ES2907974T3 - Aparato, método y sistema para la monitorización del desarrollo de muestras cultivadas - Google Patents

Abstract

Aparato para evaluar la viabilidad de muestras cultivadas, comprendiendo el aparato al menos un módulo accesible de manera independiente que incluye un compartimento de cultivo adaptado para incubar una pluralidad de muestras en un entorno controlado, estando el al menos un módulo asociado operativamente a una fuente de luz y un medio de inspección óptica móvil adaptado para el movimiento alrededor de un eje de visualización a través del módulo, en donde el medio de inspección óptica móvil está situado fuera del entorno controlado y está adaptado para el movimiento por medio de un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica para permitir un barrido del área de visualización que incorpora cada una de la pluralidad de muestras.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato, método y sistema para la monitorización del desarrollo de muestras cultivadas

Solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional australiana n.° 2013900700 a nombre de Genea Ltd, que se presentó el 1 de marzo de 2013, titulada "Method and System for Cultured Sample Development Monitoring" y la solicitud de patente provisional australiana n.° 2013903928 a nombre de Genea Ltd, que se presentó el 11 de octubre de 2013, también titulada "Method and System for Cultured Sample Development Monitoring".

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo del ensayo y la evaluación de muestras biológicas. Será conveniente en lo sucesivo describir la invención en relación con la obtención de imágenes y la evaluación de muestras biológicas, especialmente la obtención de imágenes y evaluación de cigotos, embriones, ovocitos y células madre localizados en un espacio de cultivo, debiendo apreciarse, sin embargo, que la presente invención no se limita únicamente a ese uso. Por ejemplo, la invención también es útil para proporcionar simultáneamente condiciones de cultivo óptimas y seguras para la incubación durante el desarrollo embrionario.

Antecedentes de la técnica

A lo largo de la presente memoria descriptiva, el uso de la palabra "inventor" en forma singular puede tomarse como referencia a un inventor (singular) o más de un inventor (plural) de la presente invención.

Debe apreciarse que cualquier exposición de documentos, dispositivos, acciones o conocimientos en la presente memoria descriptiva se incluye para explicar el contexto de la presente invención. Además, la exposición a lo largo de la presente memoria descriptiva surge debido a la realización del inventor y/o la identificación de ciertos problemas relacionados con la técnica por parte del inventor. Además, cualquier exposición de material, tal como documentos, dispositivos, acciones o conocimientos en la presente memoria descriptiva se incluye para explicar el contexto de la invención en términos del conocimiento y la experiencia del inventor y, en consecuencia, cualquier exposición de este tipo no debe tomarse como una admisión de que cualquiera de los materiales forma parte de la base de la técnica anterior o del conocimiento general común en el estado de la técnica pertinente en Australia o en cualquier otro lugar, en o antes de la fecha de prioridad de la divulgación y las reivindicaciones en el presente documento.

La tecnología de reproducción asistida (TRA) está cobrando cada vez más importancia en los países desarrollados como medio de reproducción asistida. A modo de antecedentes, después de introducirse en los Estados Unidos en 1981, se realizaron aproximadamente 150.000 ciclos de ART en los Estados Unidos durante 2010, dando como resultado 47.090 niños nacidos vivos y 61.564 bebés. Aunque el uso de ART todavía es relativamente raro en comparación con la demanda potencial, el uso ha aumentado considerablemente en la última década, de tal manera que hoy aproximadamente el 1 % en los Estados Unidos y el 2-4 % en otros países de todos los bebés que nacen cada año se conciben usando fecundación in vitro (FIV). En este sentido, se hace referencia además al reciente artículo de Internet (http://www.cdc.gov/art) del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades del Gobierno de los Estados Unidos.

La FIV implica la estimulación hormonal de los ovarios de una mujer con el fin de hacer madurar múltiples óvulos, que se retiran, fecundados en el laboratorio, cultivados durante 2 a 6 días y se transfieren de vuelta a su útero para la gestación. Fertilizado el día 1, un óvulo que ha duplicado sus cromosomas, ha sufrido escisión celular dos veces, ha alcanzado la fase de 4 células a principios del día 2 y ha alcanzado la fase de 8 células a principios del día 3, tiene una mayor probabilidad de dar lugar a descendencia que un óvulo que ha duplicado sus cromosomas y experimentado escisión celular solo una vez, y ha alcanzado la fase de 2 células el día 2 y la fase de 4 células el día 3. Un indicador ampliamente aceptado de la viabilidad embrionaria y que contribuye a los resultados exitosos posteriores del embarazo (independientemente de los factores específicos de la paciente) es un patrón de desarrollo embrionario que es adecuado y oportuno, es decir, las escisiones celulares se producen de forma normal y en los momentos adecuados.

Poco se sabe sobre las vías y eventos básicos del desarrollo temprano del embrión humano, incluyendo factores que ayudarían a predecir el éxito o el fracaso en el desarrollo. En consecuencia, con el fin de aumentar las posibilidades de embarazo a través de la FIV, a menudo se transfieren múltiples embriones al útero, a pesar del potencial de resultados adversos bien documentados (por ejemplo, véase Pinborg 20051).

Como respuesta a este problema, muchos programas de FIV extienden el cultivo de embriones al día 5 o 6 para transferir un solo blastocisto. Esta práctica reduce con éxito el riesgo de gestaciones múltiples al mismo tiempo que produce una mayor tasa de implantación/embarazo por embrión transferido para mujeres menores de 36 años. Pero los óvulos fecundados de muchos pacientes no forman blastocistos en cultivo. Además, el modelo de embrión de ratón

1 Pinborg A (2005). Embarazos de gemelos FIV/ICSI: riesgos y prevención. Actualización sobre reproducción humana 11: 5-593.

bien estudiado indica que la rápida tasa de escisión que se produce in vivo entre la fase de 4 y 16 células no se reproduce in vitro en las condiciones de cultivo existentes. Debido a que la formación de blastocistos comienza en un intervalo definido después de la fecundación, independiente del número de divisiones celulares, los embriones de ratón desarrollados in vivo tienen más del doble de células en la fase de blastocisto que los embriones desarrollados en cultivo. Si la situación fuera la misma para los embriones humanos, el cultivo extendido conduciría a blastocistos con menos células disponibles para formar el feto, una posible explicación del bajo peso al nacer notificado para algunos bebés de FIV. (Kiessling, et al. 1991)

Los ovocitos requeridos para el procedimiento de FIV se recuperan mediante aspiración con aguja guiada por ecografía transvaginal. Pueden recuperarse de uno a más de 40 ovocitos, aunque lo habitual es de 10 a 20. A continuación, los ovocitos se colocan en un medio de cultivo a base de líquido de trompas de Falopio humano y se incuban a 37 °C. Normalmente, se añaden de aproximadamente 100.000 a aproximadamente 200.000 espermatozoides a los ovocitos en una pequeña gota de medio, o se inyecta directamente un solo espermatozoide en el ovocito usando una inyección intracitoplasmática (ICSI). La fecundación puede documentarse 12 a 20 horas más tarde por la presencia de un pronúcleo paterno (del espermatozoide) y materno (del óvulo) que indica que se ha producido la fecundación. La tasa de fecundación puede variar entre 0 y el 100 %, pero un promedio de aproximadamente 6-70 % de fecundación es normal. Los embriones con el "mejor" grado morfológico se seleccionan posteriormente para la transferencia.

Muchos factores influyen en el desarrollo de los embriones de preimplantación de mamíferos in vitro. Además de un adecuado control de temperatura y la formulación de medios de cultivo, los embriones humanos son, en general, susceptibles al estrés oxidativo. Por lo tanto, los embriones humanos se cultivan, en general, con bajas concentraciones de oxígeno (aproximadamente del 2-7 %), aunque algunos centros todavía utilizan concentraciones de oxígeno atmosférico (aproximadamente del 20 %).

Dado que los procedimientos de FIV están adquiriendo una importancia clínica creciente, la valoración morfológica de los ovocitos recuperados es todavía bastante superficial (Rienzi, et al. 20112). Una investigación habitual de ovocitos recolectados in vitro se limita a la valoración de la presencia y la morfología aproximada de los cúmulos usando un microscopio estereoscópico. Posteriormente, también se realiza una evaluación rápida usando un microscopio invertido después de la denudación (eliminación de las células del cúmulo), incluyendo la evaluación del citoplasma, espacio perivitelino y zona pelúcida. (Rienzi, et al. 2011). Esta evaluación proporciona información muy superficial sobre la fase de desarrollo [metafase 1 (MI) o Mil] y la calidad (buscando signos degenerativos en el citoplasma, cuerpo polar o zona pelúcida). Posteriormente, los ovocitos Mil se someten a ICSI (inyección intracitoplasmática de espermatozoides) y, a partir de ese momento, se estima el potencial de desarrollo embrionario obtenido exclusivamente en función de la morfología del embrión propiamente dicho, independientemente de la calidad del ovocito del que se obtiene (Rienzi, et al. 2011).

Una vez que un embrión fecundado está en cultivo, la valoración morfológica se convierte en un procedimiento clave. Las investigaciones microscópicas invertidas de rutina se realizan en puntos de control predeterminados, rutinariamente cada dos días o cada dos días de cultivo in vitro, y se aplican criterios reconocidos internacionalmente para la caracterización cuantitativa, aunque existen algunas preocupaciones con respecto al valor predictivo de estos parámetros (Cummins, et al.,19863; Emiliani, et al., 20064).

Se han desarrollado una serie de enfoques diferentes con el fin de identificar aquellos embriones con un alto potencial de implantación. La estrategia más apoyada para elegir embriones viables es confiar en el número de blastómeros y el grado de apariencia de los embriones en el momento de la transferencia embrionaria (Beuchat, et al. 20085), definida como una calificación otorgada al embrión de acuerdo con uno de los pocos criterios de calificación de embriones aceptado internacionalmente. Sin embargo, estos aspectos morfológicos no se correlacionan lo suficiente con la viabilidad embrionaria para permitir el reconocimiento inequívoco de los embriones óptimos capaces de producir un embarazo exitoso. Se han propuesto una serie estrategias alternativas para mejorar la precisión pronóstica de las estimaciones de viabilidad embrionaria, incluyendo la selección de embriones de escisión temprana (Shoukir, et al.

19976), el cultivo hasta la fase de blastocisto (Gardner, et al. 19987), la calificación de cigotos en fase pronuclear (PN)

2 Rienzi L, Vajta G, Ubaldi F (2011). Predictive value of oocyte morphology in human IVF: a systematic review of the literature. Human Reproduction Update 17: 34-45.

