在正常受精过程中,精子进入卵子后,会导致卵细胞内的钙离子浓度发生持续数小时的周期性的短暂升高,这个过程被称为卵子的“钙震荡”,钙震荡会引发大量生化反应事件,代谢活动重新活跃起来,这个过程称为卵子***。精子***后的卵子会发生一系列的变化,包括细胞内钙离子浓度升高,皮质反应,透明带反应等,然后卵子完成第二次减数分裂,排出第二极体,开启后续的胚胎发育过程。第二代试管婴儿(ICSI)授精后,成熟卵子见不到2原核的受精标志,称为ICSI完全受精失败。ICSI受精失败在ICSI周期中比例约为1%-3%,其中30%的夫妇会发生反复持续的受精失败,是临床中极其棘手的难题。即使是经验丰富的胚胎学家,也无法避免这种情况。卵母细胞***失败是ICSI受精失败的主要原因之一。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)。香港Piezo Micro Manipulator压电小鼠ICSI
压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式,使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。聚合物早在1940年,苏联就曾发现木材具有压电性。之后又相继在苎麻、丝竹、动物骨骼、皮肤、血管等组织中发现了压电性。1960年发现了人工合成的高分子聚合物的压电性。1969年发现电极化后的聚偏二氟乙烯具有较强的压电性。具有较强压电性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龙-11等。复合材料压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处,具有很好的柔韧性和加工性能,并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外,压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。日本Piezo Micro Manipulator压电气压注射器使用压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI进行人工受孕,可以减少操作的复杂性和风险,提高受孕成功率。
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。
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。PMM利用压电晶体管压电效应,将卵细胞外层的透明带轻易穿孔,以执行动物克隆或人工生殖。
**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。PMM 压电显微操作仪提高ICSI成功率。上海透明带穿孔压电压电元件
通过使用压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI,医生可以更加准确地选择和捕捉精子,提高受孕的几率。香港Piezo Micro Manipulator压电小鼠ICSI
什么是压电陶瓷呢?其实它是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时,哪怕这种压力微小得像声波振动那样小,都会产生压缩或伸长等形状变化,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。1880年法国人居里兄弟发现了“压电效应”。1942年,***个压电陶瓷材料——钛酸钡先后在美国、前苏联和日本制成。1947年,钛酸钡拾音器——***个压电陶瓷器件诞生了。50年代初,又一种性能**优于钛酸钡的压电陶瓷材料--锆钛酸铅研制成功。从此,压电陶瓷的发展进入了新的阶段。60年代到70年代,压电陶瓷不断改进,逐趋完美。如用多种元素改进的锆钛酸铅二元系压电陶瓷,以锆钛酸铅为基础的三元系、四元系压电陶瓷也都应运而生。这些材料性能优异,制造简单,成本低廉,应用***。利用压电陶瓷将外力转换成电能的特性,可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹***装置。用两个直径3毫米、高5毫米的压电陶瓷柱取代普通的火石,可以制成一种可连续打火几万次的气体电子打火机。香港Piezo Micro Manipulator压电小鼠ICSI