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在正常受精過(guò)程中,,精子進(jìn)入卵子后,,會(huì)導(dǎo)致卵細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度發(fā)生持續(xù)數(shù)小時(shí)的周期性的短暫升高,,這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為卵子的“鈣震蕩”,鈣震蕩會(huì)引發(fā)大量生化反應(yīng)事件,,代謝活動(dòng)重新活躍起來(lái),,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為卵子***。精子***后的卵子會(huì)發(fā)生一系列的變化,,包括細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高,,皮質(zhì)反應(yīng),透明帶反應(yīng)等,然后卵子完成第二次減數(shù)分裂,,排出第二極體,,開(kāi)啟后續(xù)的胚胎發(fā)育過(guò)程。第二代試管嬰兒(ICSI)授精后,,成熟卵子見(jiàn)不到2原核的受精標(biāo)志,,稱(chēng)為ICSI完全受精失敗。ICSI受精失敗在ICSI周期中比例約為1%-3%,,其中30%的夫婦會(huì)發(fā)生反復(fù)持續(xù)的受精失敗,,是臨床中極其棘手的難題,。即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的胚胎學(xué)家,,也無(wú)法避免這種情況。卵母細(xì)胞***失敗是ICSI受精失敗的主要原因之一,。PMM利用壓電晶體管壓電效應(yīng),,將卵細(xì)胞外層的透明帶輕易穿孔,以執(zhí)行動(dòng)物克隆或人工生殖,。香港透明帶壓電單精注射
Piezo-ICSI令人欣喜的結(jié)果早在1999年,,《人類(lèi)》雜志上就發(fā)表了關(guān)于普通ICSI和Piezo-ICSI在受精率、受精之后退化率(終止分裂率)及妊娠率等方面的數(shù)據(jù)對(duì)比,。結(jié)果顯示,,Piezo-ICSI是非常有效的一項(xiàng)技術(shù)。通過(guò)這種「不強(qiáng)迫」,、「不刺激」的「溫柔手法」,,Piezo-ICSI可以明顯提高受精率,且對(duì)**終的妊娠結(jié)果也起著非常積極的作用,!作為平均患者年齡39歲的生殖中心,,日本英醫(yī)院接診了眾多的大齡患者,深知大齡患者由于卵子老化,、卵子質(zhì)量下降,,更容易出現(xiàn)受精率和囊胚養(yǎng)成率不高的情況,**終導(dǎo)致試管成功率偏低,。因此,,鹽谷院長(zhǎng)決定引進(jìn)Piezo-ICSI這項(xiàng)技術(shù),來(lái)幫助解決大齡患者遇到的難題,。通過(guò)對(duì)比42歲以上患者使用Piezo-ICSI技術(shù)后的培養(yǎng)結(jié)果,,我們發(fā)現(xiàn):受精率、分裂率及囊胚養(yǎng)成率都有所提升,,特別是***的囊胚養(yǎng)成率,,總體提高了35.9%。44歲患者通過(guò)Piezo-ICSI取卵2顆養(yǎng)成2顆囊胚Piezo-ICSI技術(shù)在處理卵子時(shí)可以**小化對(duì)卵子的損傷,因此英醫(yī)院針對(duì)所有40歲以上的患者都在使用顯微受精時(shí)用到Piezo-ICSI技術(shù),。發(fā)表于2019年11月的第64回日本生殖醫(yī)學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)報(bào)告中,,也從臨床數(shù)據(jù)上再次確認(rèn)了Piezo-ICSI的有效性。日本透明帶壓電PMM 6DPiezo可以輕易破壞核的細(xì)胞質(zhì)膜收集核,利用平口針就可以一次注射1個(gè)或更多的核,,用于細(xì)胞核顯微注射,。
時(shí)值壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的一百周年,特參考馬遜(W.P.Mason)之作撰寫(xiě)本文,,簡(jiǎn)介壓電性之歷史及其應(yīng)用,。早期壓電效應(yīng)*止于學(xué)術(shù)上的趣味性研究,而如今則已成為非常有用的效應(yīng),,用它制出各式各樣的聲電換能器,,其操作頻譜可由100Hz起涵蓋至幾個(gè)GHz,依頻率的不同而有不同的用途,。聲納,、反潛、海底通訊,、電話通訊等是低頻(聲頻,、AF波段)訊號(hào)**典型的應(yīng)用。在幾個(gè)MHz范圍,,其波長(zhǎng)在毫米范圍,,適合用來(lái)作非破壞性的檢驗(yàn)材料(nondestructivetesting,簡(jiǎn)稱(chēng)NDT)與醫(yī)學(xué)診斷上,所謂超聲波成像術(shù),、全像攝影術(shù),、計(jì)算機(jī)輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對(duì)這些用途而研究的。頻率在VHF,、UHF波段則使用壓電性所研制出來(lái)的表面聲波電子組件,。如延遲線、各式濾波器,、回旋器(convolver),、相關(guān)器(correlator)等訊號(hào)處理組件,在通訊上與訊號(hào)處理上具有重要的應(yīng)用,。當(dāng)頻率高至低微波波段,,其對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)在微米范圍,用來(lái)制作聲學(xué)顯微鏡,,其解像力可和傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡比美,,而其機(jī)械波而非電磁波的獨(dú)特性質(zhì),則可彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡在應(yīng)用上的不足,。