3 Cummins JM, Breen TM, Harrison KL, et al. (1986). A formula for scoring human embryo growth rates in in-vitro fertilization: its value in predicting pregnancy and in comparison with visual estimates of embryo quality. Journal In Vitro Fertilization Embryo Transfer 3: 284-295.

4 Emiliani S, Fasano G, Vandamme B, et al. (2006). Impact of the assessment of early cleavage in a single embryo transfer policy. Reproductive Biomedicine Online 13: 255-260.

5 Beuchat A, Thevenaz P, Unser M, et al. (2008). Quantitaive morphometrical characterization of human pronuclear zygotes. Human Reproduction 23: 1983-1992.

6 Shoukir Y, Campana A, Farley T, et al. (1997). Early cleavage of in-vitro fertilized human embryos to the 2cell stage: a novel indicator of embryo quality and viability. Human Reproduction 12: 1531-1536.

7 Gardner DK, Vella P, Lane M, et al. (1998). Culture and transfer of human blastocysts increases implantation rates and reduces the need for multiple embryo transfers. Fertlity and Sterility 69: 84-88.

(Ebner, et al. 20038), el análisis del perfil metabolómico del embrión y el examen de su composición cromosómica tras biopsia celular.

A pesar de las mejoras ofrecidas por las metodologías anteriores, siguen siendo mediciones intrínsecamente subjetivas y se han ideado una serie de sistemas de calificación automáticos basados en algoritmos en un intento de refinar aún más la precisión pronóstica de la calificación de embriones. Estos incluyen sistemas de calificación de cigotos pronucleares (Beuchat, et al. 2008). Más recientemente, se ha incorporado la obtención de imágenes de lapso de tiempo en algunos algoritmos de calificación, incluyendo aquellos que estiman el tiempo de escisión (Arav 20089), tasa de desarrollo de blastocistos (Cruz, et al. 201110), y mediciones fenotípicas combinadas, tales como el tiempo hasta la mitosis, citocinesis, espesor de la zona pelúcida, etc. (Wong, et al, 201011). Independientemente del sistema de calificación morfológica usado, hay un aumento inherente en la precisión pronóstica para la calificación de embriones que es posible gracias a la obtención de imágenes de lapso de tiempo (Montag, et al. 201112)

La solicitud de patente internacional publicada n.° WO 2012/047678 (Auxogyn, Inc.) proporciona un sistema para la obtención de imágenes automática y la evaluación de embriones humanos, ovocitos, o células pluripotentes en las que se describen una detección automática de placas y una determinación de ocupación de pocillos. Además, se describen una placa de cultivo de múltiples pocillos y un conjunto de iluminación para obtención de imágenes bimodales. Estos dispositivos se usan para identificar o facilitar la identificación de embriones y ovocitos in vitro que son útiles en el tratamiento de la infertilidad en seres humanos. El aparato del documento WO 2012/047678 incluye una incubadora estándar con uno o más estantes para albergar sistemas de obtención de imágenes. Los sistemas de obtención de imágenes tienen plataformas de carga y se colocan dentro de la incubadora para formar imágenes de uno o más embriones cultivados en placas montadas en sus plataformas de carga. Dicho de otro modo, una serie de sistemas completos de obtención de imágenes se colocan in situ con la incubadora para uno o una serie de embriones asociados con las placas montadas de cada sistema de obtención de imágenes.

En términos generales, es importante minimizar las confusiones con los pacientes o la identificación errónea de muestras biológicas. En los sistemas actuales, incluidos los que tienen función de lapso de tiempo, a menudo existe un requisito para el etiquetado escrito a mano en la tapa de una placa que contiene la muestra biológica o la muestra puede igualmente no estar etiquetada en la placa ni la tapa. A medida que los embriones se mantienen en la placa, cabe señalar que los embriones pueden separar la tapa de placa. Además de esto, las placas pueden quitarse y colocarse en diferentes localizaciones, por lo tanto, es posible que una imagen de lapso de tiempo ya no coincida con el embrión real.

Con respecto a la viabilidad del embrión, los sistemas de incubadoras actuales pueden operar sobre la base de "establecer y olvidar". Dicho de otro modo, se establece una sola temperatura para todo el instrumento. Asimismo, el desarrollo embrionario puede no mejorarse durante el cultivo.

Los sistemas actuales también pueden proporcionar niveles variables de alteración del entorno de cultivo de una muestra biológica. Por ejemplo, las incubadoras de "mesa de trabajo" sin lapso de tiempo pueden requerir que las placas se saquen del entorno controlado de forma regular. Con respecto al sistema de lapso de tiempo específico desvelado por WO 2012/047678 (Auxogyn, Inc.), este sistema simplemente proporciona solo un dispositivo de lapso de tiempo donde se colocan múltiples dispositivos en una incubadora grande y, en consecuencia, el entorno de la incubadora no se controla para ninguna muestra biológica individual de un paciente. A modo de ejemplo, el sistema de incubadora Embryoscope™ de Unisense Fertili-Tech A/S y, en términos más generales, los sistemas de lapso de tiempo, pueden requerir que todas las placas se coloquen en un entorno compartido y, por lo tanto, si se retira la placa de un paciente, pueden verse afectadas las muestras de otros pacientes. Además de esto, estos sistemas implican una sola cámara fotográfica y un entorno compartido. Un resultado puede ser que las muestras de los pacientes se alteren debido a que el instrumento solo tiene una cámara fotográfica, moviéndose las muestras constantemente, por lo que se ven perturbadas en su entorno.

Sumario de la invención

Un objetivo de las realizaciones descritas en el presente documento consiste en superar o mitigar al menos uno de los inconvenientes indicados anteriormente de los sistemas de la técnica relacionada o al menos proporcionar una alternativa útil a los sistemas de la técnica relacionada. Los sistemas conocidos en la técnica abarcan los desvelados en el documento WO 2005/009126 para el ensayo automático de muestras biológicas, tal como células vivas. Además, el documento EP 1.653.269 desvela un microscopio empleado en una incubadora de células.

8 Ebner T, Moser M, Soomergruber M, et al. (2003). Selection based on morphological assessment of oocytes and embryos at different stages of preimplantation development: a review. Human Reproduction Update 9: 251-262.

9 Arav A (2008). Prediction of embryonic developmental competence by time-lapse observation and "shortest-half" analysis. Reproductive Biomedicine Online 17: 669-675.

10 Cruz M, Gadea B, Garrido N, et al. (2011). Embryo quality, blastocyst and ongoing pregnancy rates in oocyte donation patients whose embryos were monitored by time-lapse imaging. Journal of Assisted Reproduction and Genetics 28: 59-573.

11 Wong CC, Lowke KE, Bossert NL, et al. (2010). Non-invasive imaging of human embryos before embryonic genome activation predicts development to the blastocyst stage. Nature Biotechnology 28: 1115-1121.

12 Montag M, Liebenthron J, Koster M (2011). Which morphological scoring system is relevant in human embryo development.

En un primer aspecto de las realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona un aparato para evaluar la viabilidad de muestras cultivadas, comprendiendo el aparato al menos un módulo accesible de manera independiente que incluye un compartimento de cultivo adaptado para incubar una pluralidad de muestras en un entorno controlado, estando el al menos un módulo asociado operativamente con una fuente de luz y un medio de inspección óptica móvil adaptado para el movimiento alrededor de un eje de visualización a través del módulo, en donde el medio de inspección óptica móvil se localiza fuera del entorno controlado y está adaptado para el movimiento por medio de un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica para permitir un barrido del área de visualización que incorpora cada una de la pluralidad de muestras.

El movimiento del medio de inspección óptica móvil puede limitarse a uno o una combinación de: un plano X-Y que es normal al eje de visualización y una dirección Z que incluye el eje de visualización. Preferentemente, el movimiento disponible para el medio de inspección óptica móvil comprende que el medio de inspección óptica pueda trasladarse libremente dentro de un plano X-Y que es normal a una dirección de visualización óptica del medio de inspección óptica con un grado adicional de libertad de movimiento en una dirección Z ortogonal que incluye la dirección de visualización óptica. El movimiento del medio de inspección óptica móvil puede, en realizaciones específicas, ser de naturaleza excéntrica u orbital.

El medio de inspección óptica móvil se adapta al movimiento por medio de un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica. El al menos un módulo puede comprender un mecanismo de tapa y pestillo para sellar un compartimento de cultivo que tiene un entorno controlado dentro del módulo. El módulo puede comprender un medio para controlar la composición de gas y la temperatura dentro de al menos el compartimento de cultivo para mantener las muestras cultivadas. Preferentemente, el al menos un módulo comprende además un medio de equilibrio. El medio de inspección óptica puede comprender uno o una combinación de una cámara fotográfica y un microscopio en conexión operativa con el sistema de lente de objetivo de rotación elíptica. El aparato preferido puede comprender además una placa de cultivo que incluye una pluralidad de micropocillos espaciados para alojar muestras cultivadas, en donde la placa de cultivo está adaptada para su colocación dentro del módulo. Además, el aparato también puede comprender un medio de alineación para localizar la placa de cultivo en una posición precisa con respecto al medio de inspección óptica.

En otro aspecto de las realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona un método para valorar la viabilidad de muestras cultivadas que comprende las etapas de:

disponer muestras biológicas en una disposición sustancialmente elíptica dentro de un entorno controlado de un compartimento de cultivo de un módulo accesible de manera independiente;

formar imágenes de muestras individuales de la disposición sustancialmente elíptica con un medio de inspección óptica que se localiza fuera del entorno controlado del compartimento de cultivo moviendo un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica del medio de inspección óptica dentro de un plano X-Y que es normal a un eje de visualización a través del módulo para obtener la medición de lapso de tiempo del desarrollo de muestras individuales.

El método anterior puede comprender además la etapa de transmitir las imágenes de muestras individuales a un medio de procesamiento de datos para obtener el registro de lapso de tiempo o la medición del desarrollo de muestras individuales. El método también puede comprender además las etapas de controlar de manera independiente uno o una combinación de la temperatura, el suministro de gas, los niveles de CO² y la humedad dentro de compartimentos de cultivo independientes. La etapa de formar imágenes de muestras individuales incluye, preferentemente, utilizar la singamia como punto de referencia para valorar eventos de desarrollo de muestras posteriores en la medición de lapso de tiempo.

Otros aspectos y formas preferidas se desvelan en la memoria descriptiva y/o se definen en las reivindicaciones adjuntas, que forman una parte de la descripción de la invención.

