用于富集精子的装置的制作方法

能够影响后代出生性别的愿望可能与人类历史本身一样古老。历史上长期以来尤其喜欢男性后代，而在现代工业化世界，这似乎明显较为次要或甚至变成偏向女性后代。

同样为了所谓的家庭平衡，即为了建立家庭内的性别平衡，许多夫妻希望有至少提高生育特定性别的后代的可能性。

对性别的意愿也部分基于医学。特别考虑到X-染色体的隐性遗传病，希望能够测定后代性别。迄今已知的这一类别的超过500种疾病包括例如血友病、杜兴氏肌肉营养不良症以及自毁容貌综合征。这些疾病由X-染色体上的隐性基因造成，因为携带这些基因的女性必须预料到她们的儿子有50%的可能性患上相应疾病。

哺乳动物的精液通常含有大致相同数量的携带Y-染色体的精子（Y-精子）和携带X-染色体的精子（X-精子）。卵细胞被Y-精子（也称作Y-精子或Y-游动精子）受精得到男性后代。被X-精子受精产生女性后代。

在如何提高生育男性或女性后代的可能性的问题上，全世界有许多家庭措施，其尤其涉及男女之间的性交时机和/或其间的体位。

在这方面要提到例如所谓的STORCH参数，其中STORCH由据称可能影响后代性别的五个参数的首字母构成：

- 性交体位

- 时机：与月相有关的性交时机

- 性高潮时机：男性或女性的性高潮时机

- 适当的营养/酸碱平衡

- 中国受孕日历

- 热：男性睾丸的温差。

虽然关于所提到的参数，尤其关于中国受孕日历有一些有成功希望的统计学，但该方法的相应应用通常极其耗时。此外，对该方法的说明通常具有很大的解读空间。

在人工受精过程中有更多的可能性，各国对人工受精的情况允许性别选择。关于人工受精的样品的处理，例如从WO 02/052244 A1中获知各种方法，它们旨在确保X-和Y-精子的分离。

本发明的一个目的是提供能够富集携带X-和/或Y-染色体的精子但同时没有高的器材和资金要求且其操作对使用者而言不是特别麻烦的装置。

根据本发明，通过具有独立权利要求1的特征的包含选择性可透分离壁的装置、具有权利要求10的特征的选择性可透分离壁以及具有权利要求11的特征的试剂盒实现这一目的。该装置和试剂盒的优选实施方案是从属权利要求2至9和12的主题。所有权利要求的措辞经此通过引用并入本说明书的内容。

根据第一方面，实现在性交过程中插入使用者的阴道或容纳阴茎的装置，其包含用于富集携带X-染色体的精子或携带Y-染色体的精子的选择性可透分离壁，其中所述分离壁对携带X-染色体的精子或携带Y-染色体的精子具有提高的可透性。

在本申请的上下文中，将对携带X-染色体的精子或携带Y-染色体的精子具有提高的可透性并同时分别挡住携带另一类型染色体的精子的分离壁被称作选择性可透。因此，该选择性可透分离壁用于在该分离壁下游富集携带X-染色体的精子或携带Y-染色体的精子。

设计该装置以使其可插入使用者的阴道或可在性交过程中容纳阴茎。换言之，类似于公知的屏障式避孕用具，如子宫帽或避孕套那样设计该装置，并以相应方式和方法操作。在本申请的上下文中，插入阴道或置于子宫颈上的产品通常被称作子宫帽。子宫帽的一种特殊设计是隔膜（Diaphragma）。

该选择性可透分离壁优选用于在精液通往子宫颈的途中改性精液。该改性在于穿过该选择性可透分离壁的精液或至少一部分精液在穿过该分离壁后具有更多X-或Y-精子，优选只有X-或Y-精子，同时在分离壁处分别挡住另一类型精子。

如上所述，哺乳动物的精液基本含有大致相同数量的X-和Y-精子。由于借助该选择性可透分离壁改性的精液，可以提高获得男性（在穿过该分离壁后富集Y-精子）或女性（在穿过该分离壁后富集X-精子）后代的可能性。

根据本申请的一个实施方案，该选择性可透分离壁具有孔隙或被形成为具有网孔的筛网或织物，其中该选择性可透分离壁的孔隙或网孔的尺寸与携带Y-染色体的精子的尺寸匹配，以使该选择性可透分离壁对携带Y-染色体的精子具有提高的可透性。

