Phụ nữ trải qua thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) có thể có thai với ít chu kỳ điều trị hơn nhờ một thiết bị mới được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Học viện Bách khoa Worcester (WPI) và đại học Stanford sử dụng một "chướng ngại vật" để phân loại và lựa chọn ra các tế bào tinh trùng nhanh hơn và khỏe hơn trong điều trị IVF.
Thiết bị mới này được chế tạo bởi nhóm nghiên cứu dẫn đầu là Erkan Tüzel, phó giáo sư vật lý, công nghệ y sinh, và khoa học máy tính tại WPI, và Utkan Demirci, phó giáo sư phóng xạ học và kỹ thuật học tại. Công trình nghiên cứu được được tài trợ bởi hai khoản tài trợ riêng biệt nhưng liên kết với nhau của Quỹ Khoa học Quốc gia và đã được xuất bản trong số mới nhất của Advanced Science, một tạp chí khoa học uy tín có chỉ số ảnh hưởng (impact factor) cao.
Thiết bị vi lỏng này có thể được sử dụng trong lâm sàng, được gọi là SPARTAN, viết tắt của cụm từ Simple Periodic ARray for Trapping And IsolatioN. Nó vận dụng kiến thức về không gian ba chiều để tạo ra chướng ngại vật trên đường bơi của tinh trùng. Những tinh trùng khỏe nhất và nhanh nhất sẽ có khả năng đi xuyên qua mảng này và sau đó được tập hợp lại tại đầu ra (outlet) để sử dụng cho quá trình IVF. Thiết bị SPARTAN này giúp loại bỏ các tinh trùng dị tật, chẳng hạn như bị cong cổ, đầu to và những dị tật khiến chúng di chuyển chậm hơn.
"Với SPARTAN, chúng ta không chỉ có được những tinh trùng với khả năng di chuyển tuyệt vời mà còn có hình thái học bình thường và DNA nguyên vẹn, giúp cho các gia đình trên thế giới giảm bớt các áp lực về quy trình IVF nhiều bước, tăng tỉ lệ thụ thai”, Tüzel nói.
Thiết bị SPARTAN có chiều rộng khoảng 4 mm và dài 12-16 mm. Tinh trùng sẽ được tiêm vào một đầu của thiết bị và những tinh trùng nào nhanh và khỏe nhất sẽ được thu lại ở đầu phía đối diện để sử dụng ngay cho quá trình thụ tinh trong ống nghiệm. Thiết bị cũng giúp ngăn ngừa các thiệt hại có thể xảy racho tế bào tinh trùng so với các phương pháp phân loại truyền thống, chẳng hạn như sử dụng ly tâm cao tốc. Bởi vì SPARTAN có thể được sử dụng trong các phòng khám lâm sàng, do đó tinh trùng không cần phải đông lạnh và mang đến các phòng thí nghiệm để xử lý, một quy trình phân loại trong lâm sàng mất khoảng 5-30 phút.
Erkan Tüzel, (trái), phó giáo sư vật lý, kỹ thuật y sinh, và khoa học máy tính tại Học viện Bách khoa Worcester (WPI), và nghiên cứu sinh James Kingsley (phải) đã phát minh ra một thiết bị phân loại tinh trùng vi có tên là SPARTAN (Simple Array Periodic for Trapping And IsolatioN). Tüzel và Kingsley đã phát triển các mô hình tính toán giúp thiết kế mẫu thiết bị, đồng phát triển bởi Tüzel và các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford. Thiết bị này sử dụng lớp các không gian ba chiều tạo ra một chướng ngại vật trong quá trình bơi của tinh trùng. Cách bố trí các lớp đảm bảo những tinh trùng nào nhanh nhất và khỏe nhất sẽ đi ra đầu tiên, cải thiện thành công của quá trình IVF. (Nguồn: Worcester Polytechnic Institute (WPI))
Việc đưa ra thiết bị phân loại tinh trùng mới này sẽ giúp giảm chi phí cho bệnh nhân nói chung trong điều trị IVF, mà thông thường sẽ tốn khoảng 15 000 USD cho mỗi lần. DxNow, Inc., một công ty dựa trên Gaithersburg, phát triển các công nghệ hình ảnh và vi lỏng đã cấp bằng sáng chế cho SPARTAN từ WPI và Stanford vào tháng 9 năm ngoái. Công ty có kế hoạch nộp đơn xin FDA phê duyệt và dự kiến sẽ phát hành thiết bị cho mục đích thương mại vào tháng 7 năm 2018 tới.
Nguồn:
Worcester Polytechnic Institute, "Sperm-sorting device could improve IVF success", Sciencedaily, 3 January, 2018.