En esencia, las realizaciones de la presente invención se derivan de la comprensión de que puede proporcionarse y mantenerse un entorno estable para muestras cultivadas en condiciones controladas en donde la observación de la viabilidad y la valoración de las muestras cultivadas puede obtenerse con medios de inspección móviles sin perturbar el desarrollo de muestras adyacentes o próximas.

La presente invención proporciona un sistema modular para el mantenimiento y obtención de imágenes de cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes, permitiendo el cultivo de alto rendimiento de esas células en un entorno óptimo altamente controlado, que incorpora un sistema integrado de inspección óptica (microscopio/cámara fotográfica) con captura de imágenes y procesamiento remoto. El sistema de inspección óptica incorpora un objetivo de rotación elíptica exclusivo que permite el escaneo de múltiples pocillos sin perturbar las muestras de cultivo en desarrollo (por ejemplo, embriones).

El ámbito de aplicación adicional de las realizaciones de la presente invención se pondrá de manifiesto a partir de la descripción detallada que se ofrece en lo sucesivo.

Breve descripción de los dibujos

La divulgación, los objetivos, las ventajas y los aspectos adicionales de las realizaciones preferidas y otras de la presente solicitud pueden comprenderse mejor por los expertos en la técnica pertinente con referencia a la siguiente descripción de las realizaciones tomadas junto con los dibujos adjuntos, que se ofrecen únicamente a modo de ilustración y, por lo tanto, no limitan la divulgación del presente documento, y en los que:

la figura 1 ilustra un sistema de cultivo de muestras biológicas de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la figura 2 muestra un sistema de cultivo de muestras biológicas como se muestra en la figura 1 con un módulo de incubadora de lapso de tiempo de acuerdo con las realizaciones preferidas de la presente invención que se muestra retirado;

la figura 3 muestra una vista en sección transversal del módulo de incubadora de lapso de tiempo de la figura 2 de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la figura 4 muestra una cámara fotográfica con un conjunto de lente rotatoria de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 4a indica un sistema preferido para el control ambiental de un compartimento de cultivo de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la figura 5 muestra una cámara fotográfica con un conjunto de lente rotatoria que se mueve hacia múltiples placas de cultivo de acuerdo con las realizaciones preferidas de la presente invención;

la figura 6 muestra una cámara fotográfica con un conjunto de lente fija que se mueve en un eje x e y hacia múltiples placas de cultivo y múltiples posiciones en la placa de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la figura 7 muestra la lente rotatoria moviéndose a cada una de las posiciones del embrión de acuerdo con una realización preferida de la presente invención, que comprende indicios para identificar muestras individuales; la figura 8 muestra una placa de cultivo en su forma más simple de acuerdo con las realizaciones preferidas de la presente invención, estando la placa de muestras de cultivo equipada para identificar muestras individuales con indicios e incluyendo medios de agarre para los usuarios;

la figura 9 muestra una placa de cultivo de las realizaciones preferidas de la presente invención con un primer plano despiezado en sección transversal;

la figura 9A muestra una placa de cultivo alternativa de realizaciones de la presente invención con un primer plano despiezado en sección transversal;

la figura 10 muestra una placa de cultivo mejorada de acuerdo con una realización de la presente invención; la figura 11 muestra una placa de cultivo con topes que son pasadores de orientación de acuerdo con una realización preferida para garantizar que la placa se relocalice en la posición correcta repetidamente;

la figura 12 ilustra la calidad de imagen que puede lograrse usando realizaciones de la presente invención en las que la figura 12(a) muestra embriones 2PN, la figura 12(b) muestra embriones de 2 células, la figura 12(c) muestra blastocistos eclosionando, y la figura 12(d) muestra embriones eclosionados y eclosionando;

la figura 13 muestra imágenes capturadas en realizaciones preferidas de la presente invención usando POC2 a) sin enmascaramiento y, b) con máscara circular estilo campo oscuro;

la figura 14 ilustra un sistema de cultivo de muestras biológicas alternativo para embriones de acuerdo con otra realización preferida de la presente invención;

la figura 15 muestra un sistema de cultivo de embriones como se muestra en la figura 14 con un módulo de incubadora de lapso de tiempo de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención que se muestra retirado;

la figura 16 muestra una vista en sección transversal del módulo de incubadora de lapso de tiempo de la figura 15 de acuerdo con una realización preferida alternativa de la presente invención;

la figura 17 muestra una cámara fotográfica con un conjunto de lente rotatoria de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención;

la figura 18 indica otro sistema preferido para el control ambiental de un compartimento de cultivo de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención.

Descripción detallada

En el contexto de la presente descripción se aplicarán las siguientes definiciones de terminología.

Embrión se usa para referirse tanto al cigoto que se forma cuando dos células gaméticas haploides (por ejemplo, un ovocito no fecundado y un espermatozoide) se unen para formar una célula totipotente diploide, por ejemplo, un óvulo fecundado, y al embrión que resulta de las divisiones celulares inmediatamente posteriores, es decir, escisión embrionaria, a través de la mórula, es decir, la fase de 16 células y la fase de blastocisto (con trofoectodermo diferenciado y masa celular interna).

Ovocito se usa para referirse a una célula o gameto germinal femenino no fecundado.

Cigoto se usa para referirse a la única célula que se forma cuando dos células gaméticas haploides (por ejemplo, un ovocito no fecundado y un espermatozoide) se unen para formar una célula totipotente diploide.

Célula pluripotente se usa para referirse a cualquier célula que tiene la capacidad de diferenciarse en múltiples tipos de células en un organismo. Los ejemplos de células pluripotentes incluyen ovocitos de células madre y embriones de 1 célula (es decir, cigotos).

Célula madre se usa para referirse a una célula o población de células que (a) tiene la capacidad de autorrenovarse y (b) tiene el potencial de dar lugar a tipos de células diferenciadas.

Mitosis o ciclo celular mitótico se refiere a los eventos en una célula que dan como resultado la duplicación de los cromosomas de una célula y la división de esos cromosomas y la materia citoplasmática de una célula en dos células hijas. El ciclo celular mitótico se divide en dos fases, interfase y mitosis.

El primer evento de escisión es la primera división, es decir, la división del ovocito en dos células hijas, es decir, ciclo celular 1. Una vez completado el primer evento de escisión, el embrión consiste en 2 células.

El segundo evento de escisión es el segundo conjunto de divisiones, es decir, la división de la célula hija principal en dos células nietas. Una vez completada la segunda escisión, el embrión consiste en 4 células.

La citocinesis/división celular es esa fase de la mitosis en la que una célula sufre división celular, es decir, es la fase de la mitosis en la que el material nuclear dividido de una célula y su material citoplasmático se dividen para producir dos células hijas.

La primera citocinesis es el primer evento de división celular después de la fecundación, es decir, la división de un ovocito fecundado para producir dos células hijas. La primera citocinesis se produce, en general, aproximadamente un día después de la fecundación.

La segunda citocinesis es el segundo evento de división celular observado en un embrión, es decir, la división de una célula hija del ovocito fecundado en un primer conjunto de células nietas.

Con referencia a la figura 1, las realizaciones de la invención comprenden un aparato 10 que es un sistema modular para el cultivo y monitorización continua de muestras biológicas o cultivadas. El aparato es especialmente adecuado para el cultivo y la obtención de imágenes de cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes.

Un aparato preferido comprende múltiples módulos de incubadora 20, que tienen una tapa 13 y un pestillo de apertura 12 como se muestra en la figura 1, que pueden operarse y controlarse de manera independiente, siendo cada uno capaz de realizar la monitorización y el control de la temperatura, la monitorización y el control de los gases, la observación microscópica y la captura de imágenes, el procesamiento de imágenes de lapso de tiempo y la conectividad a un dispositivo externo de análisis de datos.

En una forma preferida más detallada, como se muestra en la figura 3, cada módulo 20 tiene una tapa 33 operada por el pestillo de tapa 32 que sella el compartimento de incubación 36, como se muestra, con respecto al entorno exterior y permite el acceso independiente a dicho compartimento 36. Efectivamente, esto permite la retirada de muestras de cultivo adecuadas sin perturbar los módulos vecinos 20. Esto proporciona una ventaja importante sobre las incubadoras a granel tradicionales que exponen todos los cultivos celulares a condiciones atmosféricas y de temperatura cambiantes cuando se abre la puerta/tapa 33 para recuperar los cultivos. La figura 1 ilustra, en general, un ejemplo de un aparato de este tipo indicado como 10. En la práctica, no hay límite para el número de módulos 20 que pueden incorporarse en cada aparato 10. Como se muestra en el detalle de la figura 3, cada módulo incluye un compartimento de cultivo individual 36 para alojar la o las placas de cultivo de lapso de tiempo 39 y una placa de equilibrio 31, los PCB calentados 37 y 46 para controlar el entorno. En asociación operativa con el módulo 20 hay un medio de inspección óptica que comprende, por ejemplo, como se muestra en la figura 3, una cámara fotográfica 43, un mecanismo de movimiento 42 (siendo preferentemente pilas Z y un control de movimiento de eje Y de enfoque), un motor de colocación de lentes 44, una lente rotatoria 41 que trabaja conjuntamente con una fuente de luz 34.

Con referencia a la figura 2, cada módulo de incubadora individual 20 puede retirarse del aparato 10 independientemente de otros módulos 20, por ejemplo, para la reparación o servicio. La retirada de un módulo 20 no afecta a la función de otros módulos 20 en el aparato 10. La figura 3 muestra una realización del módulo de incubadora 20 destinado a usarse dentro del aparato 10, que es capaz de colocarse de manera segura en dicho aparato 10. La temperatura ambiental interna de cada compartimento de incubación 36 se controla en un valor predeterminado usando unos calentadores 37, 46 y unos sensores de temperatura. En una realización preferida, se usan dos calentadores para calentar dicho compartimento, uno localizado en la tapa 37 y el otro en la platina 46. En una realización preferida, la temperatura se establece en 37 °C. Cada módulo 20 está provisto de entradas para el suministro de gas 38 y válvulas para mantener caudales de gas predeterminados. En una realización preferida, un gas premezclado, que normalmente consiste en uno o una combinación de oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno, se suministra al compartimento de incubación 36 a través de dichas entradas y válvulas.

