การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับสร้างไมโครชาแนลสำหรับคัดเลือกตัวอสุจิที่สมบูรณ์เพื่อใช้ในการรักษาภาวะผู้มีบุตรยาก

ในกระบวนการรักษาภาวะผู้มีบุตรยากด้วยวิธี IMSI หรือ ICSI ซึ่งให้ผลที่มีประสิทธิภาพสูง แพทย์จำเป็นต้องคัดเลือกตัวอสุจิตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดยการดูใต้กล้องจุลทรรศน์ทางคลินิกและคัดเลือกทีละตัว ตัวอสุจิที่สมบูรณ์แบบจะไม่มีแวคิวโอลหรือรอยบุ๋มบริเวณส่วนหัว (Head) เห็นอะโครโซมชัดเจน รูปร่างไม่ผิดลักษณะ ส่วนกลาง (Midpiece) และ ส่วนหาง (Tail) ไม่แตกหักสมบูรณ์ ในโครงการวิจัยนี้ ทางผู้วิจัยจึงมุ่งที่จะพัฒนาเครื่องมือช่วยสนับสนุนแพทย์ให้สามารถคัดเลือกตัวอสุจิที่มีความสมบูรณ์ได้สะดวก ประหยัดเวลา และคาดว่าจะช่วยเพิ่มโอกาสในความสำเร็จในการรักษามากยิ่งขึ้น โดยอาศัยหลักการ 1) ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ว่าตัวอสุจิที่สมบูรณ์และสามารถปฏิสนธิได้ (Fertile and motile sperm หรือ Perfect sperm) ซึ่งการไม่มีแตกหักของสารพันธุกรรมนี้ทำให้ตัวอสุจิมีลักษณะการว่ายไปข้างหน้า (Forward swimming) 2) ลักษณะพฤติกรรมรีโอแทกซิสเชิงบวก (Positive Rheotaxis behavior) ในตัวที่สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์ สามารถว่ายด้วยอัตราเร็วได้ในช่วง 27-101 ไมโครเมตรต่อวินาที ส่วนตัวอสุจิที่สมบูรณ์มีการศึกษาพบว่าอัตราเร็วเฉลี่ยในซีเมน (Semen) อยู่ที่ 96.5 ไมโครเมตรต่อวินาที และ 3) ใช้หลักการออกแบบเครื่องมือช่วยคัดแยกด้วยระบบไมโครชาแนล (Microchannel) เป็นการสร้างช่องของไหลขนาดเล็กเลียนแบบธรรมชาติ ประกอบด้วยช่องเตรียมตัวอสุจิ ช่องทางสำหรับให้ตัวอสุจิว่ายทวนกระแสของเหลวหรือสารละลายเตรียมน้ำเชื้อ ช่องสำหรับฉีดสารละลายกระตุ้นให้ตัวอสุจิตอบสนอง และช่องสำหรับเก็บตัวอสุจิที่สมบูรณ์ ดังนั้นในการออกแบบจะใช้วิธีการสร้างแบบจำลองสภาวะในระบบให้คล้ายกับในระบบสืบพันธุ์เพศหญิง เพื่อกระตุ้นพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของตัวอสุจิให้เคลื่อนที่มายังบริเวณที่กำหนดเพื่อคัดเลือกตัวอสุจิที่สมบูรณ์ทั้งในแง่กายภาพและคุณภาพ ใช้ระบบของไมโครชาแนลซึ่งสามารถผลิตได้ด้วยเทคนิคลิโทรกราฟี (Lithography) ใช้วัสดุพอลิไดเมทิลซิโลเซน (Polydimethylsiloxane, PDMS) หรือโพลิเมอร์ชนิดอื่นที่เหมาะสม ไม่มีผลต่อเซลล์ มีความยืดหยุ่น สามารถขึ้นรูปเพื่อใช้งานได้ ผู้วิจัยคาดว่า เครื่องมือดังกล่าวจะช่วยให้เพิ่มโอกาสความสำเร็จ ทำให้เมื่อตัวอสุจิปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ และจะได้ตัวอ่อนที่มีคุณภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตามถึงแม้การคัดเลือกตัวอสุจิด้วยวิธีดังกล่าว อาจจะทำให้ได้ปริมาณตัวอสุจิที่ได้ลดลง แต่ด้วยเทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์โดยการทำอิ๊กซี่ ต้องการใช้ตัวอสุจิที่สมบูรณ์เข้าไปปฏิสนธิกับเซลล์ไข่โดยตรง โดยไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนตัวอสุจิ แต่อาศัยคุณภาพของสารพันธุกรรมที่บรรจุในหัวอสุจิโดยตรง ทำให้กระบวนการคัดตัวอสุจิด้วยวิธีดังกล่าวไม่ลดประสิทธิภาพของตัวอสุจิในการปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ในการนำไปใช้ในการรักษาโดยตรง โดยผู้วิจัยตั้งสมมติฐานว่าจะสามารถใช้กระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นนี้ในการคัดเลือกตัวอสุจิที่สมบูรณ์ออกมา ในผู้ที่ไม่มีความผิดปกติอย่างมาก เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการการรักษาด้วยเทคโนโลยีการเจริญพันธุ์ได้