去年網(wǎng)上流傳著一張關(guān)于受精的詼諧圖片：如果你抱怨生活這么艱辛，那當(dāng)年的那場游泳比賽你就不該拿第一。
最近，來自德國烏爾姆大學(xué)（Ulm University in Germany）的一項(xiàng)研究或許會讓你更沒有理由喊累。
目前，體外受精在不孕癥治療中發(fā)揮著越來越重要的作用。體外受精獲得的孩子就是人們通俗上說的“試管嬰兒”。這項(xiàng)技術(shù)一直是不能通過自然方式受孕婦女的一個福音。但目前就我國而言，各大醫(yī)院試管嬰兒的成功率并不高，平均僅30%左右。
最近，德國烏爾姆大學(xué)的物理學(xué)家Andrei Sommer領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人類精子細(xì)胞在鉆石包被（a diamond petri dish）的培養(yǎng)皿上存活的時間和運(yùn)動活性，都高于在傳統(tǒng)的聚苯乙烯培養(yǎng)皿上，而且用近紅外光照射也能提高精子的活性，兩者單獨(dú)或者聯(lián)合使用能夠提高體外受精的成功率。這對不孕癥的治療具有重要的意義。
傳統(tǒng)的體外受精過程是分別將精子與卵母細(xì)胞取出，置于培養(yǎng)液內(nèi)使精子鉆入卵母細(xì)胞內(nèi)形成受精卵，然后再將該受精卵移植回母體的子宮內(nèi)。臨床上通常是在培養(yǎng)皿上完成體外受精的，而目前常用的培養(yǎng)皿幾乎都是以聚苯乙烯為原料生產(chǎn)的。
像任何類型的細(xì)胞一樣，精子在代謝過程中也會產(chǎn)生對細(xì)胞有損害作用的活性氧類（ROS）?；钚匝跤捎诤形磁鋵Φ碾娮?，因此化學(xué)性質(zhì)非常活躍，會與細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等相互作用，引起一系列交聯(lián)反應(yīng)，對細(xì)胞甚至機(jī)體造成各種損傷。在體內(nèi)，活性氧會與周圍的物質(zhì)相互作用，過程中會得到或失去一個電子而變成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，失去損傷細(xì)胞的能力。
聚苯乙烯材料會在其表面形成一道膠狀的納米厚度的水膜的性質(zhì)，但這層水膜會阻礙活性氧與周圍物質(zhì)的相互作用，因此不利于活性氧的中和消除。
因此，在精子和卵母細(xì)胞處于培養(yǎng)皿的那段時間里，精子相當(dāng)于一直處于自己代謝產(chǎn)生的自由基包圍之中（卵母細(xì)胞產(chǎn)生的自由基相對較少，因此比精子耐受自由基的損傷），這會對細(xì)胞造成極大的損傷，精子會很快就失去了它們的運(yùn)動活性，從快速游動變成了幾乎靜止的狀態(tài)，因此受精成功率比較低。
一般來說，樣品中精子的運(yùn)動活性越高，體外受精成功率越高，懷孕率也越高。
由于鉆石的表面形成的是一層光滑的水膜，不會阻礙自由基與周圍物質(zhì)的相互作用，可以保護(hù)細(xì)胞免受自由基的傷害。因此Sommer和他的同事們好奇，將精子培養(yǎng)于像鉆石這類材料的表面，是否會提高體外受精的成功率呢？
于是研究人員用少于一個微米的超薄鉆石層包被石英培養(yǎng)皿，并將人的精子培養(yǎng)于其中，并在聚苯乙烯包被的培養(yǎng)皿上重復(fù)相同的實(shí)驗(yàn)作為對照。這些精子細(xì)胞的活性被分成從A（快速運(yùn)動，最可能受精）到D（完全不動，不能受精）四個等級。
放置一個小時后，他們發(fā)現(xiàn)鉆石包被的培養(yǎng)皿中A等級精子的數(shù)目是聚苯乙烯培養(yǎng)皿中A等級精子數(shù)目的300%。該項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)年報《Annalsof Translational Medicine》上了。Sommer解釋說，這可能是因?yàn)樵阢@石包被的培養(yǎng)皿表面，活性氧類不能聚集，很快地就被轉(zhuǎn)變?yōu)橹行缘奈镔|(zhì)，失去損害細(xì)胞的能力。
以前也有研究表明，特定波長的光，如波長670納米的光（在可見光譜的紅光末端），可以提高細(xì)胞內(nèi)線粒體產(chǎn)生ATP（三磷酸腺苷）的含量，這使細(xì)胞更加具有活力。于是，該團(tuán)隊(duì)又測試了光照對精子活性的影響。經(jīng)過三十分鐘該波段光的照射下，研究人員發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組A級精子的數(shù)目是對照組的兩倍。
這些研究結(jié)果表明，鉆石包被的
培養(yǎng)皿和近紅外光照射的聯(lián)合使用，將會使精子存活時間更長，運(yùn)動活性更高，進(jìn)而顯著提高體外受精的效率。
當(dāng)然，鉆石包被的培養(yǎng)皿的價格比較昂貴，像研究中用到的培養(yǎng)皿的價錢大概在100美元左右。但Sommer表示，考慮到體外受精大概要花費(fèi)10,000美元甚至更多的時候，這個培養(yǎng)皿的價錢還是可以接受的。
美國俄亥俄州克利夫蘭診所生殖醫(yī)學(xué)中心的生物學(xué)家Ashok Agarwal說，這項(xiàng)研究不僅有趣，而且對生殖生物學(xué)的發(fā)展有重要的意義。
但是有一些研究人員擔(dān)心鉆石會對精子和受精卵造成損傷。Sommer也回應(yīng)說，研究中確實(shí)會涉及到納米鉆石顆粒進(jìn)入精子細(xì)胞的現(xiàn)象，但如果精子細(xì)胞位于惰性鉆石粒子表面則不會發(fā)生這種情況。盡管如此，該研究結(jié)果離臨床應(yīng)用還有很長的路要走。
也許未來，獲得一個健康的試管嬰兒是從先訂購一個鉆石包被的培養(yǎng)皿開始的。廣州邁志醫(yī)療設(shè)備http://www.mguangjie.com
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