一种精卵体外结合受精的培养皿及使用方法与流程

本申请涉及辅助生殖技术领域，尤其涉及一种精卵体外结合受精的培养皿及使用方法。

背景技术：

随着国家全面“二孩”政策的放开，国内符合二孩标准的夫妻大约在9000万对，其中有6000万女性在35岁以上，且伴随着环境污染、工作生活压力大、年龄增大以及不良生活方式等因素的叠加影响，根据中国人口协会、国家计生委联名发布的《中国不孕不育现状调研报告》显示，我国的不孕不育发病率在12.5％—15％，患者人数近4000万。若要实现生育的目的,最为有效的方式是借助以体外受精-胚胎移植(invitrofertilization-embryotransfer,ivf-et)为代表的辅助生殖技术(artificialreproductivetechnology，art)。

art涉及复杂多环节的实验室操作过程，但在诸多步骤中，体外受精(ivf)的操作无疑是整项技术的核心。当遇到女方输卵管性不孕、排卵障碍、子宫内膜异位症、免疫性不孕、男方轻度少弱畸精症、原因不明性不孕等临床适应证时，会应用常规体外受精技术(第一代试管婴儿技术)，使一定浓度的精子与卵子共同孵育并结合成为受精卵。但目前大多数生殖医学中心采用的体外受精方式无外乎两种：一种是将处理后的精子加入盛有卵子的四孔板或培养皿微滴内，另一种是将卵子加入到已调好密度的精子培养液内。但不论是哪种方法，都是采用了精子与卵子直接接触的方式，这就导致了与卵子接触的精子除了正常精子外还夹带着没有前向运动能力的精子或死精子，而即便是正常精子，其质量也参差不齐(一些呈快速前向运动，另一些呈速度较慢的曲线运动)，这就会产生与卵子结合的精子有可能为距离较近的质量不佳的精子。此外，各大生殖医学中心常规体外受精操作时，加入的精子数量通常为2000-20000条/卵不等，这大大高于自然受孕过程中到达受精部位并与卵子接触的精子数量(几十条甚至更少)，而高浓度的精子(包括死精)会产生代谢物甚至毒素，这都会对卵子的受精结局、胚胎后续的卵裂及发育造成不利影响，最终导致临床妊娠率与胚胎种植率的降低。

自然受孕是一个精子经历漫长的旅程寻找卵子的过程，这一过程经历了严格的自然生理性选择，是一个淘汰绝大多数(几千万甚至几亿)精子的优胜劣汰的过程。体外受精技术自1978年产生全世界第一例试管婴儿louisebrown至今也不过40多年历史，虽然已经帮助成千上万的患者解决了生育困难的问题，但体外受精操作本身的安全性究竟如何，由于仍然缺乏足够大样本的子代安全性研究，目前学界仍无明确定论。而尽可能地减少体外操作的影响，使精子在体外得到水平方向及垂直方向的优选,汰弱留强后再与卵子结合受精无疑是有利于产生优质胚胎和健康子代的。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：

由于精子没有筛选，现有的精子与卵子直接接触的精卵体外结合方式的多精受精发生率较高，但卵子正常受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率均较低。

申请内容

本申请实施例通过提供一种精卵体外结合受精的培养皿及使用方法，用以解决现有技术中由于精子没有筛选，现有的精子与卵子直接接触的精卵体外结合方式多精受精发生率较高，但卵子正常受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率均较低的问题。本申请实施例通过设置火山状的突起，将所述精子环槽设置在所述突起底部，将所述卵子槽设置在所述突起的顶部，所述精子环槽内的精子欲要与卵子槽内的卵子结合需要爬坡，即需要游过水平方向与垂直方向的物理距离，使得进入所述卵子槽内与卵子结合的精子需要经过水平运动和竖直运动的筛选，以对精子进行体外水平、垂直双向的优化选择，淘汰了夹杂的死精、弱精，且降低了卵子槽内的精子浓度，以避免精子浓度过大对卵子受精及孵育造成的不利影响，有效减少卵子多精受精发生率的同时也提高了卵子的受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率，更好地的保证了子代的安全性。

为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种精卵体外结合受精的培养皿，所述培养皿包括基板和若干个第一槽体，所述第一槽体设置在所述基板上，且所述第一槽体的开口向上敞开；