换言之，该选择性可透分离壁的孔隙或网孔的尺寸与Y-精子的尺寸匹配，以使它们可穿过该分离壁。由此使Y-精子富集在滤过侧且X-精子富集在未滤过侧。这些至少部分或完全分离的X-和Y-精子可随后直接用于受精，或尤其在使用覆盖阴茎的装置时用于冷冻以备后用。

相应的选择性可透分离壁的分离作用基于惊人的发现，即X-和Y-精子可以仅基于它们的尺寸至少部分分离。本发明的分离壁在此充当一种过滤器，其根据所选的孔隙尺寸或网孔开口至少部分地，优选完全地挡住携带X-染色体的精子（未滤过侧）或允许携带Y-染色体的精子穿过（滤过侧）。

X-和Y-精子之间存在微米范围内的可测量的尺寸差。因此，Y-精子具有14.73 µm的平均头围，标准偏差值为1.07 µm。但X-精子具有15.26 µm的平均头围，标准偏差值为1.17 µm。因此，X-精子具有平均高大约530纳米的头围。就统计评估法而言，这一差值非常显著，即误差概率p小于1 ‰（p < 0.001）。

特别有利地，本发明选择性可透分离壁不仅限于用于人类精液或人类精子，还可用于各种类型的哺乳动物精液，尤其是在携带X-染色体和Y-染色体的精子之间存在尺寸差的精液。

在有利的实施方案中，该选择性可透分离壁具有标称孔径为大约3.800 µm至大约4.900 µm，优选大约3.800 µm至大约4.500 µm，特别是大约3.900 µm至大约4.000 µm的孔隙。在一个实施方案中，由于所用多孔材料的多孔性而生成孔隙。在另一些实施方案中，特别通过激光切割、激光钻孔、蚀刻等在无孔材料中引入孔隙。在一个实施方案中，孔隙的形状不规则。在这种情况下，包罩孔隙的圆的直径被称作孔径。多孔材料通常具有不同孔径的孔隙。材料孔径的分布被称作孔径分布。孔径分布中的最大值被定义为本申请的意义内的标称孔径。在标称孔径为4.900 µm的（假想）圆形孔隙的情况下，孔隙开口周长为大约15.394 µm。

根据本发明，在本文中和就关于标称孔径的所有下列说明而言，分离壁的所有孔隙的50至100%，特别优选60至99%，尤其70至95%优选具有所示标称孔径或至少低于其。

特别地，该分离壁优选具有孔径D90为大约3.800 µm至大约4.900 µm，优选大约3.800 µm至大约4.500 µm，特别是大约3.900 µm至大约4.000 µm的孔隙。在本申请的上下文中，下述孔径被称作孔径D90，即其中该材料的孔隙体积的90%具有小于孔径D90的孔径。

可以通过水银孔率法和/或气体吸附测定材料孔径分布。这些方法是本领域技术人员原则上公知的并例如描述在相关标准ISO 15901-1 EN、ISO 15901-2 EN、ISO 15901-3 EN以及DIN 66133、DIN 66134和DIN 66135中。或者，通过扫描电子显微术、渗透率测量法（凝胶渗透色谱法）和泡点试验进行测定。

在其它实施方案中，该分离壁被形成为具有网孔的织物或筛网，其中网孔具有大约3.800 µm至大约4.900 µm，优选大约3.800 µm至大约4.500 µm，特别是大约3.900 µm至大约4.000 µm的网孔开口。在这方面，矩形网孔的对角线长度被称作网孔开口。例如通过扫描电子显微术进行测定。

本发明的分离壁优选具有10000 mm^-2至50000 mm^-2，优选15000 mm^-2至40000 mm^-2，特别是20000 mm^-2至30000 mm^-2的每单位面积统计孔隙数。

使用精液样品的实验表明，在4.773 µm的标称孔径下，即对于具有圆形横截面和大约14.995 µm的孔隙开口周长的（假想）孔隙，在穿过该选择性可透分离壁后，在滤过侧的剩余样品体积中存在59.8 %的Y-精子和41.2 %的X-精子。因此，尽管总精子数大致减半，但如果假设精液样品的理想初始组成是50.0 % Y-精子和50.0 % X-精子且因此相应的男孩出生概率是50%，则59.8 % Y-精子 : 41.2 % X-精子的所得比率相当于高大约23%的男孩出生概率。