En otra realización, los gases, normalmente oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno, se suministran al aparato a través de entradas separadas y se mezclan a bordo, antes del suministro al compartimento de incubación 36. En esta realización, dicha mezcla puede proporcionar una atmósfera que consiste en aproximadamente un 5 % de oxígeno, aproximadamente un 6 % de dióxido de carbono y aproximadamente un 89 % de nitrógeno. En una realización adicional, los gases se mezclan para proporcionar una atmósfera que consiste en aproximadamente un 20 % de oxígeno, aproximadamente un 5 % de dióxido de carbono y aproximadamente un 75 % de nitrógeno.

El gas mencionado anteriormente puede humidificarse antes de suministrarse al compartimento de incubación 36, cuyo fin es mantener una atmósfera húmeda dentro de dicho compartimento. En la figura 4a, el gas fluye a través de un tubo hacia una solución a base de agua en un vial. A continuación, el gas húmedo fluye hacia arriba del vial hacia el compartimento de cultivo de entorno controlado. Como se muestra en la figura 4a, la humidificación del gas se logra suministrando el gas directamente a través de un tubo a un vial que contiene una solución a base de agua. La figura 4a muestra esa parte de un módulo 20 que contiene un vial 53 con una solución a base de agua. El gas húmedo sube a través de la solución a base de agua en el vial 53 hacia el compartimento de incubación o el compartimento de cultivo individual 52. En una realización, la solución a base de agua consiste solo en agua. En realizaciones alternativas, la solución a base de agua puede comprender agua con aditivos tales como glicerol. Un sensor óptico 54 está conectado al extremo del tubo o en el vial 53 para detectar la presencia de burbujas de aire y garantizar que no haya bloqueos de gas. Un sensor óptico 54 está conectado al extremo del tubo o en el vial 53 para detectar la presencia de burbujas de aire.

Cada módulo 20 está provisto de un portaobjetos en el que la placa de cultivo celular puede mantenerse sustancialmente inmóvil durante el período de cultivo con el fin de que las células o tejidos puedan observarse y formarse imágenes de manera consistente. Con referencia a la figura 11, en una realización preferida, la localización precisa de la placa de cultivo se logra usando unos medios de alineación o topes 111, por ejemplo, en forma de tres pasadores de localización y un pestillo móvil. En otras realizaciones, el portaobjetos puede incluir cualquier número de pasadores de localización y/o pestillos 111. El portaobjetos tiene una abertura o ventana a través de la que la luz puede pasar al objetivo del microscopio.

Cada módulo 20 contiene un área en el compartimento de incubación para una placa de cultivo adicional. Dicha área de la placa de cultivo no permite la observación microscópica de cultivos celulares que puedan estar contenidos en la placa de cultivo, pero permite al usuario cultivar muestras de cultivos no monitorizados o equilibrar los medios de cultivo antes de usarlos con cultivos celulares.

Cada módulo está provisto de un medio de inspección óptica, que puede comprender uno o una combinación de un sistema de cámara fotográfica o un microscopio, para monitorizar las muestras de cultivo, células o tejidos. El microscopio o sistema de cámara fotográfica puede ser de cualquier diseño adecuado como se conoce en la técnica. En una realización preferida, el microscopio es un microscopio de tubo simple. En realizaciones alternativas, el diseño de microscopio puede seleccionarse entre cualquiera de: un microscopio de tubo simple, un microscopio de contraste de modulación Hoffman, un microscopio de contraste de interferencia diferencial, un microscopio de campo oscuro, un microscopio de contraste de fase.

En el ejemplo del uso de un microscopio, el microscopio de tubo simple comprende una lente de objetivo de 10x, un tubo espaciador con aperturas o aberturas que permiten la luz y un sensor CMOS para la captura de imágenes. En una realización, se coloca un difusor y una abertura circular entre la fuente de luz y la muestra para iluminar la muestra con luz oblicua y proporcionar un mayor contraste en las imágenes capturadas. Además, si es necesario, también pueden introducirse filtros adicionales o máscaras difusoras en la trayectoria de la luz. En las realizaciones preferidas, puede emplearse un sistema de lentes condensadoras para mejorar la uniformidad de la luz que ilumina la muestra. El diseño óptico dentro de las realizaciones preferidas proporciona suficiente contraste en las imágenes recopiladas para permitir la identificación de las características de la muestra de cultivo, tal como cuerpos polares, pro-núcleos, nucléolos y masa celular interna (ICM), además de eventos tales como escisión, expansión de blastocistos y eclosión. En una realización alternativa, el medio de inspección óptica comprende un sensor de imagen tal como una cámara fotográfica CCD.

Preferentemente, cada microscopio está provisto de un motor de colocación de lente de objetivo para enfoque automático y/o manual.

En la presente realización, la fuente de iluminación para el microscopio la proporciona un diodo emisor de luz (LED) de 550 nm de longitud de onda e intensidad variable. En otras realizaciones, la fuente de luz puede tener una longitud de onda diferente. Como entenderán los expertos en la materia, la longitud de onda y la potencia de salida de la fuente de iluminación pueden seleccionarse con el fin de minimizar el daño fototóxico o el estrés en las muestras de cultivo, células o tejidos de interés. Con el fin de minimizar aún más el estrés relacionado con la iluminación, la fuente de iluminación preferentemente solo se enciende durante el período de observación o obtención de imágenes durante el proceso de cultivo. Las imágenes capturadas por un sensor del medio de inspección óptica pueden procesarse y analizarse por un sistema informático o de procesamiento de datos externo o por un medio de procesamiento de imágenes asociado operativamente con el aparato y, en determinadas realizaciones, dentro del aparato.

Una característica ventajosa específica de la presente invención es la provisión de un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica como parte del medio de inspección óptica del microscopio y/o de la cámara fotográfica para proporcionar un movimiento excéntrico del medio de inspección óptica que permita un barrido del área de visualización. La figura 4 ilustra un mecanismo de accionamiento a modo de ejemplo para la rotación elíptica. La ventaja conferida por esta innovación es que se pueden formarse imágenes de múltiples embriones o muestras biológicas sin mover el recipiente de cultivo. Como se muestra en la figura 4, se proporciona una cámara fotográfica 43 dentro del soporte de cámara fotográfica 51 con un tubo espaciador 49 que conduce a un conjunto de correa de motor que incluye la correa de motor 48 accionada por el motor de colocación de lentes 44, que prevé el movimiento del objetivo 47. El conjunto de lente rotatoria de la figura 4 proporciona el movimiento excéntrico que ofrece un barrido del área de obtención de imágenes. La capacidad de mover una lente de objetivo de esta manera mientras se mantiene una buena calidad de imagen depende del uso de un objetivo de baja potencia y se ve favorecida por la trayectoria de iluminación oblicua. En una realización preferida, el movimiento de lente puede facilitarse por un motor paso a paso simple.

La figura 5 ilustra otra realización de la presente invención, en la que múltiples recipientes de cultivo o placas de cultivo de lapso de tiempo 57 están contenidos dentro del aparato modular. En esta realización, la unidad de mecanismo de accionamiento microscópico/elíptico con el conjunto de lente rotatoria 56 se mueve a lo largo de un mecanismo de guía para permitir la recopilación de imágenes de múltiples recipientes de cultivo, sin perturbación de dichos recipientes. Habitualmente, dichos mecanismos de accionamiento permiten el movimiento en dos direcciones (X e Y), lo que permite un control de escala fina sobre la colocación y la calidad de la imagen, como se ilustra en la figura 6.

La figura 7 muestra un movimiento a modo de ejemplo de la lente rotatoria que permite la colocación del medio de inspección óptica en cada una de una pluralidad de posiciones de muestras de cultivo en una placa de lapso de tiempo. A modo de ejemplo, una serie de embriones pueden inspeccionarse en un entorno acondicionado por este medio. La figura 8 muestra una placa de cultivo a modo de ejemplo 90 que aloja una pluralidad de pocillos de muestras de cultivo 103 para una placa de muestras de cultivo de inspección de lapso de tiempo, dando los pocillos de preparación 94 flexibilidad al usuario para preparar medios o embriones. Además, la figura 9 ofrece un primer plano despiezado de la placa de la figura 8 que muestra el pocillo de muestras de cultivo 103, con la pared de control de fluido 9 l, el agujero 92 para localizar las muestras cultivadas, por ejemplo, los embriones e indicios 90a para identificar muestras individuales.

La figura 9A ofrece un primer plano despiezado del pocillo de muestras de cultivo mejorado que muestra la pared de control de fluido 91, el canal 93 y el agujero 92 para localizar las muestras cultivadas, por ejemplo, embriones.

Las figuras 10 y 11 muestran un diseño de placa de cultivo mejorado en donde se proporcionan áreas de agarre de usuario 101 junto con un área de etiquetado 102. Además, la figura 11 ilustra un medio preferido mediante el que una realización de la presente invención puede proporcionar una colocación y una relocalización precisas de la placa de cultivo dentro del aparato 10 para una inspección óptica fiable. Se proporcionan unos medios de alineación 111 o topes por medio de pasadores de orientación, como se muestra en la figura 11, para garantizar que la placa pueda relocalizarse en una posición correcta repetidamente. Medios de alineación alternativos, tales como retenes, muescas u otros medios equivalentes dentro de o asociados operativamente con el suelo o las paredes de soporte del compartimento pueden usarse para proporcionar una relocalización precisa.

En las figuras 12 y 13 se muestran ejemplos de las inspecciones ópticas que pueden lograrse mediante las realizaciones de la presente invención. Por ejemplo, la figura 13 muestra la diferencia entre las imágenes capturadas sin usar un sistema de enmascaramiento y usando una parada circular estilo campo oscuro.

Como se indica especialmente en las figuras 7 a 11, las realizaciones preferidas de la presente invención también proporcionan una placa de cultivo que comprende una estructura básica dentro de la que hay una pluralidad de micropocillos para cultivar muestras, tales como, por ejemplo, cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes. La placa de cultivo comprende además una serie de características que mejoran la facilidad de uso, como se ha indicado anteriormente para permitir que la placa se localice con precisión en el aparato modular y mejorar la seguridad del paciente.

La placa de cultivo está diseñada para trabajar, por ejemplo, con el instrumento modular descrito en la solicitud de patente provisional australiana en trámite junto con la presente número 2013900039 para el mantenimiento y la obtención de imágenes de cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes, permitiendo el cultivo de alto rendimiento de esas células en un entorno óptimo altamente controlado, que incorpora un sistema de microscopio integrado con captura de imágenes y procesamiento remoto. El sistema de microscopio incorpora un objetivo de rotación elíptica exclusivo que permite el escaneo de varios pocillos sin perturbar los embriones en desarrollo.

