美国PMM 压电RNA注射

时值压电效应发现的一百周年，特参考马逊（W.P.Mason）之作撰写本文，简介压电性之历史及其应用。早期压电效应*止于学术上的趣味性研究，而如今则已成为非常有用的效应，用它制出各式各样的声电换能器，其操作频谱可由100Hz起涵盖至几个GHz，依频率的不同而有不同的用途。声纳、反潜、海底通讯、电话通讯等是低频（声频、AF波段）讯号**典型的应用。在几个MHz范围，其波长在毫米范围，适合用来作非破坏性的检验材料（nondestructivetesting,简称NDT）与医学诊断上，所谓超声波成像术、全像摄影术、计算机辅助声波断层摄影术等就是针对这些用途而研究的。频率在VHF、UHF波段则使用压电性所研制出来的表面声波电子组件。如延迟线、各式滤波器、回旋器（convolver）、相关器（correlator）等讯号处理组件，在通讯上与讯号处理上具有重要的应用。当频率高至低微波波段，其对应波长在微米范围，用来制作声学显微镜，其解像力可和传统的光学显微镜比美，而其机械波而非电磁波的独特性质，则可弥补光学显微镜在应用上的不足。压电破膜仪 PMM 的推广和应用不仅可以提高生殖医学领域的科研水平，还能够为更多不孕不育的夫妇带来希望。美国PMM 压电RNA注射

在正常受精过程中，精子进入卵子后，会导致卵细胞内的钙离子浓度发生持续数小时的周期性的短暂升高，这个过程被称为卵子的“钙震荡”，钙震荡会引发大量生化反应事件，代谢活动重新活跃起来，这个过程称为卵子***。精子***后的卵子会发生一系列的变化，包括细胞内钙离子浓度升高，皮质反应，透明带反应等，然后卵子完成第二次减数分裂，排出第二极体，开启后续的胚胎发育过程。第二代试管婴儿（ICSI）授精后，成熟卵子见不到2原核的受精标志，称为ICSI完全受精失败。ICSI受精失败在ICSI周期中比例约为1%-3%，其中30%的夫妇会发生反复持续的受精失败，是临床中极其棘手的难题。即使是经验丰富的胚胎学家，也无法避免这种情况。卵母细胞***失败是ICSI受精失败的主要原因之一。北京精子制动压电压电元件PMM利用压电晶体管压电效应，将卵细胞外层的透明带轻易穿孔，以执行动物克隆或人工生殖。

把示波器交直流选择开关置于“DC”挡，扫描范围置于“10～100kHz”挡，用X移位和Y移位将水平亮线移到方格坐标的**部，置X轴上。为了能估测压电效应的最高电压幅值，我们必须先用荧光屏前的方格坐标系，定出电压标尺：利用接在示波器Y输入接线柱上的两根导线，把一节干电池的1.5V电压加在示波器上，衰减放在1，Y增益放在比较低，可以发现刚才的水平亮线上跳（或下跳）两格左右，即此时两格**1.5V电压。在Y增益不变的情况下，再将Y衰减放在1000（即千分之一）挡，荧光屏前方格坐标的两格就可以**1500V了。将Y输入接线柱上的两根馈线的鳄鱼夹分别接在压电打火机压电元件的两个电极上，迅速按下其黑色塑料压杆，可以看到原来位于**高度的水平亮线向上（或向下）跳动又恢复原位。由于荧光屏的余晖作用，水平亮线在示波器上显现的是一条高度达四格的亮带，这表明该脉冲的电压幅值在3000V以上。如果想观察这个电压脉冲的波形，可以每次按动压杆的同时，细心调节示波器“扫描微调”旋钮（事先将扫描范围换到“10～100Hz”挡），我们可以在荧光屏上看到如图2所示的波形，其电压上升较陡，降低较平缓，峰值在四格以上。

