CN107022484A - 一种胚胎培养单元及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于胚胎培养技术领域，涉及一种胚胎培养单元，包括透明材质的培养单元主体，培养单元主体的上表面开设一个进样端塞孔和一个取样端塞孔，进样端塞孔和取样端塞孔中塞入塞子密封，进样端塞孔的底部设置进样孔，取样端塞孔的底部设置取样孔，取样孔的正下方设置胚胎容纳腔，培养单元主体内设置胚胎培养腔，胚胎培养腔通过进样通道连通进样孔，胚胎培养腔通过出样通道连通胚胎容纳腔。这种胚胎培养单元装入用二氧化碳预先平衡好的一程式培养基后，构成了一个绝对密闭的胚胎体外培养***，可直接在37℃普通恒温箱中支持受精卵体外发育至囊胚阶段，无需二氧化碳培养箱，便于观察胚胎的发育，大幅简化了培养步骤，提高了工作效率和质量。

Description

一种胚胎培养单元及其制作方法

技术领域

本发明属于胚胎培养器具技术领域，涉及一种胚胎培养单元及其制作方法。

背景技术

目前的体外授精和胚胎培养均在二氧化碳培养箱中完成，依赖培养箱中恒定的温度和恒定浓度的二氧化碳与培养基中的化学成分互相作用和交流，来维持精卵授精和胚胎生长所需的生理环境。但现有的培养***中无论是硬件设备(培养装置或培养箱)上还是在培养基方面都存在一些缺陷或不足。就硬件而言，现有的培养装置(培养箱)是一个开放式的***，二氧化碳培养箱内的气体需不断地与箱外即胚胎实验室内的空气交流才能维持培养箱内或装置内气体的平衡与稳定，因此这样的开放式***存在以下明显的不足或缺陷：一是装置内的气体浓度和温度实际上是处于一种动态的平衡状态，气体浓度和温度在一定的范围内波动，波动的大小则取决于装置或培养箱的型号、质量和培养箱的开门频率；二是实验室内的挥发性有机物、有害的理化因子如臭氧等可以通过这一开放式的气体交流体系进入到二氧化碳培养箱内，导致胚胎的损伤，甚至死亡；其三是当二氧化碳培养箱开门时，箱内的气体大量溢出而不可避免地造成培养箱内的气体浓度和温度剧烈地波动，随着开门次数的增加，这种剧烈波动造成胚胎伤害的程度也随之增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胚胎培养单元，在制作胚胎培养单元的时候预先装入用二氧化碳预平衡好的培养基，加入受精卵或胚胎即可培养至囊胚或所需的胚胎发育阶段，使用时仅需在37℃恒温箱中复温即可，无需在二氧化碳培养箱中平衡，观察胚胎时也无需取出胚胎，只需将整个装置取出，置于带有恒温板的显微镜下观察或拍照即可。观察时不会导致胚胎培养的微环境产生任何改变或波动，使胚胎生长的微环境在整个培养过程中保持恒定。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案。一种胚胎培养单元，包括透明材质的培养单元主体，培养单元主体的上表面开设一个进样端塞孔和一个取样端塞孔，进样端塞孔和取样端塞孔中塞入塞子密封，进样端塞孔的底部设置进样孔，取样端塞孔的底部设置取样孔，取样孔的正下方设置胚胎容纳腔，培养单元主体内设置胚胎培养腔，胚胎培养腔通过进样通道连通进样孔，胚胎培养腔通过出样通道连通胚胎容纳腔。

一种较佳的技术方案，进样通道的最窄处位于上端，进样孔逐渐收缩，平滑过渡至进样通道的最窄处，然后进样通道逐渐放大，进样通道下端与胚胎培养腔连通；出样通道的下端连通胚胎培养腔，出样通道逐渐收缩，出样通道的最窄处之后又逐渐放大，采用平滑圆弧过渡与胚胎容纳腔连通。通过窄口设计能够显著降低两端开口处由于开塞子时短时间接触空气可能导致胚胎培养腔内培养液理化因素的微小波动，从而最大程度地保障了培养环境的恒定性。