En la figura 8 se ilustra una realización de la forma más simple de la placa de cultivo. La forma más simple de la placa de cultivo comprende una estructura básica de una pluralidad de micropocillos para el cultivo de muestras tales como cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes. Con referencia a las figuras 8, 9 y 9A, en una realización preferida, los micropocillos de esta estructura básica están dispuestos en un patrón circular, estando cada micropocillo colocado en la base de un canal 93 en el que pueden filtrarse los medios de cultivo. Estas estructuras están rodeadas por una pared de control de fluido 91, proporcionada para retener los medios de cultivo en la región deseada de la placa de cultivo. La base del canal 93 puede estar inclinada desde los micropocillos hasta la pared de control de fluido 91 de tal manera que la gravedad pueda ayudar al embrión a moverse hacia el micropocillo si se coloca sobre esta superficie. Los micropocillos tienen suficiente profundidad y geometría para garantizar que los embriones no migren fuera de los pocillos durante el transporte de la placa, mientras se colocan o mueven otros embriones, y durante la aspiración o dispensación de los medios de cultivo. Estas características se muestran con más detalle en la figura 9A. A continuación, los medios de cultivo pueden cubrirse con el aceite adecuado que quedará retenido por las paredes de la placa de cultivo para limitar la evaporación de los medios de cultivo durante la incubación.

Las características de la forma más simple de la invención permiten que la placa de cultivo se llene fácilmente con medios de cultivo y retenga los medios en la región deseada. Los medios de cultivo pueden retirarse de la placa por debajo de una capa de aceite y reemplazarse según se desee durante el proceso de cultivo, evitando la necesidad de equilibrar placas frescas de medios y transferir los embriones a las nuevas placas. Los micropocillos garantizan que los embriones se mantengan en una localización donde puedan observarse usando el instrumento modular en las formas preferidas de la presente invención y en la que puedan identificarse individualmente. El diseño de la placa de cultivo garantiza que sea posible observar los embriones con microscopios estereoscópicos, microscopios invertidos con el uso de las realizaciones preferidas del instrumento modular de la presente invención. Los embriones pueden monitorizarse sin retirar la tapa ya que el material de la placa es transparente.

En una realización preferida, la forma más simple de la placa de cultivo se incorpora a un diseño mejorado, como se ilustra en las figuras 10 y 11. Esta realización tiene una serie de características que mejoran la facilidad de uso, permiten que la placa se localice con precisión en el aparato modular y mejoran la seguridad del paciente. La placa de cultivo está provista de varias áreas de agarre 101 que permiten manipular la placa de forma segura en una serie de configuraciones. Se proporciona un área grande 102 para la colocación de una etiqueta para garantizar una clara identificación y trazabilidad del paciente. Preferentemente, la placa está diseñada de tal manera que solo pueda colocarse en el instrumento modular en una orientación, garantizando que las muestras cultivadas (por ejemplo, embriones) se identifiquen y visualicen correctamente usando el instrumento modular. Esto se logra usando las características 111 en la placa que se alinean con los pasadores de localización y los pestillos en el instrumento modular. Este sistema también garantiza que la placa se localice con precisión en el instrumento. Tal y como se ha indicado, estas características se muestran en las figuras 10 y 11 pero será evidente para los expertos en la materia que pueden diferir de estas representaciones.

En una realización preferida, la placa de cultivo se construye con un solo tipo de plástico, preferentemente poliestireno. En realizaciones alternativas, la placa puede construirse usando cualquier plástico que los expertos en la materia reconozcan como adecuado para usar con cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes. En una realización adicional, toda o parte de la superficie de la placa de cultivo de plástico puede tratarse usando procesos, tales como el tratamiento con plasma, que sean adecuados para los recipientes de cultivo celular. El fin de este tratamiento superficial, entre otras cosas, puede ser mejorar la humectabilidad de la superficie para mejorar el llenado de la placa con medios de cultivo. En realizaciones alternativas, el diseño mejorado mencionado anteriormente de la placa de cultivo puede construirse a partir de múltiples tipos diferentes de plástico, construyéndose la sección representada en la figura 8 de un tipo de plástico y formándose el resto de otro tipo.

En las realizaciones preferidas, los micropocillos que se utilizan en la presente invención deben ajustarse a las siguientes especificaciones con las ventajas que se enumeran a continuación:

• Debe permitirse la identificación por separado y en grupo del cultivo.

• Los micropocillos deben disponerse en círculo o en grupo alrededor de un círculo para facilitar la observación con la lente rotatoria.

• Suficiente profundidad/geometría para mantener bien al embrión durante la perturbación.

Funciones para localizar la placa en el instrumento.

Permitir una única orientación.

Localización exacta y precisa.

Características para un manejo fácil y seguro, reducir la posibilidad de derrames.

Pared de control de fluido para retención de medios.

Pared de control de aceite.

Preferentemente, se proporciona una pared inclinada para ayudar a que las muestras cultivadas caigan en el pocillo.

Marcas/escalones en la pared del pocillo para ayudar con el enfoque automático.

Cambio de medios.

Características en la placa para minimizar el arrastre.

Características para mejorar el flujo de medios a través del "canal".

En una realización especialmente preferida, la presente invención se utiliza como un sistema modular para el mantenimiento y la obtención de imágenes de cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes. En consecuencia, se proporciona un aparato que comprende módulos, cada uno de los cuales contiene el medio para mantener las condiciones gaseosas y de temperatura adecuadas para la viabilidad celular, un medio para equilibrar la humedad del compartimento, una unidad de microscopio destinada a usarse en el espacio de cultivo, un mecanismo de accionamiento elíptico que permite formar imágenes de múltiples campos de visión, una unidad de captura de imágenes y el medio para transferir imágenes para su posterior procesamiento.

El sistema incluye un medio para el procesamiento de imágenes provisto integralmente dentro del aparato.

Asimismo, una realización preferida proporciona un método para transmitir una imagen de células o tejidos localizados en un espacio de cultivo a un medio de procesamiento de datos, que comprende las etapas de:

colocar las células o tejidos dentro de un recipiente de cultivo en un portaobjetos de un módulo de microscopio/incubadora

disponer el módulo de microscopio/incubadora dentro de la carcasa de módulo

mantener las células o tejidos esencialmente inmóviles durante el período de incubación

formar imágenes de células o tejidos individuales dentro de un recipiente de cultivo por medio de un sistema de lente de trayectoria motriz elíptica.

En aspectos adicionales, las realizaciones preferidas usan la singamia como punto de referencia para la valoración del tiempo de los eventos de desarrollo embrionario posteriores. En este sentido, puede proporcionarse una estimación de la viabilidad con una revisión del embrión en cultivo usando la singamia como punto de referencia para la valoración del tiempo de los eventos de desarrollo embrionario posteriores y se considera que esto puede permitir una sincronización más precisa de los eventos en comparación con las técnicas de FIV actualmente conocidas. En consecuencia, la sincronización de los eventos a partir de la singamia puede permitir un mejor análisis del desarrollo embrionario.

En aspectos adicionales, las realizaciones preferidas usan el lapso de tiempo como una medida para evaluar la expansión del embrión y, por lo tanto, la viabilidad durante la descongelación antes de la implantación de nuevo en el paciente. La obtención de imágenes de lapso de tiempo se usa para evaluar la viabilidad de la descongelación de embriones en función de propiedades tales como la expansión, entre otras. Este nuevo método de valoración para descongelar embriones puede conducir a una selección mejorada de los mejores embriones.

Se proporcionan capacidades de revisión de embriones que son fáciles de usar y reducen el tiempo que los embriólogos pasan revisando embriones. En este sentido, los sistemas de la técnica anterior utilizan métodos de revisión complejos que requieren una inversión significativa de tiempo por parte de un embriólogo. El sistema preferido de acuerdo con la invención puede utilizar uno o una combinación de los siguientes.

Creación o generación de un paquete destacado de imágenes de lapso de tiempo que muestran el desarrollo embrionario. Este paquete puede definirse por el usuario, generado automáticamente sobre la base de eventos reconocidos, generado automáticamente sobre la base de mediciones de estructuras/componentes embrionarios. Puede usarse una imagen desde el comienzo y el final de un período de tiempo predefinido o una ventana para "marcar" el período con el fin de identificar si se produjo un evento en ese período o una combinación.

Pueden generarse videoclips cortos de las fases importantes del desarrollo embrionario, por ejemplo, singamia, escisión, blastulación. Los clips se basan en valores predeterminados y/o "ventanas de tiempo" definidas por el usuario. A continuación, estos clips pueden revisarse juntos o por separado a discreción del usuario.

Los colores rojo, ámbar y verde pueden usarse para determinar el destino y anotar eventos importantes, por ejemplo, seleccionar el rojo para mostrar que el embrión no es viable, seleccionar el ámbar cuando se observan eventos adversos y el verde para indicar un buen desarrollo.

La revisión puede llevarse a cabo durante el cultivo (revisión sobre la marcha), por ejemplo, cada día o en momentos en los que se espera que se produzcan eventos importantes. A continuación, puede proporcionarse un sumario de todos los eventos en el punto final para la selección del destino.

La interfaz de usuario está dispuesta para que coincida con la disposición física de la placa con el fin de minimizar el error y reducir la posibilidad de seleccionar elementos incorrectos. El diseño físico de los compartimentos se refleja en el monitor grande. El diseño circular de embrión de la placa se representa en una disposición circular en la pantalla grande.

RFID, código de barras, OCR u otro identificador pueden utilizarse sobre o en una placa de cultivo que pueda leerse electrónicamente (u ópticamente y convertirse). Este sistema permite acceder a todos los datos asociados con la placa (y, por lo tanto, a los embriones), minimizando de este modo los errores en el etiquetado y las posibles confusiones donde puedan transferirse embriones incorrectos a un paciente. El sistema puede usarse para asociar todas las imágenes de lapso de tiempo con la ID correcta del paciente.

Cada compartimento tiene una pantalla independiente que puede presentar información, tal como, pero sin limitarse a, ID del paciente, condiciones medioambientales, estados de alarma, advertencias o combinaciones de las mismas. La presentación de la ID del paciente en el compartimento minimiza el riesgo de posibles confusiones donde puedan transferirse embriones incorrectos a un paciente. La pantalla puede ser una pantalla LCD, papel electrónico u otro dispositivo de visualización electrónico. Preferentemente es una pantalla LCD.

