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【探秘】试管婴儿中的胚胎是如何培养的?

来源:绵阳中心医院作者:李润编辑:小小2019-05-26

可能很多人都知道,试管婴儿治疗过程中需要让胚胎在体外培养3~5天,然后再移植回母体的子宫。可是很多人却不知道,在这期间胚胎是如何培养的。和体内环境不同,体外培养的胚胎可能承受更多风险,包括温度或渗透压的波动、微生物污染以及人员操作的影响等。那么体外生长的胚胎到底是如何培养的呢,今天就给大家揭秘一下。

1、胚胎体外培养所处的环境
生理状态下,胚胎生长在潮湿、低氧、无光的子宫内,母体为胚胎提供了生长发育所需的营养物质。在体外,为了让胚胎生长良好,需要尽可能提供接近母体子宫的培养环境和条件。稳定、无毒、无菌的环境和适宜的温度、pH、渗透压等培养条件是胚胎发育所必需的。体外培养的胚胎所处的环境如图1所示,胚胎直接与培养液接触并处于培养皿中,培养皿置于培养箱中,培养箱又处在实验室环境当中,因此,培养环境的优劣直接影响着胚胎的发育潜能。

2、培养液
培养液是胚胎生长的物质基础,它为胚胎发育提供能量和营养。人类胚胎培养液主要根据人类输卵管液体的成分,在改良动物胚胎培养液的基础上设计而成的,主要成分包括水、无机盐离子、能量底物、蛋白质、氨基酸、维生素、激素和生长因子以及抗生素等。培养液中水的含量占总成分的99%,它主要是各种营养物质的溶剂。无论胚胎还是胎儿,生长发育都离不开水,从这个角度也反映出水是生命之源。

无机盐离子如钾离子、钠离子、氯离子、钙离子等,主要作用是维持细胞渗透压,以及参与细胞生长调节。培养液中的能量物质主要是丙酮酸、乳酸和葡萄糖,他们在不同的发育阶段为胚胎提供能量。氨基酸的作用很多,如提供能量、作为生物合成的前体、调节渗透压、调节细胞内pH、抗氧化剂、螯合剂以及调节分化等。维生素是调节细胞新陈代谢的生物活性物质,可以刺激和维持胚胎的正常发育。培养液中添加蛋白质可以抑制脂肪的过氧化反应,从而稳定和保护细胞膜。还可以结合各种抗体、重金属、脂蛋白、有毒有害物质,从而保护胚胎。另外还可以防止胚胎相互黏附或粘在培养皿表面。抗生素的主要作用是抑制细菌生长,防止胚胎遭受污染。

3、培养箱
培养箱是IVF实验室最重要的设备之一,它为胚胎生长提供适宜的温度、湿度、pH,被喻为IVF实验室的“心脏”。根据加热方式不同,培养箱可以分为水套加热式和自热式。根据加湿方式不同,可以分为靠水分蒸发加湿、将水雾化加湿以及让气体经过外设湿化瓶再进入培养箱加湿三种。根据供气方式不同,可分为两气和三气培养箱。目前市面上培养箱的种类很多,各有优缺点。可以说,一个培养箱的好坏直接决定了胚胎培养的成败。

4、实验室环境
无论是培养液还是培养箱,他们都是胚胎生长的微环境,都处在实验室这个宏观环境之下。因此,实验室宏观环境的改变最终会影响微观环境,进而影响胚胎的生长发育。合适的温度和湿度不仅有利于胚胎的生长,也有利于仪器设备的正常运转,更会让实验室技术人员感到舒适,从而更好的开展工作。此外,无毒、无菌、无尘、较低的挥发性有机化合物(VOC)含量,也是胚胎培养室所必需的条件。

以上内容只介绍了胚胎体外培养所需的条件以及所处的环境,虽然都很重要,但更关键的还是技术人员的操作。无论是直接对胚胎进行操作,还是对试剂耗材和培养环境进行质控,都需要人来完成。

作者:李润
文章来源:绵阳中心医院生殖医学中心

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