虽然Piezo-ICSI对于大龄试管准妈妈们的***来说非常有意义，但这项技术的使用却对生殖中心有着比较高的门槛。日本英医院拥有三台Piezo-ICSI仪器，仪器的显微镜来自日本精工企业，手动精密操作台来自德国。作为**精密仪器，它的每一个组件成本都达百万，整体造价超过千万。

使用Piezo-ICSI不单单是设备升级，对培养师的操作要求和难度也是直线升级的。具体说来，因为受精操作是在高倍显微镜下利用操作杆来进行的，需要培养师同时配合操作观察操作杆、显微镜、受精针和显示屏。这么听起来是不是感觉难度似乎还可以？然而事实上，在操作的过程中，培养师需要不断的进行距离判断的「切换」：想象一下，**挪动1cm，镜下实际只会挪动0.1mm，但出现在视野中的范围，实际上会有5cm那么大！ PMM加载于显微操作设备的注射端，兼容性强，安装简便。

以piezo操作系统为技术支撑，在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术(ICSI)的基础上，进行了ICSI技术生产试管小鼠及转基因小鼠的尝试。实验结果表明以Hepes-CZB+3％蔗糖做操作液，用来自成年KM鼠附睾尾的新鲜精子头和pEGFP-N1质粒孵育处理冻融精子头，直接注射到B6D2 F1小鼠卵母细胞质中，注射后1h，83.3％的卵母细胞仍然存活，鲜精组和冻精组各有92.3％和83.0％成活卵子排出极体、出现原核。用CZB溶液继续培养ICSI胚胎，两组的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分别为(97.8％vs 94.7％)、(64％vs 64.5％)、(5％，vs 24.7％)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于体内受精对照组(64％，64.5％vs 88％；5％，24.7％vs70％P＜0.01)；将鲜精组原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及冻精组135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受体内，分别出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色)，效率分别为23.3％，4％，13.3％。健康成年的31只ICSI小鼠，没有明显的生理和行为异常。随机抽取六对鲜精组性成熟ICSI小鼠做交配实验，一个月后都有小鼠出生(平均窝产10.7只)。本实验表明，ICSI精子载体法可以比较高地制造小鼠转基因胚胎，小鼠附睾新鲜精子及无抗冻剂保护冷冻致死精子都具有足够的全程发育潜力。压电显微操作器PMM利用压电元件产生的驱动力来展示其对各种样品的优异穿孔能力。日本透明带打孔压电RNA注射

“PIEZO PMM 6”是一种压电显微操作系统，作为压电注射的先驱，投入了大量的资源进行其研发。美国PMM 压电RNA注射

**近几年来，Piezo-ICSI 法（压电显微受精法）被高度重视。使用了Piezo-ICSI法，与常规的显微受精技术相比，对卵子的损害更小。结果显示，用Piezo法会提高受精率，之后受精卵的发育也更好。Piezo-ICSI压电显微受精方法，与传统ICSI显微受精方式不同，采用平口而不是尖口的精子注射针，通过超音振动技术打开卵子透明带再将精子注入卵子，从而一定程度上减少了注射过程对卵子产生的损害，使高龄女性胚胎养囊率有所提升。临床数据显示，特别是针对一些大龄及反复受精失败的情况，Piezo-ICSI比常规ICSI方法的受精率从66.4%提高到79.4%，受精以后的退化率（即停止分裂）从18.6%降低到11.9%。而妊娠率从14.9%提高到23.1%。操作稳定性更强事实上相较Piezo法，常规的显微受精方法从稳定性上更难操作。用汽车来举例的话，Piezo法相当于自动档汽车，常规的显微受精方法相当于手动档汽车，Piezo法可以缩短培养师的培训时间。日本只有10家能做Piezo即使在日本，采用Piezo法的医院也不太多。在日本有600家进行体外受精、显微受精的医院，而采用Piezo法的医院或许也就10家左右。从现在起Piezo法的优势会得以重新评估，或许10年，20年后会在世界各地得以普及。美国PMM 压电RNA注射