Snabbare, billigare och mindre skadligt för DNA, en mikrochipenhet som sätter spermier i rasande fart mot varandra utvecklas av Afrouz Ataei från Florida Atlantic University och kan hjälpa till att förbättra IVF-framgångsfrekvensen i framtiden.

Ataei presenterar fitnessstatistiken för spermierna sorterade av hennes enhet den här veckan på American Physical Society March Meeting i Boston, och hon kommer också att delta i en presskonferens som beskriver arbetet. Information för att logga in för att titta och ställa frågor på distans finns i slutet av detta pressmeddelande.

"En integrerad del av in vitro kliniska procedurer är isoleringen av rörliga och morfologiskt normala livsdugliga spermier från sperma, sade Ataei, som förklarade att detta steg ökar chanserna till framgångsrik äggbefruktning i plastfat utanför kroppen (in vitro).

Dock, den konventionella metoden som används för att sortera den snabbaste spermien involverar centrifugering och flera höghastighets-, G-kraft inducerande spinnsteg, som kan skada det känsliga DNA som är inkapslat i en spermies huvud. Och ett ägg befruktat med spermier som skadats på detta sätt är osannolikt att utvecklas till ett livskraftigt embryo för implantation i livmodern.

Hos kvinnor under 35 år finns det bara 21,5 procents chans för en enda omgång provrörsbefruktning, eller IVF, vilket resulterar i en fullgången levande födsel. Och med varje omgång av IVF i USA som kostar i genomsnitt $10, 000-$15, 000, detta gör att förbättra oddsen för IVF-framgång är nyckeln till det ekonomiska och känslomässiga välbefinnandet för många av de par som upplever fertilitetsproblem.

Ataeis enhet lyckas välja ut de snabbare simmare utan några skadliga centrifugeringssteg. Istället, hennes enhet utnyttjar observationen att spermier simmar mot ett motsatt flöde av vätska vid vissa flödeshastigheter. Mikrochippet är utformat för att inducera hydrostatiskt tryck, som genererar vätskeflöde utan användning av annan utrustning.

"Inga andra enheter genererar flödet på detta sätt, och vår enhet är mycket lättare att använda, sa Ataei.

Ett obearbetat spermaprov injiceras i chipets inlopp tills det fyller den nedre mikrokammaren, och spermierna simmar gradvis uppströms mot strömmen. Om passform och tillräckligt snabb, spermierna tar sig förbi det ultratunna membranfiltret, som fungerar som mållinjen, och in i den övre kammaren. Ataei har analyserat vinnarens fitnessstatistik.

"Efter 45 minuter samlar vi provet från den övre uttagskammaren och börjar observera och analysera spermiernas hastighet, om de har DNA-fragmentering, och hur stor är procentandelen av detta jämfört med nuvarande metoder som centrifugering, " sa Ataei. "Vi fann att vid en specifik flödeshastighet, vi får de mest rörliga spermierna med högsta rörlighet."

"Jag tror att den här enheten har potential för klinisk användning, " tillade Ataei.

Teamet vid Florida Atlantic University fortsätter att optimera den mikrofluidiska enheten, i hopp om att öka koncentrationen av spermier som samlas in i den övre kammaren innan de lämnar in patent på sin design.