單精子顯微注射技術(shù)——解決因精子問(wèn)題導(dǎo)致的不育癥在自然受孕過(guò)程中,,精子需要經(jīng)歷一系列復(fù)雜的生理反應(yīng),,包括頂體反應(yīng)、穿越透明帶等,,才能與卵子結(jié)合,。然而,當(dāng)男性存在嚴(yán)重的少精子癥,、弱精子癥或畸形精子癥時(shí),,這些自然過(guò)程可能無(wú)法順利完成,導(dǎo)致不育,。此時(shí),,單精子顯微注射技術(shù)便成為了一種有效的解決方案。單精子顯微注射技術(shù)針對(duì)男性精子問(wèn)題而設(shè)計(jì),,也被稱(chēng)為第二代試管嬰兒技術(shù),,其**在于通過(guò)顯微操作,將單個(gè)精子直接注入卵母細(xì)胞的胞漿內(nèi),,從而繞過(guò)自然受精過(guò)程中精子需要穿越卵子透明帶的障礙,。單精子顯微注射的操作過(guò)程即使用一根極細(xì)的顯微操作針,將經(jīng)過(guò)篩選的單個(gè)精子注入到卵母細(xì)胞的胞漿內(nèi),。這一過(guò)程需要極高的精確度和技巧,以確保精子能夠成功進(jìn)入卵子,。受精成功后,,受精卵將被培養(yǎng)至早期胚胎階段,并移植到母體子宮內(nèi),,以期實(shí)現(xiàn)妊娠,。PMM通過(guò)將精子尾部與頭部割離,精子頭部吸入平口,在中低檔能量下即可穿透透明帶,進(jìn)行單精子顯微注射。
壓電材料的應(yīng)用領(lǐng)域可以粗略分為兩大類(lèi):即振動(dòng)能和超聲振動(dòng)能-電能換能器應(yīng)用,,包括電聲換能器,,水聲換能器和超聲換能器等,以及其它傳感器和驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用,。換能器換能器是將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的器件壓電聚合物電聲器件利用了聚合物的橫向壓電效應(yīng),,而換能器設(shè)計(jì)則利用了聚合物壓電雙晶片或壓電單晶片在外電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的彎曲振動(dòng),利用上述原理可生產(chǎn)電聲器件如麥克風(fēng),、立體聲耳機(jī)和高頻揚(yáng)聲器,。目前對(duì)壓電聚合物電聲器件的研究主要集中在利用壓電聚合物的特點(diǎn),研制運(yùn)用其它現(xiàn)行技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的,、而且具有特殊電聲功能的器件,,如抗噪聲電話、寬帶超聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)等,。為滿(mǎn)足特定要求而開(kāi)發(fā)的各種原型水聲器件,,采用了不同類(lèi)型和形狀的壓電聚合物材料,,如薄片、薄板,、疊片,、圓筒和同軸線等,以充分發(fā)揮壓電聚合物高彈性,、低密度,、易于制備為大和小不同截面的元件、而且聲阻抗與水?dāng)?shù)量級(jí)相同等特點(diǎn),,***一個(gè)特點(diǎn)使得由壓電聚合物制備的水聽(tīng)器可以放置在被測(cè)聲場(chǎng)中,,感知聲場(chǎng)內(nèi)的聲壓,且不致由于其自身存在使被測(cè)聲場(chǎng)受到擾動(dòng),。而聚合物的高彈性則可減小水聽(tīng)器件內(nèi)的瞬態(tài)振蕩,,從而進(jìn)一步增強(qiáng)壓電聚合物水聽(tīng)器的性能。PRIME TECH PMM 用于小鼠ICSI,。香港PMM 壓電ICSI
壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力,,可以良好的穿刺各類(lèi)樣品:如小鼠、豬,、牛的卵母細(xì)胞和胚胎,。香港透明帶壓電單精注射
下面我們利用壓電陶瓷測(cè)試壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。常用的壓電陶瓷是由鋯鈦酸鉛(PZT)材料做成的,。將PZT材料做成的壓電陶瓷片粘在圓形黃銅片上就構(gòu)成了壓電陶瓷元件,。它具有明顯的壓電效應(yīng)。首先,,將壓電陶瓷片A的兩根引線通過(guò)一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)與信號(hào)發(fā)生器相聯(lián),。將壓電陶瓷片B的兩根引線與擴(kuò)音器(帶喇叭)的輸入端相連。將A,、B兩個(gè)壓電陶瓷片用黑封泥固定在同一個(gè)木板制成的箱子上,。當(dāng)觀察者將按鈕開(kāi)關(guān)按下,接通信號(hào)發(fā)生器和壓電陶瓷A時(shí),,由于逆壓電效應(yīng),,A開(kāi)始振動(dòng),并把振動(dòng)傳給木箱,,木箱的振動(dòng)傳給壓電陶瓷B,,由于壓電效應(yīng),使B兩邊產(chǎn)生變化電信號(hào),,再傳給擴(kuò)音器使喇叭發(fā)聲,,所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)演示了壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。香港透明帶壓電單精注射