《Middle East Fertility Society Journal》：Development of a novel biocompatible pipette for cumulus–oocyte complex transfer: an experimental and functional evaluation using HSA and MEA
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背景：卵丘-卵母细胞复合体（cumulus–oocyte complex, COC）的操作是辅助生殖技术（assisted reproductive technology, ART）实验室中的一项基本程序。常规塑料移液管广泛用于卵母细胞处理；然而，这些装置的材
背景：卵丘-卵母细胞复合体（cumulus–oocyte complex, COC）的操作是辅助生殖技术（assisted reproductive technology, ART）实验室中的一项基本程序。常规塑料移液管广泛用于卵母细胞处理；然而，这些装置的材料特性和表面特征可能影响处理性能和生物相容性。本研究旨在开发一种用于COC操作的医用级硅胶移液管，并对所制备的装置进行初步生物学评价。
材料与方法：设计并制造了一种基于硅胶的移液管，用于COC的抽吸、清洗和转移。使用人精子试验（Human Sperm Assay, HSA）和小鼠胚胎试验（Mouse Embryo Assay, MEA）作为生物相容性评估对开发的装置进行评价。使用精子活力指数（Sperm Motility Index, SMI）评估暴露于装置后的精子活力变化。比较硅胶移液管组和常规移液管组的胚胎发育结局，包括卵裂至2细胞期和囊胚形成。
结果：暴露于开发的硅胶移液管未对精子前向运动产生可检测的不良影响。在整个评估期间，SMI值保持在预设的接受阈值以上。在MEA中，硅胶移液管组和对照组的卵裂率相当（92%对94%），囊胚形成率也相当（85%对87%），组间差异无统计学意义（P>0.05）。
结论：开发的医用级硅胶移液管在测试的实验条件下表现出可接受的生物相容性。该装置可能为COC操作提供潜在的替代方案；然而，在常规应用之前，需要进行涉及定量力学表征和人类ART周期临床验证的进一步研究。
**论文解读：新型医用级硅胶移液管用于卵丘-卵母细胞复合体操作的实验与功能评价**
辅助生殖技术（assisted reproductive technology, ART）如体外受精（in vitro fertilization, IVF）和卵胞浆内单精子注射（intracytoplasmic sperm injection, ICSI）在过去几十年中显著改变了不孕症的治疗格局。然而，ART的成功率高度依赖于胚胎学实验室内对配子和胚胎的精确操作。卵丘-卵母细胞复合体（cumulus–oocyte complex, COC）由卵母细胞及其周围的卵丘细胞和细胞外基质构成，在卵母细胞成熟、受精和早期胚胎发育中发挥关键作用。COC结构脆弱，在实验室处理过程中极易受到剪切力、压缩和表面粘附等机械应力的损伤。即使是轻微的机械扰动也可能破坏卵丘细胞完整性、损害卵母细胞质量，并最终影响受精和胚胎发育结局。目前，大多数胚胎学实验室使用的常规玻璃移液管或通用塑料转移移液管并非专门为COC处理而设计，可能产生不均匀的流体模式、局部压力梯度和不一致的抽吸力，从而增加卵母细胞损伤风险并导致实验室操作的变异性。尽管已有研究强调优化操作工具和物理环境的重要性，但仍缺乏专门设计用于安全高效转移COC的装置。为此，本研究旨在开发一种具有优化几何结构和材料特性的新型生物相容性移液管，并通过人精子试验（Human Sperm Assay, HSA）和小鼠胚胎试验（Mouse Embryo Assay, MEA）进行初步生物学评价。该论文发表于《Middle East Fertility Society Journal》。