所述第一槽体是圆形槽，以所述第一槽体的中心轴方向为轴向，以所述第一槽体的直径方向为径向，所述第一槽体内同轴设有突起；所述突起的底面固定在所述第一槽体的内底面上，所述突起的顶面位于所述第一槽体内，所述突起的顶面呈自中间向四周辐射且高度逐渐下降的曲面，且所述曲面向所述突起的底面方向突出；所述突起顶面的中间向下凹陷形成用于盛放卵子的卵子槽，所述卵子槽的槽口向上敞开；

所述曲面上沿所述径向间隔设有若干个阻挡环，所述的阻挡环与所述的第一槽体均同轴设置，所述阻挡环的底端固定在所述突起的顶面上，所述的阻挡环的顶端竖直向上延伸，且所述阻挡环顶端的高度均低于所述卵子槽槽口的高度；

位于最外侧的所述阻挡环和所述第一槽体的内壁在所述突起的顶面上围合出用于添加精子的精子环槽。

进一步的，各所述阻挡环的顶端的高度沿所述径向自外向内逐渐增高。

进一步的，所述基板上还设有第二槽体，且所述第二槽体的开口向上敞开。

进一步的，所述第二槽体是圆形槽，且所述第二槽体的个数是一个。

进一步的，所述卵子槽下方的突起镂空，所述卵子槽的槽底形成透明的观察面。

进一步的，所述的基板透明。

进一步的，所述第一槽体的内壁上内设有液位刻度线，且所述液位刻度线位于所述卵子槽之上。

进一步的，所述卵子槽是圆形槽，且所述卵子槽与所述第一槽体同轴设置。

进一步的，所述卵子槽的直径不小于4mm。

第二方面，本申请实施例还提供了一种人类精卵体外结合受精培养皿的使用方法，包括以下步骤：

步骤110：向所述第一槽体内加入受精培养液，且使所述受精培养液的液面位于所述液位刻度线处，再向所述受精培养液的上方加入石蜡油，以维持所述受精培养液的渗透压和温度的稳定，最后将所述培养皿置于培养箱中平衡；

步骤120：将卵冠丘复合物放在所述第二槽体中漂洗后得到卵子，然后将所述卵子分别置于所述卵子槽内，且每个卵子槽内放入1～10个卵子；

步骤130：将所述放有卵子的培养皿放回培养箱中孵育后，再将精液标本加入到所述精子槽中；

步骤140：位于下方且位于周边的所述精子将向位于上方且位于中间的卵子槽游动，一些死精及原地运动的精子将首先滞留于所述精子槽内，而另一些活力较差的精子将被各阻挡环逐一挡下，只有兼具水平游动及垂直游动能力的优质精子，才能逐一翻过各阻挡环到达卵子槽，并与卵子进行结合受精，从而优选精子；

步骤150：将添加了卵子及精子的所述培养皿放入培养箱中孵育，完成整个体外结合受精过程。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、所述精子环槽设置在所述突起底部，所述卵子槽设置在所述突起的顶部，所述精子环槽内的精子欲要与卵子槽内的卵子结合需要爬坡，即需要游过水平方向与垂直方向的物理距离，使得进入所述卵子槽内与卵子结合的精子需要经过水平运动和竖直运动的筛选，以对精子进行体外水平、垂直双向的优化选择，淘汰了夹杂的死精、弱精，且降低了卵子槽内的精子浓度，以避免精子浓度过大对卵子受精及孵育造成的不利影响，有效减少卵子多精受精发生率的同时也提高了卵子的受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率，更好地的保证了子代的安全性。

2、各所述阻挡环的顶端的高度沿所述径向自外向内逐渐增高，使得精子的优选得以逐级进行，即死精及原地运动精子将首先滞留于精子环槽内，而另一些活力不足精子将阻挡环逐一挡下(向前向上动力不足被不同远度和高度的阻隔版层层阻挡)，只有兼具水平游动及垂直游动能力的优质精子才能翻过突起上表面山坡到达卵子槽内，并与卵子进行结合受精，从而进一步起到筛选精子的作用。

3、所述突起的顶面是曲面，所述曲面的外边缘与所述第一槽体的内壁连接，所述曲面呈一定弧度则是模仿了子宫腔内壁，使其尽可能接近自然状态下的精子游动路径。

4、位于最外侧的所述阻挡环可避免精液在添加的过程中因加样枪的人为过度助推造成精液的人为推送，圆形的精子环槽增加了精子加样区域的面积，且无论从精子环槽的哪个位置添加均能与所述卵子槽保持相同的物理距离，不影响精子的优选。

