บทความนี้จะกล่าวถึงแนวคิดเรื่องการทำให้ตัวอ่อนเป็นแก้ว ดร. Masashige Kuwayama ได้คิดค้นวิธีการนี้กับ cryotopes เมื่อปี 2000 ลูกคนแรกเกิดมาด้วยตัวอ่อนที่แข็งตัวในปี 2546 การรอดชีวิตของไข่เพิ่มขึ้น 98 เปอร์เซ็นต์
ผู้หญิงครึ่งหนึ่งที่ได้รับการปฏิสนธินอกร่างกายยังคงมีตัวอ่อน การเก็บรักษาด้วยความเย็นจะดำเนินการสำหรับพวกเขาซึ่งช่วยประหยัดเงินสำหรับผู้ป่วย อย่างไรก็ตาม การละลายน้ำแข็งและย้ายตัวอ่อนทำได้ง่ายกว่าการทำปฏิสนธินอกร่างกายอีกครั้ง นอกจากนี้ยังเป็นการประกันในกรณีที่ผู้หญิงไม่ได้ตั้งครรภ์ การเก็บรักษาด้วยการแช่เยือกแข็งมีข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้ - การตายของตัวอ่อนที่มีชีวิตที่ยังคงอยู่หลังจากโปรโตคอลได้รับการป้องกัน
Ontogeny
วิถีของการพัฒนาอัตนัยของสิ่งมีชีวิตหรือการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดมาจากช่วงเวลาของการปฏิสนธิและจบลงด้วยความตาย การเคลื่อนไหวนี้ต่อเนื่องในเวลาและมีลักษณะที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และไม่มีทางที่เราจะหยุดยั้งหรือชะลอการพัฒนาได้ แต่ในธรรมชาติก็มีข้อยกเว้น เหล่านี้คือพืช สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และแม้แต่สัตว์มีกระดูกสันหลังเบื้องต้นบางชนิด ซึ่งที่อุณหภูมิต่ำจะไม่แสดงคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต
อนิเมชั่นที่ถูกระงับคืออะไร
การแข็งตัวของตัวอ่อนจะกล่าวถึงด้านล่าง ช่วงเวลาแห่งความสงบแต่ละครั้งเรียกว่าแอนิเมชั่นที่ถูกระงับ ตัวอย่างเช่น สัตว์ไซบีเรียจำนวนมากสามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิ -90 องศาและเกือบจะขาดน้ำ เมื่อศึกษาช่วงเวลาของการสร้างยีนในสภาพธรรมชาตินี้ คำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับการใช้อุณหภูมิต่ำที่เป็นไปได้สำหรับการหยุดชะงักบางส่วนและย้อนกลับได้ของการทำงานของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่สูงกว่า รวมทั้งมนุษย์
การเก็บรักษาด้วยความเย็น
การเก็บรักษาด้วยความเย็นเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการระงับกระบวนการทางชีววิทยาในเซลล์โดยการสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำ ในเวลาเดียวกัน กิจกรรมที่สำคัญของเซลล์จะถูกเก็บรักษาไว้ในระหว่างการให้ความร้อน ตามความนิยม วิธีการนี้ด้อยกว่าการแข็งตัวของตัวอ่อน 1 cryotope (ฉลาก cryocarrier) มีตั้งแต่ 1 ถึง 3 ตัวอ่อน
ตัวอย่างเช่น เมื่อทำหัตถการเช่น IVF วิธีที่ดีที่สุดคือการย้ายตัวอ่อนไม่เกินสองตัวเข้าไปในโพรงมดลูก ตัวอ่อนที่มีคุณภาพที่เหลือสามารถแช่เย็นไว้ใช้ในภายหลังได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทำ IVF ซ้ำได้หลังจากผ่านไประยะหนึ่งหากขั้นตอนดังกล่าวแสดงผลเป็นลบ ด้วยสิ่งนี้วัตถุประสงค์ การแข็งตัวของตัวอ่อนจะดำเนินการในแต่ละพาหะ