El entorno en cada compartimento, incluyendo temperatura, gas, humedad, movimiento, sonido o una combinación de los mismos, puede controlarse automáticamente y modificarse de acuerdo con un perfil durante el cultivo. Este proceso automático proporciona la oportunidad de optimizar las condiciones para los embriones durante todo el período de cultivo. El sistema puede implementarse de las siguientes maneras.

Un perfil ambiental universal predefinido por el usuario para un conjunto dado de instrumentos, que, a continuación, se aplica a todos los embriones cultivados en este conjunto de instrumentos. Este perfil puede basarse en ciclos de ritmo circadiano.

El perfil ambiental lo establece el usuario, pero se personaliza para el paciente individual. Esta personalización puede basarse en mediciones y/u observaciones del paciente, tales como la temperatura corporal.

Además, este perfil personalizado puede generarse automáticamente por el sistema usando datos proporcionados por el paciente, posiblemente recopilados usando una aplicación o un registrador de algún tipo.

El perfil ambiental se genera y/o modifica "sobre la marcha" durante el período de cultivo en función del análisis automático de imágenes de lapso de tiempo de los embriones de los pacientes.

Las imágenes de lapso de tiempo pueden capturarse en todos los compartimentos en paralelo, lo que reduce la diferencia de tiempo entre las imágenes dentro de una pila z. Esto es importante cuando se atraviesa la pila z para buscar singamia, por ejemplo. Esto también está habilitado por el uso de un concentrador USB dentro del instrumento que permite conectar múltiples cámaras fotográficas a través de una sola conexión a un PC. El número preferido de cámaras fotográficas y compartimentos para la captura en paralelo es 6. En una realización preferida, el PC está contenido dentro del sistema.

Pueden proporcionarse una serie de funciones diferentes, que incluyen:

Control de humedad independiente por compartimento

Suministro de gas independiente por compartimento

Detección de burbujas para determinar si el gas está fluyendo, por lo que no hay bloqueo

Colocación de placa controlada

Bloqueo de pestillo de puerta

Detección de CO². Preferentemente, cada compartimento tiene al menos un sensor de CO² dedicado.

Sistema de lente de condensador para un contraste mejorado e iluminación uniforme en todos los micropocillos Se proporciona un pasador de localización de tapa para garantizar la posición correcta de la fuente de iluminación donde se usa un pasador de localización de tapa en la platina del compartimento para garantizar la posición correcta de la tapa y la fuente de iluminación.

• Calentamiento usando PCB en incubadora de embriones

• Como mecanismo para integrar hasta 6 compartimentos en un solo sistema, se prevé que pueda proporcionarse un concentrador u Sb dentro del instrumento para permitir que se conecten 6 cámara fotográficas a través de una sola conexión a un PC. Puede dar como resultado la gestión simultánea de la cámara fotográfica en un solo sistema.

• Para habilitar el tiempo mínimo entre las pilas z y la captura de imágenes, se proporciona una captura paralela de imágenes a través de 6 módulos para permitir un tiempo mínimo entre las pilas z y la captura de imágenes. En consecuencia, esto reduce la diferencia de tiempo entre las imágenes dentro de una pila z. Esto es importante cuando se atraviesa la pila z para buscar singamia, por ejemplo.

• En la técnica anterior, los embriones se iluminan durante mucho más tiempo del necesario para la captura de imágenes. Para abordar esto, el software de programación puede minimizar el tiempo de encendido del LED y minimizar el uso de ancho de banda. Una forma de lograrlo es apagando la iluminación mientras se ajusta la vista.

• Generación de paquetes destacados basándose en eventos definidos por el usuario y/o eventos reconocidos automáticamente

• Plano focal definible por el usuario durante la reproducción, es decir, donde un plano focal puede estar en una sola posición para la reproducción completa. En los sistemas actuales, puede darse el caso de que una pila Z solo esté disponible de forma intermitente, por ejemplo, solo se recolecta una pila z cada 4 imágenes. Como solución, se prefiere que las imágenes de pilas z capturadas previamente se usen para permitir la visualización de múltiples planos focales durante la reproducción de lapso de tiempo. Ventajosamente, esto puede garantizar que un embrión esté siempre enfocado durante la reproducción, incluso si el embrión se mueve o crece. También permite a un usuario analizar diferentes partes del embrión a lo largo de todo su desarrollo. Como medio para enfocar "sobre la marcha", el usuario puede ajustar manualmente el juego focal durante la reproducción.

• Selección automática del plano focal durante la reproducción; la selección automática del plano focal durante la reproducción puede lograrse en función del análisis de lapso de tiempo. En este sentido, el sistema selecciona un plano focal automáticamente para garantizar que el embrión permanezca enfocado.

• El método para determinar la escisión puede ser una ayuda para determinar el evento o; detección absoluta • Proporcionar imágenes en 3D mediante la fusión de las capturas de imágenes de la pila z. En consecuencia, las imágenes de la pila Z se recopilan y convierten para proporcionar una imagen 3D del embrión.

El control independiente de las condiciones ambientales de cada compartimento, por ejemplo, controlando de manera independiente uno o una combinación de temperatura, humedad y/o suministro de gas en cada compartimento permite la posibilidad de personalizar las condiciones para cada paciente. Además, si un compartimento fallara por alguna razón, los embriones de todos los demás pacientes no se verían afectados.

Proporcionar un mecanismo por el cual los embriones pueden moverse suavemente, tal como, entre otros, mover/inclinar la platina, o parte de la misma, del compartimento de incubadora permite micromovimientos o una inclinación de la platina/medios para simular el microentorno in vivo del ovocito/embrión. Por lo tanto, puede ser posible mejorar el rendimiento del cultivo de embriones imitando el microentorno in vivo.

También puede proporcionarse un mecanismo para balancear bien el embrión para permitir una mejor valoración. Esto permite que un usuario interactúe con los embriones con el fin de observar características que no pueden verse en las imágenes antes de esta manipulación.

De manera similar, puede proporcionarse un mecanismo por el cual los embriones se exponen al sonido y/o la música en el compartimento de incubadora. Por lo tanto, puede ser posible mejorar el rendimiento del cultivo de embriones exponiendo los embriones al sonido/música.

Con el fin de evitar errores o equivocaciones que puedan presentarse por los procesos humanos, es posible incrustar un RFID, código de barras u otro identificador se pueda leerse electrónicamente (u ópticamente y convertirse) en una placa. Usando un identificador de este tipo, cuando se coloca una placa en el instrumento, puede accederse a todos los datos asociados con la placa desde una base de datos.

De manera similar, el instrumento puede asociar todas las imágenes (y otros datos registrados) con la ID del paciente correspondiente, evitando errores humanos en la entrada de detalles del paciente que están asociados con las imágenes.

El instrumento también puede estar provisto de un pequeño monitor acoplado para mostrar información sobre la placa que se está evaluando, tal como el nombre del paciente, condiciones ambientales individuales y/u otros parámetros relacionados con la monitorización de los compartimentos o condiciones de alarma. La provisión de tal característica significa que no se requiere interacción del usuario con el instrumento para comprender su estado actual, y la información no tiene que anotarse externamente en una pizarra o similar.

El inventor ha notado que el lapso de tiempo y otros datos registrados normalmente se almacenan fuera de la base de datos del laboratorio. Preferentemente, la exportación directa de calificaciones a la base de datos de laboratorios permitirá más usos para los datos, simplifica el acceso a los datos y garantiza un método de acceso consistente a los datos.

También es posible controlar automáticamente el perfil ambiental durante el cultivo, en donde el entorno, incluyendo la temperatura, gas, humedad, movimiento, sonido o una combinación de los mismos, de los compartimentos individuales se altera a lo largo del período de cultivo. Por ejemplo, pueden utilizarse los siguientes perfiles:

el usuario puede predefinir un perfil para todos los pacientes en un sitio/clínica dado, en donde el usuario establece un perfil ambiental universal para un conjunto dado de instrumentos, que, a continuación, se aplica a todos los embriones cultivados en este conjunto de instrumentos.

Un perfil puede basarse en ciclos de temperatura del ritmo circadiano mediante un control preciso de la temperatura para simular el microentorno in vivo de los ovocitos y embriones.

Un perfil puede personalizarse para pacientes individuales, en donde el usuario establece un perfil ambiental y lo personaliza para el paciente individual.

Un perfil puede basarse en la medición y/o la observación del paciente, tal como la temperatura corporal.

Un perfil puede basarse en el donante con la ayuda de los datos obtenidos del donante (aplicación, registrador, etc.), en donde el perfil personalizado se basa en mediciones y/u observaciones del paciente y el perfil se genera automáticamente por el sistema.

Un perfil puede basarse en análisis automáticos, mediciones y/u observaciones de las imágenes de lapso de tiempo de los embriones registradas durante el proceso de cultivo, en donde el perfil ambiental se genera y/o modifica "sobre la marcha" durante el período de cultivo en función del análisis automático de imágenes de lapso de tiempo de embriones de pacientes.

El inventor reconoce que los registros de auditoría para las interacciones con embriones son escasos y están basados en papel. La seguridad de las muestras también es motivo de preocupación. En este sentido, la identificación de los embriólogos puede registrarse en cada interacción con el sistema con el fin de, por ejemplo, control de calidad, firma electrónica, testificación, etc. Preferentemente, cada embriólogo usa uno o una combinación de: RFID, código de barras (u otra ID ópticamente reconocible), huella dactilar en escáner, retina escaneada o PIN introducido, para identificar al embriólogo, registrando todas las interacciones con el instrumento contra los mismos. Ventajosamente, se proporciona auditando quién, qué y cuándo se realizaron interacciones en cada placa. Beneficiosamente, solo se permiten interacciones adecuadas para cada usuario del instrumento.

Para ampliar el concepto anterior, en las realizaciones preferidas puede producirse el escaneo de la huella dactilar de los embriólogos cuando acceden a la incubadora. De nuevo, cada embriólogo usa uno o una combinación de: RFID, código de barras (u otra ID ópticamente reconocible), huella dactilar en escáner, retina escaneada o PIN introducido, para permitir interacciones con el instrumento que estén aprobadas para su uso.

En la técnica anterior puede ser necesaria una óptica compleja para obtener imágenes de buena calidad. Por lo tanto, en las realizaciones preferidas, el inventor ha proporcionado un sistema de lente de condensador para un contraste mejorado y puede proporcionarse una iluminación uniforme en todos los micropocillos mediante un sistema de lente de condensador simple usado para proporcionar un contraste mejorado y una iluminación uniforme en todos los micropocillos.