研究人员设计了基于医用级液态硅橡胶（liquid silicone rubber, LSR）的专用移液管，采用计算机辅助设计（computer-aided design, CAD）软件构建模型，通过精密模塑工艺制造。远端逐渐锥形的圆柱形管腔内部直径约1.1 mm，以避免对完整COC的过度压缩；加宽的近端接口改善了手持操作的舒适性和压力控制。硅胶材料因其柔韧性、化学稳定性、低可提取物含量以及与常规灭菌程序的兼容性而被选用。研究首先采用环氧乙烷（ethylene oxide, EO）气体灭菌和蒸汽高压灭菌两种方法验证了灭菌兼容性。随后进行生物学评价：HSA纳入10份来自健康志愿供精者的正常精子样本（样本来源为伊朗亚兹德沙希德·萨杜基大学医学研究及临床不孕中心，伦理批准号IR.SSU.REC.1404.170），将精子分为接触硅胶移液管的测试组和未接触的对照组，在多个时间点（10分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时和24小时）评估前向运动并计算精子活力指数（Sperm Motility Index, SMI）；MEA使用NMRI小鼠（6-8周龄）经超数排卵获取一细胞受精卵，每100个受精卵随机分配到硅胶移液管操作组和常规塑料移液管对照组，在相同培养条件下观察2细胞期卵裂率和囊胚形成率。统计方面采用SPSS软件，MEA数据使用广义估计方程（generalized estimating equations, GEE）处理来自同一供体的胚胎聚类效应。此外，三名经验丰富的胚胎学家对移液管的抽吸控制、释放性能、表面粘附和处理特性进行了五级评分的定性功能评估。
**结果**
**人精子试验（HSA）**：通过监测不同暴露时间下的精子前向运动评估装置潜在的细胞毒性。对照组和硅胶移液管组的前向运动均呈现随时间逐渐下降的趋势，但两组下降模式相似。各时间点的SMI值分别为：10分钟98.1%、30分钟97.2%、1小时95.2%、2小时93.9%、4小时93.3%、24小时90.7%，均高于预设的85%接受阈值。统计学分析显示，在所有评估时间点，硅胶移液管组与对照组的精子前向运动差异均无统计学意义（P>0.05），平均差异的95%置信区间均跨越零，提示该装置未引起可检测的精子毒性。
**小鼠胚胎试验（MEA）**：每组包含100个来自10只供体雌鼠的一细胞受精卵。硅胶移液管组的2细胞期卵裂率为92%（92/100），对照组为94%（94/100），差异为-2.0%（95% CI：-7.3%至3.3%，P=0.453）。囊胚形成率方面，硅胶移液管组为85%（85/100），对照组为87%（87/100），差异为-2.0%（95% CI：-7.7%至3.7%，P=0.491）。采用GEE分析以考虑同一雌鼠来源胚胎的相关性后，两组在卵裂率和囊胚形成率上均无统计学显著差异（P>0.05），表明在测试条件下使用该硅胶移液管操作未对早期胚胎发育产生不良影响。
**功能性能评估**：在常规COC操作中，三名经验丰富的胚胎学家将开发装置与常规塑料转移移液管进行了对比评分。评估参数包括抽吸控制（能否平滑抽吸完整COC）、释放性能（能否完全释放且无可见残留附着）、表面粘附（COC粘附于内表面的倾向）以及处理特性（操作者的易用性和控制感）。结果显示，硅胶移液管在减少粘附和控制性方面具有优势，但该评估是定性的，未测量抽吸压力、流速、粘附力等定量工程参数。
**总体解释**：综合生物学和功能评估结果，该硅胶移液管在测试条件下满足ART实验室的基本使用要求。未观察到细胞毒性，胚胎发育指标与对照组相当，同时处理性能有所改善，可能有助于提高操作一致性并减少操作者依赖性差异。
**讨论与结论**：讨论部分指出，本研究将工程设计与生物学验证相结合，优化后的内部几何结构（如逐渐锥形和平滑表面）可能有助于降低剪切应力并改善层流。与常规玻璃或塑料移液管相比，硅胶装置表现出更好的处理特性，尤其是减少了生物材料在管壁上的粘附，这可以缩短操作时间并减少重复抽吸。医用级硅胶还具备柔韧性、耐用性以及与高压灭菌和环氧乙烷灭菌的兼容性。然而，该研究存在局限性：功能评估是定性的，缺乏流体动力学建模或剪切应力测量等定量数据；HSA和MEA仅是初步生物相容性评估，不能完全预测人类IVF周期的临床结果；研究未评估长期材料稳定性、可提取物（leachables）或重复灭菌循环的影响；且样本量相对有限。未来需进行临床验证、用户变异性分析、长期耐久性测试以及计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）和压力测量，以明确装置几何结构与机械应力之间的精确关系。研究结论为：研究人员开发了一种新型医用级硅胶移液管，在HSA和MEA中表现出可接受的生物相容性，在测试条件下未对精子活动力和早期胚胎发育产生可检测的不良影响。其柔性硅胶设计和光滑处理特性可能为COC操作提供实际优势，但需通过定量力学表征和人类ART常规程序中的评价进一步确认。后续研究应关注临床验证、长期材料表征以及与自动化胚胎操作平台的整合。