考虑到男性精液平均以1比1的比率含有大约5 x 10⁸个X-和Y-精子的事实，在所述穿过具有4.773 µm的标称孔径的本发明分离壁后，仍始终有大约2.5 x 10⁸个精子可供受精。

在精液样品穿过具有仅3.937 µm的标称孔径，即含有具有圆形横截面和大约12.368 µm的孔隙开口周长的（假想）孔隙的本发明分离壁的情况中，在滤过侧上可获得1.37 % Y-精子和0.68 % X-精子。在5 x 10⁸个精子的初始平均值下，这仍相当于最初包含在样品中的精子的大约1 %。如果基于如上关于精液样品的初始组成的相同假设，1.37% Y-精子 : 0.68% X-精子的所得比率使得男孩出生概率高大约51%且可供受精的精子数为大约1 x 10⁷。

因此，由于具有上述优选孔径或网孔开口的选择性可透分离壁所具有的Y-精子可透性，如果在穿过分离壁后获得的富集Y-精子的样品用于受精，可以将男孩出生概率优选提高大于15%，特别优选25%，尤其是50%。

为了制造该分离壁，可想到各种生物相容材料，其优选不利于精子的粘附或附着。由于精液通常还明显含有蛋白类物质，该材料优选具有拒蛋白特性。由此，还可以至少部分避免孔隙或网孔的不合意堵塞。

合适材料的选择特别取决于该装置的形式和其应如何使用。该分离壁也可以形成为部分刚性，例如由陶瓷材料制成，其中该装置优选具有提高佩戴舒适性的额外区域。

合适的材料是本领域技术人员原则上公知的。在自由市场上，存在特别用于生命科学领域的许多过滤材料，其原则上适用于制造本发明的选择性可透分离壁。使用此类材料的优点在于它们通常已通过医疗核准程序并被归类为无害和/或生物相容。

该选择性可透分离壁优选由选自橡胶、聚交酯、纤维素、乙酸纤维素、硝酸纤维素、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚异戊二烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯、聚醚砜、聚硅氧烷及其组合的聚合物构成和/或被形成为Anopore^TM-膜。

根据另一实施方案，该选择性可透分离壁至少在一侧上配备有涂层，特别是碱性涂层。

在这种情况下，优选在该分离壁的滤过侧，即在不首先与精液接触的那侧上施加碱性涂层。男性精液基本具有弱碱性的pH值（7.2 – 7.8）。通过在分离壁滤过侧上的碱性涂层，如果对着酸梯度进行过滤，可以特别有利地提高未滤过侧上的精子穿过孔隙朝滤过侧方向迁移的趋势。例如如果在分离壁滤过侧的邻近周围以酸性环境为主，而在未滤过侧，由于碱性精液样品而存在碱性环境，则出现酸梯度。在这种情况下，滤过侧上的碱性涂层均衡滤过侧附近的pH值，以提高精子朝酸性环境方向的迁移速度。在一个实施方案中，由此选择涂层以使该分离壁对携带X-染色体的精子具有提高的可透性。

此外，可以想到对滤过侧上的涂层配备精子化学引诱剂（趋化性）的实施方案。这样的引诱剂是已知的。其可以例如是卵细胞在受精过程中分泌的用于为精子指路的相同引诱剂（环核苷酸，cAMP或cGMP）。

此外，该分离壁可以至少在一侧上富含、浸渍或配备杀菌剂、除臭剂或润滑剂。其也可以富含、浸渍或配备各种药理化合物，如激素和衍生物。与药物、激素或其它药理化合物结合的方法是专业人员公知的。

根据一个特别优选的实施方案，该选择性可透分离壁被形成为避孕套、隔膜或子宫帽的组成部分。

为了制造这样的避孕套、子宫帽或隔膜，该选择性可透分离壁在有利的实施方案中首先以用于避孕套或隔膜的常见厚度和/或形状的箔或膜的形式存在。用作该材料的是常用于避孕套（例如聚异戊二烯、聚乙烯、聚氨酯）和隔膜（例如硅酮、聚酰胺）的材料。在该制造中，可随后用该选择性可透分离壁替代避孕套的一部分区域，尤其在贮精区域中，或代替隔膜的一部分区域，尤其在平面中心点区域中。例如通过胶粘或焊接实现材料的接合。