一种较佳的技术方案，胚胎培养腔与进样通道的连接处通过快速收缩段过渡，快速收缩段起到防止受精卵或胚胎回流至进样通道。

一种较佳的技术方案，进样通道与胚胎培养腔的连接处通过一段过渡圆弧连接，过渡圆弧的弯曲方向与该连接处的进样通道壁的弯曲方向和胚胎培养腔壁弯曲方向相反，当然该过渡圆弧应该与进样通道和胚胎培养腔相切，以保证受精卵顺利流入胚胎培养腔。

一种较佳的技术方案，进样通道的最窄处直径不大于1.5mm，出样通道的最窄处通道直径大小为1.5-2.0mm。

一种较佳的技术方案，从进样孔至进样通道，再到胚胎培养腔，再到出样通道，再到胚胎容纳腔的整个通道内壁是平滑过渡及光滑的，没有拐角和毛刺，拐弯的地方均采用相切的圆弧过渡，使得受精卵或胚胎细胞可滑动，不被挂住。

一种较佳的技术方案，培养单元主体采用玻璃材质，也可以采用其他任意对胚胎无毒的透明材料，塞子采用硅胶塞，硅胶塞弹性好，便于密封，并且对胚胎无毒。

一种较佳的技术方案，胚胎培养腔的底部呈弧形，保证培养过程中，受精卵或胚胎汇集在一起，并停留在胚胎培养腔的最低处。

一种较佳的技术方案，胚胎容纳腔的底部呈弧形，并且胚胎容纳腔的最低点位于取样孔的正下方，方便取胚胎。

一种较佳的技术方案，进样端塞孔和取样端塞孔的侧壁上多道横向凸棱，可以采用螺纹状，或者类似螺纹状的凸棱，横向凸棱可以挤压硅胶塞，起到密封效果，保证不漏气。

一种较佳的技术方案，进样孔的孔口外沿高于进样端塞孔的底部平面，使得孔口外沿可以挤入硅胶塞底面，保证密封效果。同理，取样孔的孔口外沿高于取样端塞孔的底部平面。

一种较佳的技术方案，进样端塞孔和取样端塞孔的直径为10mm。进样孔是直径4mm的圆型，取样孔是椭圆型，最佳的取样孔是长轴6mm、短轴3mm的椭圆型。

一种较佳的技术方案，培养单元主体的表面设置缺口，缺口用于固定松紧带，松紧带固定硅胶塞，防止硅胶塞松动，或有其它防止胶塞意外松动的结构。

一种较佳的技术方案，培养单元主体上表面设置放置硅胶塞的卡槽，以便于拔出硅胶塞后固定放置，不弄混乱或掉落。

一种前述胚胎培养单元制作过程为：首先制作与培养单元主体内部的进样端塞孔、进样孔、进样通道、胚胎培养腔、胚胎容纳腔、取样孔、取样端塞孔形状一致的整体内模，固定整体内模，浇注成型培养单元主体，然后再腐蚀去除整体内模，从而得到胚胎培养单元。当3D打印技术足够完善时，也可以直接采用3D打印技术制作本胚胎培养单元。