ในบางกรณี ตัวอ่อนทั้งหมดจะถูกแช่แข็ง สำหรับผู้หญิงที่มีอาการ hyperstimulation ของรังไข่ในการเหนี่ยวนำให้เกิด superovulation มักทำบ่อยที่สุด ใครบ้างที่แนะนำให้แช่แข็ง? ผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากโรคเนื้องอกวิทยา โดยเฉพาะก่อนการทำเคมีบำบัดหรือการฉายรังสี จากนั้นตัวอ่อนเหล่านี้จะถูกส่งไปยังโพรงมดลูก การแช่แข็งมีไว้สำหรับทุกคนที่มีโอกาสตั้งครรภ์น้อยลงหลังจากทำเด็กหลอดแก้วด้วยเหตุผลบางประการ อาจเป็นติ่งเนื้อเยื่อบุโพรงมดลูก ความหนาของเยื่อบุโพรงมดลูกไม่เพียงพอเมื่อถึงเวลาวางแผนการถ่ายโอน เลือดออกผิดปกติ
ขั้นแช่แข็ง
เอ็มบริโอถูกแช่แข็งในระยะต่างๆ:
- ไข่ที่ปฏิสนธิ (ตัวอ่อน);
- ขั้นตอนการบดตัวอ่อน;
- บลาสโตซิสท์
ขณะนี้มีสองวิธีในการแช่แข็งตัวอ่อน
แช่แข็งช้า
การแข็งตัวของตัวอ่อนจะดำเนินการด้วยการแช่แข็งอย่างช้าๆ วิธีนี้เสนอขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 70 และเป็นหนึ่งในวิธีการดั้งเดิมในการแช่แข็งตัวอ่อน มันขึ้นอยู่กับการระบายความร้อนช้าในอัตราคงที่ หลังจากที่ตัวอ่อนถูกเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลว
แต่ควรสังเกตว่าในระหว่างการแช่แข็งช้าในสารละลายไครโอโพรเทคทีฟจะเกิดผลึกน้ำแข็งขนาดเล็กขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อเซลล์ของตัวอ่อน มันอาจกระตุ้นการตายของวัสดุชีวภาพบางส่วนหรือทั้งหมดในระหว่างการให้ความร้อน อัตราความสำเร็จของการย้ายตัวอ่อนระหว่างกระบวนการแช่แข็งและละลายอย่างช้าๆ อยู่ที่ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์
การทำให้เป็นน้ำแข็ง
หลังจากปี 2010 ได้มีการเริ่มใช้วิธีการเก็บรักษาด้วยการแช่เยือกแข็งแบบใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้น นั่นคือการทำให้เป็นแก้ว เมื่อเทียบกับวิธีการก่อนหน้านี้ นี่เป็นวิธีการแช่แข็งวัสดุชีวภาพที่รวดเร็วเป็นพิเศษ ส่วนใหญ่มักจะทำให้ตัวอ่อนกลายเป็นแก้วหลังจาก PGD (การวินิจฉัยทางพันธุกรรม)
เมื่อใช้ขั้นตอนนี้ น้ำยาป้องกันความเย็นที่วางตัวอ่อนจะไม่ก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งเมื่อถูกแช่แข็ง ดังนั้นความน่าจะเป็นของการหยุดชะงักของตัวอ่อนจะลดลง ลำดับความสำคัญของวิธีนี้ไม่ได้เป็นเพียงวิธีการแช่แข็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเปอร์เซ็นต์การอยู่รอดของตัวอ่อนหลังจากการละลายด้วย ตามสถิติ จำนวนผู้รอดชีวิตหลังจากกระบวนการทำให้ตัวอ่อนเป็นแก้วอย่างน้อย 95 เปอร์เซ็นต์
จะเกิดอะไรขึ้นหลังจากอุ่นเครื่อง
หลังอุ่นตัวอ่อนแทบไม่ต่างจากตัวอ่อนทั่วไป พวกเขายังหยั่งรากและพัฒนาได้ดี เมื่อให้ความอบอุ่น ตัวอ่อนทั้งหมดจะได้รับกระบวนการช่วยฟักไข่ เมื่อดำเนินการนี้ ชั้นผิวของตัวอ่อนจะถูกแบ่งด้วยลำแสงเลเซอร์ในมุมที่ต้องการและปลอดภัย สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการออกจากตัวอ่อนจากเปลือกและเพิ่มความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนไปยังโพรงมดลูกที่ประสบความสำเร็จ
การแช่แข็งช่วยให้เก็บตัวอ่อนได้นาน กระบวนการนี้เป็นประโยชน์เชิงเศรษฐกิจ เนื่องจากต้นทุนในการถนอมอาหาร การทำให้ร้อน และการฝังตัวของตัวอ่อนเข้าไปในโพรงมดลูกน้อยกว่ากระบวนการปฏิสนธินอกร่างกายซ้ำๆ