Hasta ahora, el material de formación se ensambla manualmente. Sin embargo, usando los resultados de revisión/calificación registrados, los paquetes de formación de control de calidad se producen automáticamente y, por lo tanto, la formación requiere menos esfuerzo de producción. Además, no suele haber suficiente formación en control de calidad. La generación automática de una biblioteca de imágenes de control de calidad que el usuario podría definir con respecto a eventos/tipo de embriones podría generar automáticamente un correo electrónico/sitio interno sobre el que podría alertarse a todos los embriólogos de la clínica y completarlo con fines regulares de control de calidad y formación.

En los sistemas actuales, los pacientes no pueden ver el desarrollo de sus embriones, pero en las realizaciones preferidas, la monitorización remota de los pacientes se proporciona usando interacciones de red seguras, los embriones aprobados pueden verse en remoto por el paciente, de manera que los pacientes pueden ver el desarrollo de sus embriones. En una realización preferida, se proporciona un medio de calentador de respaldo para cada PCB donde se utilizan 2 circuitos de calentador, de manera que, si uno falla, el otro tome el control. El circuito de PCB ha incorporado una redundancia capaz de continuar controlando la temperatura ambiente incluso en el caso de que uno de los calentadores falle. Esto se controla automáticamente a través del software para garantizar que el entorno del embrión no se vea comprometido.

La placa está diseñada de manera que facilite la preparación y el intercambio de medios. En la figura 8, la placa está diseñada con pocillos de manipulación de repuesto para permitir la preparación de medios. En la figura 9A, la placa está diseñada para tener unas barreras controladas por fluido 91, un canal 93, junto al agujero 9 para facilitar la retirada y sustitución de los medios de cultivo mientras los embriones permanecen en la placa. Por lo tanto, los embriones no requieren moverse a una nueva placa durante el período de cultivo, minimizando de este modo la interrupción de su desarrollo. El diseño minimiza el arrastre de medios, mientras garantiza que los embriones no se "sequen".

El software modular puede formarse para permitir la actualización del firmware (F/W) de un módulo a la vez y programarse siempre que surja una oportunidad (es decir, durante el tiempo de inactividad del módulo).

Cuando la pila Z solo está disponible durante un lapso de tiempo, la optimización de la captura de imágenes permite que todo el lapso de tiempo contenga una pila z. Por lo tanto, la pila Z puede verse durante cualquier fotograma de lapso de tiempo, la reproducción de video puede hacerse en una pila z arbitraria y, la reproducción de video puede hacerse usando un perfil de pila z.

Además, en los sistemas actuales, los eventos solo pueden encontrarse viendo videos largos. Se establece una cantidad distintiva de diferencia (diferencia entre imágenes consecutivas) representando gráficamente las diferencias entre fotogramas de lapso de tiempo a lo largo del tiempo. Esto reduce el tiempo de revisión.

Como las imágenes registradas ocupan una gran cantidad de almacenamiento, las imágenes de lapso de tiempo usan una o una combinación de compresión temporal y espacial (dentro de la imagen y en la pila z) con el fin de reducir el espacio de almacenamiento requerido para las imágenes de lapso de tiempo.

La detección del nivel de agua en el matraz de humidificación puede proporcionarse mediante el método de detección de nivel de líquido en el matraz de humidificación para medir el nivel del agua. Esto garantiza que el agua no se agote y provoque un entorno de baja humedad.

La localización precisa de la placa de cultivo se logra usando unos medios de alineación o topes 111, por ejemplo, en forma de tres pasadores de localización y un pestillo móvil.

Además, como mecanismo de pestillo/cerradura de puerta, cada módulo tiene una tapa accionada por un pestillo de tapa que sella el compartimento de incubación del ambiente exterior y permite el acceso independiente a dicho compartimento. De esta manera, los compartimentos individuales se sellan por completo con respecto al entorno externo, lo que garantiza que las influencias externas se minimicen y que la concentración de gas se mantenga en un nivel estable.

En los sistemas de la técnica anterior, puede no estar claro qué elemento o elementos físicos están representados por qué elemento en la pantalla. Una solución en las realizaciones preferidas es una disposición física que coincida con la GUI para minimizar el error. Esto se logra mediante un orden de diseño de compartimento que se refleja en la pantalla grande. El diseño circular de embrión de la placa se representa en una disposición circular en la pantalla grande y esto reduce la posibilidad de seleccionar un elemento incorrecto.

Un sistema alternativo para el cultivo de muestras biológicas que incluye realizaciones alternativas de la presente invención se muestra en las figuras 14 a 25 con números similares que hacen referencia a características similares de las realizaciones de las figuras 1 a 11.

Con referencia a la figura 14, una realización alternativa de la invención comprende un aparato de muestreo biológico 10 que, similar a la realización de la figura 1, es un sistema modular para el cultivo y la monitorización continua de muestras biológicas o cultivadas y es especialmente adecuado para el cultivo y obtención de imágenes de cigotos, embriones, ovocitos y células pluripotentes.

Un aparato preferido comprende múltiples módulos de incubadora 20, que tienen una tapa 13 y un pestillo de apertura 12 como se muestra en la figura 14, que pueden operarse y controlarse de manera independiente, siendo cada uno capaz de realizar la monitorización y el control de la temperatura, la monitorización y el control de los gases, la observación microscópica y la captura de imágenes, el procesamiento de imágenes de lapso de tiempo y la conectividad a un dispositivo externo de análisis de datos.

En una forma preferida más detallada, como se muestra en la figura 16, cada módulo 20 tiene una tapa 33 operada por el pestillo de tapa 32 que sella el compartimento de incubación 36, como se muestra, con respecto al entorno exterior y permite el acceso independiente a dicho compartimento 36. El mecanismo de movimiento 42 (siendo preferentemente pilas Z y un control de movimiento de eje Y de enfoque) de la figura 3 no se muestra.

La figura 17 muestra un conjunto de cámara fotográfica de una realización alternativa a la de la figura 4. El tubo espaciador es necesario para garantizar que la cámara fotográfica ccd se coloque a la distancia correcta para un enfoque óptimo.

En la figura 18 se ilustra una realización alternativa a la mostrada en la figura 4a y muestra que la humidificación del gas se logra suministrando el gas directamente a través de un tubo a un vial que contiene una solución a base de agua. La figura 18, al igual que la ilustración de la figura 4a, muestra esa parte de un módulo 20 que contiene un vial 53 con una solución a base de agua. El gas húmedo sube a través de la solución a base de agua en el vial 53 hacia el compartimento de incubación o el compartimento de cultivo individual 52. En una realización, la solución a base de agua consiste solo en agua. En realizaciones alternativas, la solución a base de agua puede comprender agua con aditivos tales como glicerol. Un sensor óptico 54 está conectado al extremo del tubo o en el vial 53 para detectar la presencia de burbujas de aire y garantizar que no haya bloqueos de gas. Un sensor óptico 54 está conectado al extremo del tubo o en el vial 53 para detectar la presencia de burbujas de aire.

Con respecto a minimizar la confusión de pacientes, las realizaciones de la presente invención pueden servir para: o Mejore la seguridad del embrión y del paciente con la placa de cultivo que comprende RFID, código de barras u OCR para permitir que el dispositivo lea automáticamente mediante programación los detalles del paciente para garantizar que no se produzca ninguna confusión de pacientes, ni de imágenes. Esto se logra mediante este método de lectura que no requiere que el usuario introduzca los detalles del paciente

o El instrumento lee y muestra la información del paciente en la pantalla LCD independiente

Con respecto a la mejora de la viabilidad del embrión, las realizaciones de la presente invención pueden servir para:

o Haga que se controle cada compartimento de paciente individualmente (temperatura, humedad y gas) o El feedback de las imágenes de lapso de tiempo se retroalimenta directamente a la incubadora para personalizar el mejor entorno para el desarrollo cambiando la temperatura, la humedad y los niveles de concentración de gas) o El uso de sonido, vibración para mejorar aún más el desarrollo embrionario, es decir, utilizar/estimular los ritmos circadianos

o Feedback del lapso de tiempo para personalizar la mejor condición para el embrión, (sonido, vibración, temperatura, humedad y gas)

o La capacidad de combinar campo claro y campo oscuro para mejorar la valoración del embrión.

Con respecto a la minimización de la alteración del entorno, las realizaciones de la presente invención pueden servir para:

o Tener un entorno individual y una cámara fotográfica para cada paciente

o Las muestras de los pacientes permanecen estáticas durante la incubación

o Técnica de intercambio de medios mejorada que facilita la retirada y sustitución de los medios de cultivo mientras están en la placa. Esto, a su vez, permite el intercambio automático de medios de cultivo en el instrumento. o Al automatizar el intercambio de medios, el instrumento tiene el potencial de usar el feedback del lapso de tiempo para personalizar la mejor condición de medios para el embrión y puede reducir aún más las alteraciones de la muestra del paciente.

Cabe señalar que cuando las expresiones "servidor", "servidor seguro" o expresiones similares se usan en el presente documento, se describe un dispositivo de comunicación que puede usarse en un sistema de comunicación, a menos que el contexto requiera lo contrario, y no debe interpretarse como una limitación de la presente invención a ningún tipo de dispositivo de comunicación en particular. Por lo tanto, un dispositivo de comunicación puede incluir, sin limitación, un puente, un enrutador, enrutador de puente (enrutador), un interruptor, un nodo u otro dispositivo de comunicación, que puede o no ser seguro. Asimismo, como entenderán los expertos en la materia, otros paquetes de software o aplicaciones pueden utilizarse con una posible implementación para incluir sistemas basados en la nube.

También cabe señalar que cuando se usa un diagrama de flujo en el presente documento para demostrar diversos aspectos de la invención, no debe interpretarse que limita la presente invención a ningún flujo lógico o implementación lógica en particular. La lógica descrita puede dividirse en diferentes bloques lógicos (por ejemplo, programas, módulos, funciones o subrutinas) sin cambiar los resultados generales o alejarse del verdadero alcance de la invención. A menudo, elementos lógicos pueden añadirse, modificarse, omitirse, realizarse en un orden diferente o implementarse usando diferentes construcciones lógicas (por ejemplo, puertas lógicas, bucles primitivos, lógica condicional y otras construcciones lógicas) sin cambiar los resultados generales ni apartarse del verdadero alcance de la invención.