进一步的，向胚胎培养腔内注入预先使用二氧化碳平衡好的胚胎培养基(推荐使用一程式培养基)，然后用硅胶塞密封进样端塞孔和取样端塞孔。

进一步的，所述整体内模的材质选用金属为佳，采用化学物质或酸进行腐蚀。培养单元主体的材质采用玻璃或其他任意容易成型，并且对胚胎无毒的，且不被酸腐蚀的材料。

本发明的优点：1.预先注入预先使用二氧化碳平衡好的胚胎培养基，加塞密封后成为即用型的胚胎独立培养单元，用户使用时，培养单元经37℃复温后直接从进样孔加入受精卵子或不同发育阶段的胚胎，并放置于普通的恒温箱中培养至所需的发育阶段即可。操作极为方便、简单，不但大大减轻了工作强度、提高了工作效率，而且大幅度降低了操作失误的风险；2.用户使用前无需再用二氧化碳平衡培养基，大幅度地减少了胚胎培养室对二氧化碳培养箱的使用量和二氧化碳气体的使用量，节省了费用又提高了培养室安全性；3.由于胚胎培养单元体积很小，较佳的体积为55mm*25mm*35mm(长*宽*高)，一个标准大小的恒温箱至少可以放置两百个胚胎培养单元，按每台二氧化碳培养箱同时培养不超过两个人胚的推荐用法的话，如果使用本胚胎培养单元的话，一台标准大小恒温箱的培养容量相当于一百台以常规培养条件下的二氧化碳培养箱的使用容量，因此不但节约了大量的实验室空间、二氧化碳气体，还提高了胚胎实验室的安全性；4.胚胎培养单元是一个独立的密闭培养***，培养腔内的温度及PH值能够保持高度的恒定性，不会随着恒温培养箱开门而变化，不同的培养物之间不会互相干扰，除培养室长时间断电以外的外环境的任何变动或事故(如实验室消毒的紫外灯光等)均不会影响培育结果，不会影响胚胎培养质量，从而大幅度提高了胚胎的培养质量，以及体外培养的安全性和稳定性。此外即使断电，也可以将培养单元取出，靠人体体温继续维持培养，这一特性也方便胚胎的应急转移或运输；5.加入受精卵后，可直观地观测培养过程，安装摄像头，可动态观测培养过程；取出体外观察时，也不会改变培养腔内的理化因素，这个特性对于对环境变化敏感的胚胎来说极为关键；6.从胚胎容纳腔取胚胎时，取胚胎时如发现仍需培养，可使胚胎回流至胚胎培养腔继续培养，并且回流时胚胎不会倒流至进样通道；7.整个胚胎培养单元密封性好，进样通道和出样通道采用收缩式结构，并且平滑过渡，空气隔绝性好；8.胚胎培养单元的制作方法解决了加工内部腔体通道的难题，保证内部光滑无毛刺，并且过渡区域圆弧平滑过渡。

附图说明

图1是本发明的胚胎培养单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细阐明本发明。

实施例1

参照图1，一种胚胎培养单元，包括透明材质的培养单元主体1，培养单元主体1的上表面开设一个进样端塞孔3和一个取样端塞孔4，进样端塞孔3和取样端塞孔4中塞入塞子密封，进样端塞孔3的底部设置进样孔5，取样端塞孔4的底部设置取样孔6，取样孔6的正下方设置胚胎容纳腔7，培养单元主体1内设置胚胎培养腔2，胚胎培养腔2通过进样通道8连通进样孔5，胚胎培养腔2通过出样通道9连通胚胎容纳腔7。

本实施例中，培养单元主体1采用玻璃材质，也可以采用其他任意对胚胎无毒的透明材料，塞子采用硅胶塞，硅胶塞弹性好，便于密封，并且对胚胎无毒。

本实施例中，进样通道8的最窄处直径不大于1.5mm，实际加工中，可加工成直径1-1.5mm的圆孔。进样通道8的最窄处位于上端，进样孔5逐渐收缩，平滑过渡至进样通道8的最窄处，然后进样通道8逐渐放大，进样通道8下端与胚胎培养腔2连通。出样通道9的下端连通胚胎培养腔2，出样通道9逐渐收缩，出样通道9的最窄处通道大小为1.5-2.0mm，出样通道9的最窄处之后又逐渐放大，采用平滑圆弧过渡与胚胎容纳腔7连通。因为进样通道8的最窄处不大于1.5mm，出样通道9的最窄处通道大小为1.5-2.0mm，起到减缓两侧液体交流的速度，有利于培养腔环境保持稳定的作用，在加样取样过程中，对内部胚胎培养腔2的环境影响非常小，该胚胎培养单元的内部充入预先使用二氧化碳平衡好的培养基(建议使用一程式培养基)，通过硅胶塞密封，使用时，先在37℃恒温箱复温约45分钟，然后取出进样端塞孔3的硅胶塞，放入受精卵后，马上塞紧硅胶塞，将该胚胎培养单元放入恒温培养箱中即可，受精卵缓慢向胚胎培养腔2扩散。因为它是透明材质的，可以在任何需要的时间取出胚胎培养单元观测胚胎发育情况，也可在恒温培养箱中安装摄像头动态观测胚胎培养过程，观察完毕，放回恒温箱中继续培养即可；如需取出胚胎，立放胚胎培养单元，即可使胚胎流入胚胎容纳腔7，然后恢复正常卧置，打开取样胶塞，使用胚胎转移吸管即可管取出胚胎；如果发现仍需进一步培养，倒立胚胎培养单元，使胚胎回流至胚胎培养腔2中，再回复正常卧置继续培养，也可以转移到另一个新的胚胎培养单元中继续培养。