Vitrification ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งสารละลายเย็นเมื่อถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ในเวลาเดียวกัน มันยังคงเป็นอสัณฐาน ได้รับโครงสร้างแก้วและคุณภาพคล้ายกับของแข็งผลึก ดังนั้นทั้งเซลล์ที่มีชีวิตและแม้แต่ตัวอ่อนทั้งหมดก็กลายเป็น "แก้ว" โครงสร้างที่เป็นแก้วของของเหลวในระหว่างการทำให้เป็นแก้วนั้นได้มาเนื่องจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว นั่นคือ เอนโทรปีของของเหลวจะลดลงในระยะเวลาที่สั้นกว่าเอนโทรปีของโครงสร้างผลึกที่ต้องการ
พูดง่ายๆ ก็คือ ของเหลวจะไม่หยุดนิ่งเมื่อเอนโทรปีเข้าใกล้เอนโทรปีของคริสตัล แต่เพื่อให้สิ่งมีชีวิตกลายเป็นแก้วอย่างเหมาะสม จำเป็นต้องทำให้อุณหภูมิลดลง ≈ 108 °C/นาที ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ เนื่องจากอุณหภูมิของของเหลวแช่แข็งที่ใช้ไม่เพียงพอสำหรับสิ่งนี้ และมันคือ เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้สารละลายที่เป็นแก้วในปริมาณที่น้อยกว่าโอโอไซต์ที่มีปริมาตร นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการทำให้เป็นแก้วของตัวอ่อน มันคืออะไร ตอนนี้มันก็ชัดเจนขึ้นไม่มากก็น้อย
นักวิทยาศาสตร์สามารถพิสูจน์ได้ว่าการเพิ่มสารป้องกันความเย็นลงในสื่อการแช่แข็งทำให้สามารถลดอัตราการแช่แข็งได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าที่ความหนาแน่น 10% เอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอล อัตราจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ที่ความหนาแน่น 40% สามารถกลายเป็นแก้วที่อัตราการทำความเย็น 10 °C/นาที และที่ 60% อัตราจะลดลงเหลือ 50 °C/นาที แต่ด้วยความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นcryoprotectants เข้าสู่สิ่งแวดล้อมผลเสียต่อการแช่แข็งของวัสดุชีวภาพเพิ่มขึ้น การแช่แข็งช้ากระตุ้นการสะสมของน้ำเย็นในสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาและองค์ประกอบภายในเซลล์ เงื่อนไขนี้สังเกตได้เนื่องจากการคายน้ำอย่างรุนแรงของเซลล์เมื่อน้ำแข็งนอกเซลล์ปรากฏขึ้น
ดังนั้น เมื่อได้โครงสร้างที่เหมือนแก้ว กระบวนการทางเคมีและทางกายภาพของการคายน้ำของร่างกายจะหยุดลง แม้ว่าการแข็งตัวของตัวอ่อน (ตามที่อธิบายในรายละเอียดด้านบน) เป็นระบบทางกายภาพที่ค่อนข้างยาก แต่วัสดุของโครงสร้างนี้สามารถพบได้ในชีวิตประจำวันของเรา (แก้ว ซิลิโคน ฯลฯ)
การแข็งตัวของตัวอ่อน: บทวิจารณ์
วิธีนี้รวบรวมแต่ผลตอบรับเชิงบวกเท่านั้น ขั้นตอนการทำให้เป็นแก้วเป็นไปได้ แต่มีคุณสมบัติมากมายในขั้นตอนต่างๆ ของการพัฒนาในห้องปฏิบัติการผสมเทียม การทำให้เป็นแก้วไม่ใช่วิธีการใหม่ล่าสุดในการเก็บรักษาเซลล์ที่มีชีวิตด้วยการแช่เยือกแข็ง เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการแช่แข็งอย่างช้าๆ วันนี้ ผู้หญิงหลายคนมีโอกาสที่จะมีลูกด้วยพัฒนาการทางวิทยาศาสตร์
สรุป
เนื่องจากการทำงานของนักวิทยาศาสตร์หลายคน การทำให้เป็นแก้วสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ตู้แช่แข็งที่ตั้งโปรแกรมราคาแพง แต่ด้วยอุปกรณ์ง่ายๆ ที่ควบคุมโดยผู้ปฏิบัติงาน ดังนั้นวิธีการจึงง่ายขึ้นและผลลัพธ์ที่ได้ก็ดีขึ้น แม้จะประสบความสำเร็จอย่างยิ่งใหญ่ในการเก็บรักษาด้วยความเย็น แต่การนำการอนุรักษ์สิ่งมีชีวิตที่ถูกต้องที่อุณหภูมิต่ำมาใช้ในปัจจุบันเป็นไปไม่ได้