合物也表現(xiàn)出壓電特性。如亞乙烯基二氰與乙酸乙烯酯、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙烯酯等的共聚物，均表現(xiàn)出較強的壓電特性。而且高溫穩(wěn)定性較好。主要作為換能材料使用，如音響元件和控制位移元件的制備。前者比較常見的例子是超聲波診斷儀的探頭、聲納、耳機、麥克風、電話、血壓計等裝置中的換能部件。將兩枚壓電薄膜貼合在一起，分別施加相反的電壓，薄膜將發(fā)生彎曲而構(gòu)成位移控制元件。利用這一原理可以制成光學纖維對準器件、自動開閉的簾幕、唱機和錄像機的對準件。

***次大戰(zhàn)后不久，石英換能器便發(fā)展出兩項重要的應(yīng)用。首先，哈佛大學的皮爾士教授（G.W.Pierce）用石英晶體制作超聲波干涉儀，由石英所發(fā)生的超聲波和圖中聲波反射器所反射的回波混合，產(chǎn)生極大值，若微調(diào)反射板使前進或后退，則可獲得另一極大值，由兩極大值間的距離，亦即反射板在兩相鄰極大值間所移動的距離，可測出聲波波長。因為已知頻率，因此由頻率與波長的乘積，可定出波在氣體介質(zhì)中的速度。同時，由幾個極大值間的振幅降低率，可求出波在氣體中的表減系數(shù)。當時用它來測量聲波在二氧化碳中波速對頻率的關(guān)系，而求出波速的色散關(guān)系。用這種方法，可研究氣體在不同混合比與溫度下聲波的波速與衰減率。壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力，可以良好的穿刺各類樣品：如小鼠、豬、牛的卵母細胞和胚胎。

壓電陶瓷是功能陶瓷中應(yīng)用極廣的一種。日常生活中很多人使用的“電子打火機”和煤氣灶上的電子點火器，就是壓電陶瓷的一種應(yīng)用。點火器就是利用壓電陶瓷的壓電特性，向其上施加力，使之產(chǎn)生十幾kV的高電壓，從而產(chǎn)生火花放電，達到點火的目的。壓電陶瓷實際上是一種經(jīng)過極化處理的、具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷。它是在1946年當有人證實了鈦酸鋇陶瓷有鐵電性之后開始問世的：差不多十年之后，賈菲（Jaffe）等又發(fā)現(xiàn)了PbTi03-PbZrO2系（即所謂PZT系）及后來又發(fā)現(xiàn)的mPZT為基的三元系壓電陶瓷和鈮酸鹽系壓電陶瓷。使壓電陶瓷的性能和可應(yīng)用性有了極大的提高。特別是三元系壓電陶瓷的出現(xiàn)，使壓電陶瓷在選擇一定耦合系數(shù)、溫度特性方面有了較大的余地，能滿足多種電子儀器的要求，從而使壓電陶瓷的應(yīng)用范圍**增加了。例如陶瓷濾波器和陶瓷鑒頻器，電聲換能器，水聲換能器，聲表的波器件，電光器件，紅外探測器件和壓電陀螺等，都是壓電陶瓷在現(xiàn)代電子技術(shù)中的應(yīng)用。PMM PIEZO-ICSI是一種先進的技術(shù)，用于輔助生殖醫(yī)學領(lǐng)域的人工受孕過程。美國Piezo Micro Manipulator壓電

PMM和傳統(tǒng)方法相比提高了速度和準確率,也就是說增加了效率。精子制動壓電穩(wěn)定

在正常受精過程中，精子進入卵子后，會導致卵細胞內(nèi)的鈣離子濃度發(fā)生持續(xù)數(shù)小時的周期性的短暫升高，這個過程被稱為卵子的“鈣震蕩”，鈣震蕩會引發(fā)大量生化反應(yīng)事件，代謝活動重新活躍起來，這個過程稱為卵子***。精子***后的卵子會發(fā)生一系列的變化，包括細胞內(nèi)鈣離子濃度升高，皮質(zhì)反應(yīng)，透明帶反應(yīng)等，然后卵子完成第二次減數(shù)分裂，排出第二極體，開啟后續(xù)的胚胎發(fā)育過程。第二代試管嬰兒（ICSI）授精后，成熟卵子見不到2原核的受精標志，稱為ICSI完全受精失敗。ICSI受精失敗在ICSI周期中比例約為1%-3%，其中30%的夫婦會發(fā)生反復(fù)持續(xù)的受精失敗，是臨床中極其棘手的難題。即使是經(jīng)驗豐富的胚胎學家，也無法避免這種情況。卵母細胞***失敗是ICSI受精失敗的主要原因之一。精子制動壓電穩(wěn)定