محققان دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، سامانه جدیدی را برای جداسازی اسپرم های فعال انسانی و کمک به درمان ناباروری طراحی و با موفقیت آزمایش کردند.
به گزارش ربات کشاورز به نقل از ایسنا، دکتر مهدی مقیمی زند، عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، درباره این سامانه اظهار داشت: در مبحث کمک به درمان ناباروری، تابحال فناوری های زیادی تحت عنوان روش های کمک باروری پدید آمده اند. هم اکنون نرخ موفقیت فناوری های کمک باروری محدود به حدود ۳۳ درصد در هر سیکل درمانی است. ازاین رو لزوم استفاده از چندین سیکل باروری برای درمان ناباروری مشخص است.
وی ادامه داد: جداسازی و انتخاب اسپرم، گام محوری در روش های کمک باروری بشمار می رود و ایجاد بهبود در این مرحله و بخصوص کاهش صدمه به اسپرم ها که از معایب روش های فعلی است، می تواند نرخ موفقیت باروری و به صورت بالقوه سلامتی فرزندان را به صورت قابل توجهی افزایش دهد.
مجری طرح ساخت این سامانه افزود: بر این اساس در چند سال گذشته، پروژه های متنوعی در زمینه طراحی، ساخت و تست ادوات کمک باروری تعریف و اجرا شد. در آخرین پژوهش صورت گرفته در آزمایشگاه ادوات پزشکی کوچک، BioMEMS و LoC در دانشکده مکانیک، طراحی و ساخت افزاره میکروسیالی چندعاملی به صورت غیرفعال و بدون احتیاج به تجهیزات جانبی گسترده برای جداسازی اسپرم های سالم انجام شده است.
به قول عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، طراحی این افزاره، بستر همگرایی میان فناوری MEMS، نانوفناوری و فناوری اپتیک را فراهم نموده و هم افزایی ناشی از این همگرایی را در خدمت فناوری های کمک باروری قرار می دهد. نتایج حاصل از تحلیل رفتار حرکتی اسپرم و کیفیت اسپرم های جداسازی شده، نشان از بهبود شاخص نسبت به روش های سنتی دارد.
دکتر مقیمی زند در مورد مزیت مهم این روش نسبت به روش های معمول دیگر اظهار داشت: مزیت اسپرم های جداسازی شده در این افزاره، آن است که تحریک نوری در عین غیرآسیب زا بودن، سبب جبران کاهش تحرک اسپرم در طول شنا کردن به سمت خروجی می شود. از طرفی سطوح نانوساختار سبب تسهیل حرکت اسپرم ها بر روی سطح شده (افزایش سرعت ۲۰ تا ۸۵ درصدی) و ترکیب آن با تحریک نوری حتی از میزان تولید گونه های اکسیژن واکنش پذیر نسبت به روش گرادیان چگالی می کاهد (۶۶.۴ در مقابل ۳۹.۱۰ درصد). هندسه و طراحی کانال ها هم نقش تمایزدهندگی میان اسپرم ها را بر عهده دارند. در مجموع، این افزاره می تواند بعنوان یک محصول قابل رقابت جهت ورود به چرخه درمان ناباروری مطرح شود.
دکتر مقیمی زند در تشریح مزیت های این روش، به این موارد اشاره کرد:
انجام فرایند جداسازی اسپرم های سالم با استفاده از تلفیقی از عوامل مؤثر و استفاده از اثر هم افزایی آنها؛
عدم حذف اسپرم های با تحرک متوسط از چرخه انتخاب به واسطه تسهیل و بهبود در تحرک به واسطه سطوح نانوپوششی و تحریک نوری؛
حذف هرگونه مواد زائد و اسپرم های مرده در فرایند جداسازی؛
جداسازی سلول های زنده، با تحرک بالا و همینطور تراکم قابل قبول در خروجی های سامانه میکروسیالی؛
جداسازی بر مبنای درجه تحرک اسپرم در خروجی های چندگانه سامانه میکروسیالی؛
زمان نسبتاً کم فرایند جداسازی (۱۰ دقیقه برای سامانه اصلی و ۳۰ دقیقه برای سامانه سَرَند اسپرم)؛
عدم وارد کردن صدمه به DNA نمونه های اسپرم؛
کاهش میزان تولید ROS در نمونه به واسطه ترکیب عملکرد تحریک نوری و سطح نانوپوششی؛
قابلیت استفاده از سامانه تحریک نوری به صورت مستقل در فرایند IUI و IVF؛
طراحی با در نظر گرفتن توسعه آینده (قابلیت افزودن عوامل جدید دیگر بدون احتیاج به تغییر در طراحی)؛
هزینه تمام شده پایین تر ریزتراشه به سبب قابلیت تجمیع تعداد قابل قبول (حدود ۹ طرح) بر روی ویفر سیلیکونی بعنوان قالب و سرشکن شدن قیمت بر روی تعداد؛
قابلیت استفاده چندین باره از یک ریزتراشه برای هر فرد.
مجری این پروژه در انتها تصریح کرد: علاوه بر نوع غیرفعال، طراحی، ساخت و تست افزاره فعال با استفاده از جریان معکوس سیال هم انجام پذیرفته که نتایج امیدبخشی بخصوص به سبب برون دهی و میزان نمونه جمع آوری شده داشته است. همینطور تحقیقات بر روی افزاره های فعال کماکان ادامه دارد.
به نقل از دانشگاه تهران، این پژوهش با کمک علی لسانی و ایمان رمضانی دانشجویان مقاطع دکتری و کارشناسی ارشد و تحت راهنمایی دکتر مهدی مقیمی زند و دکتر سمیه کاظم نژاد (مرکز ناباروری ابن سینا) و با مشاوره دکتر رضا نصرتی (دانشگاه موناش استرالیا) و هم با همکاری محققانی از مرکز ناباروری ابن سینا و دانشگاه های کالیفرنیا برکلی و ایالتی سن فرانسیسکو صورت گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش تابحال در مجلات Scientific Reports از انتشارات Nature و مجله Computers in Biology and Medicine از انتشارات Elsevier به چاپ رسیده است.
منبع: ربات کشاورز