为了防止旋转胚胎培养单元时，胚胎回流进入进样通道8，进样通道8与胚胎培养腔2的连接处通过一段过渡圆弧连接，过渡圆弧的弯曲方向与该连接处的进样通道壁的弯曲方向和胚胎培养腔壁弯曲方向相反，当然该过渡圆弧应该与进样通道8和胎胎培养腔2相切，以保证受精卵顺利流入胚胎培养腔2。换一种表述方式，进样通道8的下端通道孔比胚胎培养腔2的孔小，胚胎培养腔2与进样通道8的连接处通过快速收缩段10过渡，快速收缩段10起到防止受精卵或胚胎回流至进样通道8。

本实施例中，胚胎培养腔2的底部呈弧形，保证培养过程中，受精卵或胚胎汇集在一起，并停留在胚胎培养腔2的最低处。

本实施例中，胚胎容纳腔7的底部呈弧形，并且胚胎容纳腔7的最低点位于取样孔6的正下方，方便取胚胎。

本实施例中，从进样孔5至进样通道8，再到胚胎培养腔2，再到出样通道9，再到胚胎容纳腔7的整个通道内壁是平滑过渡的，没有拐角和毛刺，拐弯的地方均采用相切的圆弧过渡，使得受精卵或胚胎细胞可滑动，不被挂住。

本实施例中，进样端塞孔3和取样端塞孔4的侧壁上多道横向凸棱，可以采用螺纹状，或者类似螺纹状的凸棱，横向凸棱可以挤压硅胶塞，起到密封效果，保证不漏气。

本实施例中，进样孔5的孔口外沿高于进样端塞孔3的底部平面，使得孔口外沿可以挤入硅胶塞底面，保证密封效果。同理，取样孔6的孔口外沿高于取样端塞孔4的底部平面。

本实施例中，进样端塞孔3和取样端塞孔4的直径为10mm。进样孔5是直径4mm的圆型，进样孔5只要便于放入受精卵即可，在此前提下，进样孔5口尽量小。取样孔6是椭圆型，因为取胚胎时，取样管一般是倾斜***胚胎容纳腔7的，为了方便在取样时观察，所以把取样孔6加工成椭圆型。最佳的，取样孔6是长轴6mm、短轴3mm的椭圆型。

本实施例中，培养单元主体1的尺寸规格为长55mm、宽25mm、高35mm。

本实施例中，培养单元主体1的表面设置缺口，缺口用于固定松紧带，松紧带固定硅胶塞，防止硅胶塞松动，进一步的，培养单元主体1上表面设置放置硅胶塞的卡槽，以便于拔出硅胶塞后固定放置，不弄混乱或掉落。

前述胚胎培养单元制作过程为：制作与培养单元主体1内部的进样端塞孔3、进样孔5、进样通道8、胚胎培养腔2、胚胎容纳腔7、取样孔6、取样端塞孔4形状一致的整体内模，固定整体内模，浇注成型培养单元主体1，然后在腐蚀去除整体内模，从而得到胚胎培养单元，可在出厂前向胚胎培养腔2内注入预先用二氧化碳平衡好的胚胎培养基，然后用硅胶塞密封进样端塞孔3和取样端塞孔4。所述整体内模的材质选用易腐蚀金属为佳，采用酸或其它化学物质腐蚀。培养单元主体1的材质采用玻璃或其他任意容易成型，并且对胚胎无毒的，且不被酸腐蚀的材料。