5、所述第二槽体方便对卵冠丘复合物进行漂洗，以洗脱黏连的血块、杂质以及残余的卵泡冲洗液。

6、卵子槽下方的突起镂空出一个长方体状的凹腔，凹腔的腔底和所述卵子槽的槽底均透明，镂空使得所述卵子槽下底面形成一个透明薄型的观察面，则能有效避免“火山状”突起过厚对卵子受精观察造成的不利影响。

7、所述液位刻度线的设置既可保证培养液漫过卵子槽，又能对添加的培养液体积是否定量起到验证作用。

8、所述卵子槽的直径不小于4mm，且每个卵子槽内的卵子置入数以4～6个为宜则是为了保证卵冠丘复合物具有足够的空间位置，因受精时的卵子外层都带有放射状的卵丘颗粒细胞，颗粒细胞之间容易发生黏连以及形成相互空间的挤占，若空间过小，将影响精子与卵子的相遇结合，造成受精失败。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的第一槽体的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的俯视图；

图4为本发明实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的仰视图。

附图标记说明：第一槽体1，突起11，第一槽体的内壁12，液位刻度线121，精子环槽13，突起的顶面14，阻挡环111、141、142，卵子槽151，槽口15，凹腔16，观察面17，基板2，第二槽体3。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种精卵体外结合受精的培养皿及使用方法，用以解决现有技术中由于精子没有筛选，现有的精子与卵子直接接触的精卵体外结合方式多精受精发生率较高，但卵子正常受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率均较低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：通过设置火山状的突起，将所述精子环槽设置在所述突起底部，将所述卵子槽设置在所述突起的顶部，所述精子环槽内的精子欲要与卵子槽内的卵子结合需要爬坡，即需要游过水平方向与垂直方向的物理距离，使得进入所述卵子槽内与卵子结合的精子需要经过水平运动和竖直运动的筛选，以对精子进行体外水平、垂直双向的优化选择，淘汰了夹杂的死精、弱精，且降低了卵子槽内的精子浓度，以避免精子浓度过大对卵子受精及孵育造成的不利影响，有效减少卵子多精受精发生率的同时也提高了卵子的受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率，更好地的保证了子代的安全性。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

图1为本发明实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的结构示意图，如图1所示，一种精卵体外结合受精的培养皿，所述培养皿包括基板2和若干个第一槽体1，所述第一槽体1设置在所述基板2上，且所述第一槽体1的开口向上敞开。

如图2、3所示，所述第一槽体1是圆形槽，以所述第一槽体1的中心轴方向为轴向，以所述第一槽体1的直径方向为径向，所述第一槽体1内同轴设有突起11；所述突起11的底面固定在所述第一槽体1的内底面上，所述突起11的顶面14位于所述第一槽体1内，所述突起11的顶面14呈自中间向四周辐射且高度逐渐下降的曲面，且所述曲面向所述突起11的底面方向突出；所述突起顶面14的中间向下凹陷形成用于盛放卵子的卵子槽151，所述卵子槽151的槽口15向上敞开。

具体的，所述突起11的顶面14是曲面，所述曲面的外边缘与所述第一槽体1的内壁12连接，所述曲面呈一定弧度则是模仿了子宫腔内壁，使其尽可能接近自然状态下的精子游动路径。

所述曲面上沿所述径向间隔设有若干个阻挡环111、141、142，所述的阻挡环111、141、142与所述第一槽体1均同轴设置，所述阻挡环111、141、142的底端固定在所述突起11的顶面14上，所述阻挡环111、141、142的顶端竖直向上延伸，且所述阻挡环111、141、142顶端的高度均低于所述卵子槽151槽口15的高度。

位于最外侧的所述阻挡环111和所述第一槽体1的内壁12在所述突起11的顶面14上围合出用于添加精子的精子环槽13。

进一步的，各所述阻挡环111、141、142的顶端的高度沿所述径向自外向内逐渐增高。

具体的，各所述阻挡环111、141、142的顶端的高度沿所述径向自外向内逐渐增高，使得精子的优选得以逐级进行，即死精及原地运动精子将首先滞留于精子环槽13内，而另一些活力不足精子将阻挡环111、141、142逐一挡下(向前向上动力不足被不同远度和高度的阻隔版层层阻挡)，只有兼具水平游动及垂直游动能力的优质精子才能翻过突起11上表面山坡到达卵子槽151内，并与卵子进行结合受精，从而进一步起到筛选精子的作用。

具体的，沿所述径向朝向所述轴向为内，沿所述径向远离所述轴向为外。位于最外侧的所述阻挡环111可避免精液在添加的过程中因加样枪的人为过度助推造成精液的人为推送，圆形的精子环槽13增加了精子加样区域的面积，且无论从精子环槽13的哪个位置添加均能与所述卵子槽151保持相同的物理距离，不影响精子的优选。