或者，该选择性可透分离壁被成型为避孕套、子宫帽或隔膜。根据这一实施方案，避孕套和隔膜都整体由也充当分离壁的材料制成。因此可省略通常麻烦的焊接或胶粘。在一个实施方案中提供强化区、嵌件等，它们例如充当隔膜的夹紧环。

如果该选择性可透分离壁以避孕套形式存在，该避孕套的外表面（相当于滤过侧）还可优选配备有碱性涂层。在女性阴道区域中，基本存在酸性环境，以致碱性涂层如上所述局部实现pH值的均衡，因此有助于使位于避孕套中的精子朝滤过侧方向迁移。

如果该选择性可透分离壁以子宫帽或隔膜形式存在，特别设定，为安放该子宫帽或隔膜后朝向子宫颈的那侧（相当于滤过侧）配备碱性涂层。由此可以提高精子穿过该选择性可透分离壁朝子宫颈方向迁移的趋势。

根据第二方面，提供用于在性交过程中插入使用者的阴道或容纳阴茎的装置的选择性可透分离壁。在此，该选择性可透分离壁可在使用前与该装置接合和/或可用在该装置中。例如，在一个实施方案中，该装置包括阴道环，在其上可更换地装配选择性可透分离壁。

本发明的另一主题是用于富集携带X-染色体或Y-染色体的精子的试剂盒，其包含具有根据上文的解释的选择性可透分离壁的装置和至少一种润滑剂。

该试剂盒优选包含被形成为避孕套或隔膜形式的和/或作为避孕套或隔膜的组成部分的选择性可透分离壁，其中该试剂盒的各个组成部分优选在空间上彼此分开并尤其无菌地包装。

在本发明的试剂盒的另一实施方案中，除了或代替润滑剂，该试剂盒包含用于在选择性可透分离壁上生成碱性涂层的物质（Mittel）。该物质可优选也提供润滑剂功能，以致不必存在单独的润滑剂。

根据一个优选实施方案，该试剂盒包含与避孕套形式和/或隔膜形式的装置一起使用的选择性可透分离壁以及润滑剂和如上所述用于生成碱性涂层的物质。

由从属权利要求和由示意性绘制在附图中的本发明实施例的下列描述得出本发明的其它优点。在附图中，对相同或类似的部件使用统一的标号。作为一个实施方案的一部分所描述或绘制的特征也可用于不同的实施方案以得到本发明的另一实施方案。

在附图中：

图1显示隔膜形状的本发明的装置的一个实施方案的透视图

图2显示来自图1的隔膜的横截面

图3显示类似于图1的隔膜的横截面

图4显示具有可更换地容纳的分离壁的类似于图1的隔膜的横截面，和

图5显示避孕套形式的本发明装置的一个实施方案的轮廓图。

图1和2以透视图和横截面显示包含选择性可透分离壁2的被形成为圆顶形隔膜的装置1。

分离壁2例如由硅酮或聚酰胺制造为弹性膜。此外，该隔膜包含尺寸稳定的弹性环3，其用于将该隔膜插入阴道并因此确保在插入体内后也保持该隔膜的形状。

选择性可透分离壁2具有示意性并不按比例显示的标称孔径为4.773 µm的孔隙4。由于孔径的选择，该选择性可透分离壁对携带Y-染色体的精子具有提高的可透性。

图3以横截面显示包含选择性可透分离壁2的被形成为圆顶形隔膜的装置101的一个可选实施方案。该设计类似于图1和2并对于相同的设计使用统一的标号。不同于根据图1和2的实施例，根据图3的隔膜作为整体件由一种材料构成，其中部分区域103充当弹性环元件。

图4以横截面显示包含选择性可透分离壁2的被形成为圆顶形隔膜的装置201的另一个可选实施方案。根据图3的设计也类似于图1和2并对于相同的设计使用统一的标号。不同于根据图1和2的实施例，装置201包含两件式环。该环具有可彼此接合的两个环元件231、232，选择性可透分离壁2可更换地容纳在它们之间。在此，该环，特别是其尺寸和/或弹性可单独与使用者匹配。在此可以以使其可用于各种环设计的方式形成选择性可透分离壁2。

图5显示具有选择性可透膜302的被形成为避孕套的本发明的装置301的侧视图。所示避孕套具有管形区310和贮精囊311，其中贮精囊311区域由选择性可透分离壁302形成。优选通过胶粘或焊接实现分离壁301与所述管形区的接合。在此，可对贮精囊311使用与所述管形区不同的材料。