پژوهشگران دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، سامانه جدیدی را برای جداسازی اسپرم های فعال انسانی و کمک به درمان ناباروری طراحی و با موفقیت آزمایش کردند.
به گزارش خط رند ۹۱۲ به نقل از دانشگاه تهران، دکتر مهدی مقیمی زند عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، درباره این سامانه اظهار داشت: در موضوع کمک به درمان ناباروری، تا حالا فناوری های زیادی تحت عنوان روش های کمک باروری پدید آمده اند. هم اکنون نرخ موفقیت فناوری های کمک باروری محدود به حدود ۳۳% در هر سیکل درمانی است. بدین سبب ضرورت استفاده از چندین سیکل باروری برای درمان ناباروری مشخص است.
وی اضافه کرد: جداسازی و انتخاب اسپرم، گام محوری در روش های کمک باروری بشمار می رود و ایجاد بهبود در این مرحله و به ویژه کاهش لطمه به اسپرم ها که از معایب روش های فعلی است، می تواند نرخ موفقیت باروری و بصورت بالقوه سلامتی فرزندان را بطور قابل توجهی افزایش دهد.
مجری طرح ساخت این سامانه افزود: بر این اساس در چند سال گذشته، پروژه های متنوعی در حوزه طراحی، ساخت و تست ادوات کمک باروری تعریف و اجرا شد. در آخرین پژوهش صورت گرفته در آزمایشگاه ادوات پزشکی کوچک، BioMEMS و LoC در دانشکده مکانیک، طراحی و ساخت افزاره میکروسیالی چندعاملی بصورت غیرفعال و بدون نیاز به تجهیزات جانبی گسترده برای جداسازی اسپرم های سالم انجام شده است.
به گفته عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، طراحی این افزاره، بستر همگرایی میان فناوری MEMS، نانوفناوری و فناوری اپتیک را فراهم نموده و هم افزایی ناشی از این همگرایی را در خدمت فناوری های کمک باروری قرار می دهد. نتایج حاصل از تحلیل رفتار حرکتی اسپرم و کیفیت اسپرم های جداسازی شده، نشان از بهبود شاخص نسبت به روش های سنتی دارد.
مقیمی زند درباب مزیت مهم این روش نسبت به روش های معمول دیگر اظهار داشت: «مزیت اسپرم های جداسازی شده در این افزاره، آنست که تحریک نوری در عین غیرآسیب زا بودن، موجب جبران کاهش تحرک اسپرم در طول شنا کردن به سمت خروجی می شود. از طرف دیگر سطوح نانوساختار موجب تسهیل حرکت اسپرم ها بر روی سطح شده (افزایش سرعت ۲۰ تا ۸۵ درصدی) و ترکیب آن با تحریک نوری حتی از میزان تولید گونه های اکسیژن واکنش پذیر نسبت به روش گرادیان چگالی کاهش می دهد (۶۶.۴ در مقابل ۳۹.۱۰ درصد). هندسه و طراحی کانال ها نیز نقش تمایزدهندگی میان اسپرم ها را بر عهده دارند. در مجموع، این افزاره می تواند بعنوان یک محصول قابل رقابت جهت ورود به چرخه درمان ناباروری مطرح شود.»
مقیمی زند انجام پروسه جداسازی اسپرم های سالم با بهره گیری از تلفیقی از عوامل مؤثر و استفاده از اثر هم افزایی آنها، عدم حذف اسپرم های با تحرک متوسط از چرخه انتخاب بواسطه تسهیل و بهبود در تحرک بواسطه سطوح نانوپوششی و تحریک نوری، حذف هرگونه مواد زائد و اسپرم های مرده در پروسه جداسازی، جداسازی سلول های زنده، با تحرک بالا و همین طور تراکم قابل قبول در خروجی های سامانه میکروسیالی و جداسازی برمبنای درجه تحرک اسپرم در خروجی های چندگانه سامانه میکروسیالی همچون مزایای این سامانه عنوان نمود.
وی زمان نسبتاً کم پروسه جداسازی (۱۰ دقیقه برای سامانه اصلی و ۳۰ دقیقه برای سامانه سَرَند اسپرم)، دم وارد کردن لطمه به DNA نمونه های اسپرم، کاهش میزان تولید ROS در نمونه بواسطه ترکیب عملکرد تحریک نوری و سطح نانوپوششی، قابلیت استفاده از سامانه تحریک نوری بصورت مستقل در پروسه IUI و IVF، طراحی با در نظر گرفتن توسعه آینده (قابلیت افزودن عوامل جدید دیگر بدون نیاز به تغییر در طراحی) و هزینه تمام شده پایین تر ریزتراشه به جهت قابلیت تجمیع تعداد قابل قبول (حدود ۹ طرح) بر روی ویفر سیلیکونی بعنوان قالب و سرشکن شدن قیمت بر روی تعداد از دیگر مزیت های این روش اعلام نمود.
مجری این پروژه در آخر اشاره کرد: علاوه بر نوع غیرفعال، طراحی، ساخت و تست افزاره فعال با بهره گیری از جریان معکوس سیال نیز انجام پذیرفته که نتایج امیدبخشی به ویژه به جهت برون دهی و میزان نمونه جمع آوری شده داشته است. همین طور تحقیقات بر روی افزاره های فعال کماکان ادامه دارد.
این پژوهش با کمک علی لسانی و ایمان رمضانی دانشجویان مقاطع دکتری و کارشناسی ارشد، و تحت راهنمایی دکتر مهدی مقیمی زند و دکتر سمیه کاظم نژاد (مرکز ناباروری ابن سینا) و با مشاوره دکتر رضا نصرتی (دانشگاه موناش استرالیا) و نیز با همکاری محققینی از مرکز ناباروری ابن سینا و دانشگاه های کالیفرنیا برکلی و ایالتی سن فرانسیسکو صورت گرفته است.
گفتنی است نتایج حاصل از این پژوهش تا حالا در مجلات Scientific Reports از انتشارات Nature و مجله Computers in Biology and Medicine از انتشارات Elsevier به چاپ رسیده است.