具体的，所述突起11类似于火山，所述精子环槽13设置在山脚，所述卵子槽151设置在山顶处的火山口，精子欲要去往卵子处需要爬坡，使得精子与卵子之间形成了水平与垂直方向的物理距离，且精子需要越过火山坡(所述突起11的顶面14)上的一道道障碍(即阻挡环111、141、142)，为精子的自然筛选创造了条件。

所述精子环槽13设置在所述突起11底部，所述卵子槽151设置在所述突起11的顶部，所述精子环槽13内的精子欲要与卵子槽151内的卵子结合需要爬坡，即需要游过水平方向与垂直方向的物理距离，且需要一一越过各阻挡环111、141、142，使得进入所述卵子槽151内与卵子结合的精子需要经过水平运动和竖直运动的筛选，以对精子进行体外水平、垂直双向的优化选择，淘汰了夹杂的死精、弱精，且降低了卵子槽151内的精子浓度，以避免精子浓度过大对卵子受精及孵育造成的不利影响，有效减少卵子多精受精发生率的同时也提高了卵子的受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率，更好地的保证了子代的安全性。

进一步的，所述基板2上还设有第二槽体3，且所述第二槽体3的开口向上敞开。

具体的，所述第二槽体3方便对卵冠丘复合物进行漂洗，以洗脱黏连的血块、杂质以及残余的卵泡冲洗液。

进一步的，所述第二槽体3是圆形槽，且所述第二槽体3的个数是一个。

进一步的，所述第一槽体1的个数是三个，所述第一槽体1与所述第二槽体3在所述基板2上按矩阵排列。

进一步的，所述卵子槽151下方的突起11镂空，所述卵子槽151的槽底1511形成透明的观察面17，如图4所示，且所述基板2透明。

具体的，卵子槽151下方的突起11镂空出一个长方体状的凹腔16，凹腔16的腔底161和所述卵子槽151的槽底1511均透明，镂空使得所述卵子槽151下底面形成一个透明薄型的观察面17，则能有效避免“火山状”突起11过厚对卵子受精观察造成的不利影响。

进一步的，所述第一槽体1的内壁12上内设有液位刻度线121，且所述液位刻度线121位于所述卵子槽151之上。

具体的，所述液位刻度线121的设置既可保证培养液漫过卵子槽151，又能对添加的培养液体积是否定量起到验证作用。

进一步的，所述卵子槽151是圆形槽，且所述卵子槽151与所述第一槽体1同轴设置。

进一步的，所述卵子槽151的直径不小于4mm。

具体的，所述卵子槽151的直径不小于4mm，且每个卵子槽151内的卵子置入数以4～6个为宜则是为了保证卵冠丘复合物具有足够的空间位置，因受精时的卵子外层都带有放射状的卵丘颗粒细胞，颗粒细胞之间容易发生黏连以及形成相互空间的挤占，若空间过小，将影响精子与卵子的相遇结合，造成受精失败。

实施例二

基于与前述实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿同样的发明构思，本发明还提供一种精卵体外结合受精的培养皿的使用方法，包括如下步骤：

步骤110：向所述第一槽体1内加入受精培养液，且使所述受精培养液的液面位于所述液位刻度线121处，再向所述受精培养液的上方加入石蜡油，以维持所述受精培养液的渗透压和温度的稳定，最后将所述培养皿置于培养箱中平衡；

进一步的，所述步骤110具体为：向所述第一槽体1内加入受精培养液，且使所述受精培养液的液面位于所述液位刻度线121处，再向所述受精培养液的上方加入一层恰好能完全覆盖所述受精培养液液面的培养用石蜡油，以维持所述受精培养液的渗透压和温度的稳定，最后将所述培养皿置于培养箱中平衡6～24小时，且所述培养箱内的设置环境是：温度是37℃、相对湿度是100％、co2浓度是6％。

步骤120：将卵冠丘复合物放在所述第二槽体3中漂洗后得到卵子，然后将所述卵子分别置于所述卵子槽151内，且每个卵子槽151内放入1～10个卵子；

所述步骤120具体为：将取卵手术期间获得的卵冠丘复合物(外周带颗粒细胞的卵子)放在所述第二槽体3中漂洗，以洗脱黏连的血块、杂质以及残余的卵泡冲洗液，漂洗后得到卵子，然后将所述卵子分别置于所述卵子槽151内，且每个卵子槽151内放入4～6个卵子；