装入预先用二氧化碳平衡好的一程式培养基(见既往发明专利)后，构成了一个绝对密闭的胚胎体外培养***，可直接在37℃普通恒温箱中支持受精卵体外发育至囊胚阶段。对于受精卵，此***完全脱离了二氧化碳培养箱的使用，并且在密闭条件下观察胚胎的发育，不但胚胎培养稳定性更好、质量更高外，还能大幅度节约胚胎培养室的空间、大量减少了CO₂的使用量、大幅简化了培养步骤，从而大幅度降低了工作强度和减少了操作失误的几率，实现了既保护了胚胎及操作人员的安全，又提高了工作效率、工作质量和节约资源的目的。

本发明的胚胎培养单元，加入受精卵后，可直观地观测胚胎的发育过程，安装摄像头，可动态观测，使用前无需二氧化碳平衡，在培养和观察过程中，内部生理环境不会改变，整个装置体积小，质量轻，可大量使用。用户只需在恒温培养箱中保持温度平衡即可。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种胚胎培养单元，其特征是：包括透明材质的培养单元主体，培养单元主体的上表面开设一个进样端塞孔和一个取样端塞孔，进样端塞孔和取样端塞孔中塞入塞子密封，进样端塞孔的底部设置进样孔，取样端塞孔的底部设置取样孔，取样孔的正下方设置胚胎容纳腔，培养单元主体内设置胚胎培养腔，胚胎培养腔通过进样通道连通进样孔，胚胎培养腔通过出样通道连通胚胎容纳腔。

2.根据权利要求1所述的胚胎培养单元，其特征是：进样通道的最窄处位于上端，进样孔逐渐收缩，平滑过渡至进样通道的最窄处，然后进样通道逐渐放大，进样通道下端与胚胎培养腔连通；出样通道的下端连通胚胎培养腔，出样通道逐渐收缩，出样通道的最窄处之后又逐渐放大，采用平滑圆弧过渡与胚胎容纳腔连通。

3.根据权利要求2所述的胚胎培养单元，其特征是：胚胎培养腔与进样通道的连接处通过快速收缩段过渡。

4.根据权利要求2所述的胚胎培养单元，其特征是：进样通道的最窄处直径不大于1.5mm，出样通道的最窄处通道直径大小为1.5-2.0mm。

5.根据权利要求1所述的胚胎培养单元，其特征是：培养单元主体采用对胚胎无毒的透明材料，塞子采用硅胶塞。

6.根据权利要求1所述的胚胎培养单元，其特征是：胚胎培养腔的底部呈弧形，胚胎容纳腔的底部呈弧形，并且胚胎容纳腔的最低点位于取样孔的正下方。

7.根据权利要求1所述的胚胎培养单元，其特征是：进样端塞孔和取样端塞孔的侧壁上多道横向凸棱，进样孔的孔口外沿高于进样端塞孔的底部平面，取样孔的孔口外沿高于取样端塞孔的底部平面。

8.根据权利要求1所述的胚胎培养单元，其特征是：进样孔是直径4mm的圆孔，取样孔是长轴6mm、短轴3mm的椭圆孔。

9.一种权利要求1所述的胚胎培养单元的制作方法，其特征是：首先制作与培养单元主体内部的进样端塞孔、进样孔、进样通道、胚胎培养腔、胚胎容纳腔、取样孔、取样端塞孔形状一致的整体内模，固定整体内模，浇注成型培养单元主体，然后再腐蚀去除整体内模，从而得到胚胎培养单元。

10.根据权利要求9所述的胚胎培养单元的制作方法，其特征是：向胚胎培养腔内注入预先用二氧化碳平衡好的胚胎培养基，然后用硅胶塞密封进样端塞孔和取样端塞孔。