Diversas realizaciones de la invención pueden realizarse en muchas formas diferentes, incluyendo la lógica de programación informática para usar con un procesador (por ejemplo, un microprocesador, un microcontrolador, un procesador de señal digital, o un ordenador de propósito general y, para el caso, puede usarse cualquier procesador comercial para implementar las realizaciones de la invención, ya sea como un solo procesador, un conjunto serial o paralelo de procesadores en el sistema y, como tal, ejemplos de procesadores comerciales incluyen, pero no se limitan a, Merced™, Pentium™, Pentium II™, Xeon™, Celeron™, Pentium Pro™, Efficeon™, Athlon™, AMD™ y similares), lógica programable para uso con un dispositivo de lógica programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables en campo (FPGA) u otro PLD), componentes discretos, circuitos integrados (por ejemplo, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC)), o cualquier otro medio, incluyendo cualquier combinación de los mismos. En una realización a modo de ejemplo de la presente invención, predominantemente toda la comunicación entre los usuarios y el servidor se implementa como un conjunto de instrucciones de programas informáticos que se convierte en un formato ejecutable por ordenador, almacenado como tal en un medio legible por ordenador y ejecutado por un microprocesador bajo el control de un sistema operativo.

La lógica de programación informática que implementa toda o parte de la funcionalidad donde se describe en el presente documento puede incorporarse en diversas formas, incluyendo un formulario de código fuente, un formulario ejecutable por ordenador, y diversos formularios intermedios (por ejemplo, formularios generados por un ensamblador, compilador, enlazador o localizador). El código fuente puede incluir una serie de instrucciones de programas informáticos implementadas en cualquiera de diversos lenguajes de programación (por ejemplo, un código objeto, un lenguaje ensamblador, o un lenguaje de alto nivel, tal como Fortran, C, C +, JAVA o HTML. Además, hay cientos de lenguajes informáticos disponibles que pueden usarse para implementar las realizaciones de la invención, estando entre los más comunes Ada; Algol; APL; awk; Basic; C; C++; Conol; Delphi; Eiffel; Euphoria; Forth; Fortran; HTML; Icon; Java; Javascript; Lisp; Logo; Mathematica; MatLab; Miranda; Modula-2; Oberon; Pascal; Perl; PL/I; Prolog; Python; Rexx; SAS; Scheme; sed; Simula; Smalltalk; Snobol; SQL; Visual Basic; Visual C++; Linux y XML, QT, Python.) para usar con diversos sistemas operativos o entornos operativos. El código fuente puede definir y usar diversas estructuras de datos y mensajes de comunicación. El código fuente puede estar en un formato ejecutable por ordenador (por ejemplo, a través de un intérprete), o el código fuente puede convertirse (por ejemplo, a través de un traductor, ensamblador o compilador) en un formato ejecutable por ordenador.

El programa informático puede fijarse de cualquier forma (por ejemplo, formulario de código fuente, forma ejecutable por ordenador, o una forma intermedia) ya sea de manera permanente o transitoria en un medio de almacenamiento tangible, tal como un dispositivo de memoria semiconductor (por ejemplo, una memoria RAM, ROM, PROM, EEPROM, o RAM programable por Flash), un dispositivo de memoria magnética (por ejemplo, un disquete o un disco fijo), un dispositivo de memoria óptica (por ejemplo, un CD-ROM o un DVD-ROM), una tarjeta de PC (por ejemplo, una tarjeta PCMCIA) u otro dispositivo de memoria. El programa informático puede fijarse en cualquier forma en una señal que pueda transmitirse a un ordenador usando cualquiera de las diversas tecnologías de comunicación, incluyendo, pero de ninguna manera limitado a, tecnologías analógicas, tecnologías digitales, tecnologías ópticas, tecnologías inalámbricas (por ejemplo, Bluetooth), tecnologías de red y tecnologías de interconexión de redes. El programa informático puede distribuirse en cualquier forma como un medio de almacenamiento extraíble con documentación impresa o electrónica adjunta (por ejemplo, software retractilado), precargado con un sistema informático (por ejemplo, en la ROM de sistema o en un disco fijo), o distribuido desde un servidor o tablón de anuncios electrónico a través del sistema de comunicación (por ejemplo, Internet o World Wide Web).

La lógica de hardware (incluyendo la lógica programable para su uso con un dispositivo lógico programable) que implementa la totalidad o parte de la funcionalidad descrita en el presente documento puede diseñarse usando métodos manuales tradicionales o puede diseñarse, capturarse, simularse o documentarse electrónicamente usando diversas herramientas, tales como el diseño asistido por ordenador (CAD), un lenguaje de descripción de hardware (por ejemplo, VHDL o AHDL) o un lenguaje de programación PLD (por ejemplo, PALASM, ABEL o CUPL). La lógica de hardware también puede incorporarse en monitores para implementar realizaciones de la invención y que pueden ser monitores segmentados, monitores analógicos, monitores digitales, CRT, pantallas LED, pantallas de plasma, pantallas de diodo de cristal líquido, y similares.

La lógica programable puede fijarse de manera permanente o transitoria en un medio de almacenamiento tangible, tal como un dispositivo de memoria semiconductor (por ejemplo, una memoria RAM, ROM, PROM, EEPROM, o RAM programable por Flash), un dispositivo de memoria magnética (por ejemplo, un disquete o un disco fijo), un dispositivo de memoria óptica (por ejemplo, un CD-ROM o un DVD-ROM), u otro dispositivo de memoria. La lógica programable puede fijarse en una señal que pueda transmitirse a un ordenador usando cualquiera de diversas tecnologías de comunicación, incluyendo, pero de ninguna manera limitado a, tecnologías analógicas, tecnologías digitales, tecnologías ópticas, tecnologías inalámbricas (por ejemplo, Bluetooth), tecnologías de red y tecnologías de interconexión de redes. La lógica programable puede distribuirse como un medio de almacenamiento extraíble con documentación impresa o electrónica adjunta (por ejemplo, software retractilado), precargada con un sistema informático (por ejemplo, en la ROM de sistema o en un disco fijo), o distribuida desde un servidor o tablón de anuncios electrónico a través del sistema de comunicación (por ejemplo, Internet o World Wide Web).

"Comprende/que comprende" e "incluye/que incluye" cuando se usa en la presente memoria descriptiva se toma para especificar la presencia de características, elementos integrantes, etapas o componentes establecidos, pero no excluye la presencia o adición de una o más características, elementos integrantes, etapas, componentes adicionales o grupos de los mismos. Por lo tanto, a menos que el contexto requiera claramente lo contrario, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las palabras "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye" y similares deben interpretarse en un sentido inclusivo en oposición a un sentido exclusivo o exhaustivo; es decir, en el sentido de "que incluye, pero sin limitarse a".

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Aparato para evaluar la viabilidad de muestras cultivadas, comprendiendo el aparato al menos un módulo accesible de manera independiente que incluye un compartimento de cultivo adaptado para incubar una pluralidad de muestras en un entorno controlado, estando el al menos un módulo asociado operativamente a una fuente de luz y un medio de inspección óptica móvil adaptado para el movimiento alrededor de un eje de visualización a través del módulo, en donde el medio de inspección óptica móvil está situado fuera del entorno controlado y está adaptado para el movimiento por medio de un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica para permitir un barrido del área de visualización que incorpora cada una de la pluralidad de muestras.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el movimiento del medio de inspección óptica móvil es de naturaleza excéntrica u orbital y se limita a uno o una combinación de:

un plano X-Y que es normal al eje de visualización, y;

una dirección Z que incluye el eje de visualización.

3. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el módulo comprende uno o una combinación de:

un medio para controlar una o más de la composición de gas, la humedad y la temperatura dentro del compartimento de cultivo para mantener las muestras cultivadas;

un mecanismo de tapa y pestillo para sellar el compartimento de cultivo; y

un medio de equilibrio.

4. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, en donde el medio de inspección óptica comprende uno o una combinación de una cámara fotográfica y un microscopio en conexión operativa con el sistema de lente de objetivo de rotación elíptica.

5. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además una placa de cultivo que incluye una pluralidad de micropocillos espaciados para alojar muestras cultivadas, en donde la placa de cultivo está adaptada para su colocación dentro del módulo.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5 que comprende además un medio de alineación para localizar la placa de cultivo en una posición precisa con respecto al medio de inspección óptica.

7. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, en donde la placa de cultivo incluye además un tratamiento superficial para mejorar la humectabilidad para alojar muestras cultivadas y/o fluidos de procesamiento.

8. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la placa de cultivo está asociada operativamente a uno o una combinación de un sistema RFID, de código de barras u OCR para capturar detalles exclusivos de las muestras de cultivo respectivas y el aparato comprende además una pantalla para visualizar los detalles capturados.

9. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en donde el medio para controlar una o más de la composición de gas, la humedad y la temperatura está adaptado para controlar las mismas de una muestra cultivada individual.

10. Un método para valorar la viabilidad de muestras cultivadas que comprende las etapas de:

disponer muestras biológicas en una disposición sustancialmente elíptica dentro de un entorno controlado de un compartimento de cultivo de un módulo accesible de manera independiente;

obtener imágenes de muestras individuales de la disposición sustancialmente elíptica con un medio de inspección óptica que está situado fuera del entorno controlado del compartimento de cultivo moviendo un sistema de lente de objetivo de rotación elíptica del medio de inspección óptica dentro de un plano X-Y que es normal a un eje de visualización a través del módulo para obtener la medición de lapso de tiempo del desarrollo de muestras individuales.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10 que comprende además la etapa de:

transmitir las imágenes de muestras individuales a un medio de procesamiento de datos para obtener la medición de lapso de tiempo del desarrollo de muestras individuales.

12. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11 que comprende además las etapas de:

controlar de manera independiente uno o una combinación de la temperatura, el suministro de gas, los niveles de CO² y la humedad dentro de compartimentos de cultivo independientes.

13. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 10, 11 o 12, en donde la etapa de obtención de imágenes de muestras individuales incluye utilizar la singamia como punto de referencia para valorar eventos de desarrollo de muestras posteriores en la medición de lapso de tiempo.

14. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 10, 11 o 12, en donde las muestras cultivadas comprenden embriones descongelados y la etapa de obtención de imágenes comprende una medición para evaluar la expansión y viabilidad del embrión.

15. Un producto de programa informático que incluye:

un medio utilizable por ordenador que tiene un código de programa legible por ordenador y un código de sistema legible por ordenador incorporados en dicho medio para proporcionar una valoración automática de muestras cultivadas dentro de un sistema de procesamiento de datos, incluyendo dicho producto de programa informático: un código legible por ordenador dentro de dicho medio utilizable por ordenador para realizar el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14.