步骤130：将所述放有卵子的培养皿放回培养箱中孵育后，再将精液标本加入到所述精子槽中；

所述步骤130具体为：将所述放有卵子的培养皿放回培养箱中孵育3～4小时，且所述培养箱内的设置环境是：温度是37℃、相对湿度是100％、co2浓度是6％，从所述培养箱中取出所述培养皿，再用加样枪吸取一定浓度体积的精液标本，将其轻柔的加入到精子槽13中，且沿着所述精子槽13均匀添加。

具体的，添加精液标本时手法需轻柔是为了避免人为助推精子。

步骤140：位于下方且位于周边的所述精子将向位于上方且位于中间的卵子槽151游动，一些死精及原地运动的精子将首先滞留于所述精子槽151内，而另一些活力较差的精子(曲线缓慢游动精子)将被各阻挡环111、141、142逐一挡下，只有兼具水平游动及垂直游动能力的优质精子(直线快速游动精子)，才能逐一翻过各阻挡环111、141、142到达卵子槽151，并与卵子进行结合受精，从而优选精子；

步骤150：将添加了卵子及精子的所述培养皿放入培养箱中孵育，完成整个体外结合受精过程。

所述步骤150具体为：将添加了卵子及精子的所述培养皿放入所述培养箱中孵育16～18小时，所述培养箱内的环境是：温度是37℃恒温、相对湿度是100％、co2的浓度恒定为6％，完成整个体外结合受精过程。

前述图1～3实施例一中的一种精卵体外结合受精的培养皿的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种精卵体外结合受精的培养皿的使用方法，通过前述对一种精卵体外结合受精的培养皿的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种精卵体外结合受精的培养皿的使用方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、所述精子环槽13设置在所述突起11底部，所述卵子槽151设置在所述突起11的顶部，所述精子环槽13内的精子欲要与卵子槽151内的卵子结合需要爬坡，即需要游过水平方向与垂直方向的物理距离，使得进入所述卵子槽151内与卵子结合的精子需要经过水平运动和竖直运动的筛选，以对精子进行体外水平、垂直双向的优化选择，淘汰了夹杂的死精、弱精，且降低了卵子槽151内的精子浓度，以避免精子浓度过大对卵子受精及孵育造成的不利影响，有效减少卵子多精受精发生率的同时也提高了卵子的受精率、优质胚胎形成率、临床妊娠率，更好地的保证了子代的安全性。

2、各所述阻挡环111、141、142的顶端的高度沿所述径向自外向内逐渐增高，使得精子的优选得以逐级进行，即死精及原地运动精子将首先滞留于精子环槽13内，而另一些活力不足精子将阻挡环111、141、142逐一挡下(向前向上动力不足被不同远度和高度的阻隔版层层阻挡)，只有兼具水平游动及垂直游动能力的优质精子才能翻过突起11上表面山坡到达卵子槽151内，并与卵子进行结合受精，从而进一步起到筛选精子的作用。

3、所述突起11的顶面14是曲面，所述曲面的外边缘与所述第一槽体1的内壁12连接，所述曲面呈一定弧度则是模仿了子宫腔内壁，使其尽可能接近自然状态下的精子游动路径。

4、位于最外侧的所述阻挡环111可避免精液在添加的过程中因加样枪的人为过度助推造成精液的人为推送，圆形的精子环槽13增加了精子加样区域的面积，且无论从精子环槽13的哪个位置添加均能与所述卵子槽151保持相同的物理距离，不影响精子的优选。

5、所述第二槽体3方便对卵冠丘复合物进行漂洗，以洗脱黏连的血块、杂质以及残余的卵泡冲洗液。

6、卵子槽151下方的突起11镂空出一个长方体状的凹腔16，凹腔16的腔底161和所述卵子槽151的槽底1511均透明，镂空使得所述卵子槽151下底面形成一个透明薄型的观察面17，则能有效避免“火山状”突起过厚对卵子受精观察造成的不利影响。

7、所述液位刻度线121的设置既可保证培养液漫过卵子槽151，又能对添加的培养液体积是否定量起到验证作用。

8、所述卵子槽151的直径不小于4mm，且每个卵子槽151内的卵子置入数以4～6个为宜则是为了保证卵冠丘复合物具有足够的空间位置，因受精时的卵子外层都带有放射状的卵丘颗粒细胞，颗粒细胞之间容易发生黏连以及形成相互空间的挤占，若空间过小，将影响精子与卵子的相遇结合，造成受精失败。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。