JP2020508081A - 運動細胞を分離する装置および方法 - Google Patents

運動細胞を分離する装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020508081A
JP2020508081A JP2019567400A JP2019567400A JP2020508081A JP 2020508081 A JP2020508081 A JP 2020508081A JP 2019567400 A JP2019567400 A JP 2019567400A JP 2019567400 A JP2019567400 A JP 2019567400A JP 2020508081 A JP2020508081 A JP 2020508081A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reservoir
motile cells
membrane
separating
sperm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019567400A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7161499B2 (ja
Inventor
レペット,エルベルト・エルネスト・エクトル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Selectivity Sas
Original Assignee
Selectivity Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Selectivity Sas filed Critical Selectivity Sas
Publication of JP2020508081A publication Critical patent/JP2020508081A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7161499B2 publication Critical patent/JP7161499B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04Cell isolation or sorting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61DVETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
    • A61D19/00Instruments or methods for reproduction or fertilisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/085Funnel filters; Holders therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/12Apparatus for enzymology or microbiology with sterilisation, filtration or dialysis means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0608Germ cells
    • C12N5/0612Germ cells sorting of gametes, e.g. according to sex or motility
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34Purifying; Cleaning

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも一つの流路が狭窄された径を有し、円すい形状を採用する有孔板によって形成された側を共有する二つのリザーバによって形成された、運動細胞を分離する装置に関する。細胞を含有する検体は、第一のリザーバに沈着され、第二のリザーバは、第一のリザーバのそれよりもより高い液位マークを持つ培養培地で満たされ、同第一のリザーバに向かう流れを発生させる。装置は、精液検体中の、生殖補助技術における使用のために最も好適な精子を選択するために使用される。

Description

発明の技術分野
本発明は、細胞集団から運動性細胞を分離する装置および分離方法を記載する。それは、特に、他の装置の必要なくそれらの運動性、形態およびDNA完全性(1)に対して質および数の精子が取得されることを要する生殖補助技術(ART)のための精子取得技術の中に設定される。
現在の技術水準
現在の技術水準において、細胞分離のためのたくさんの方法および装置がある。そのような方法および装置は、精子のような運動性細胞の特性、例えば、中でも走流性(4)に基づく。現在の技術水準における分離のための装置および方法は、中でも、ろ過膜、密度勾配、細胞の通過を阻む有孔膜を使用する。
米国特許第6129214(A)号および米国特許第6357596B1号は、膜に侵入する精子が好適な培地に保たれ得る、膜を使用して最良の精子を分離する方法および装置を記載する。説明に述べられていることによると、この装置は、運動性精子を、それらが5〜8μm細孔の多孔質膜を通る際、分離する。この装置は、走流性によって精子を分離するのではなく、非運動性精子をろ過する。
米国特許出願第2008311653(A1)号は、精液の最適な流動を調整し、運動性精子を分離する方法および装置を記載する。装置は、円筒形状容器、細孔(10〜150μm径の穴)で構成された膜および第一の円筒容器と共に組み立てられる第二の円筒容器からなる。分離方法は、上流へ泳ぐ(遡上する)精子の能力に基づく。方法は、走流性を誘発する流れの機構を使用するが、本発明の装置が要することのない一定の特殊化および装置をそれが必要とするため、その具現化は複雑になる。この方法によって必要とされる培地の数は、より多数であり、それは、オーブンを使用せずに進めることができない。出願国際公開公報第2008104042A1号は、2〜3ミクロン細孔ろ過膜による精子細胞分離プロセスを記載する。前記膜は、様々な材料、例えば、PES、PVDF、MCE、PTFE、ナイロン、ポリカーボネートなどであり得る。このタイプの装置は、運動性細胞の通過を許さず、それらを膜細孔内に留める。
米国特許第5575914A号は、低運動性精子を高運動性のそれらから分離する圧縮ガラスウールろ過材料を有する、精子ろ過トラップを記載する。それは、走流性に基づいておらず、それは、非運動性精子をろ過する。
カナダ特許出願第2834007A1号は、精子をリザーバからもう一つのリザーバへと導くように配置された放射状の一連のマイクロ流路を使用する、精子を分離する装置を記載する。前記マイクロ流路は、幅50〜300ミクロン、高さ100〜200ミクロンおよび長さ6〜9mmである。マイクロ流路は、円筒形状である。この装置は、設計および製造において複雑である。精子は、上流へ泳がず、それ故に、装置は、「壁面泳ぎ」の定義の下それらを導く、すなわち、流路の形状が精子を導き直す。加えて、この装置は、ストーブを要する。逆に、本発明は、精子が置かれる部位に向かって装置の中に最初の水流が生成されるため、精子の侵入し上流へ泳ぐ能力を利用して自己選択を達成する。また、本発明の流路形状は、追加的装置を必要とすることなく、並外れた収量を達成する。
米国出願第2016017273号は、遡上技術を適用して精子を分離する方法および装置を開示する。
現在の技術水準において存在する装置および方法は、分離のために使用される培地が詰まり得るため、本発明と比較して、技術的不都合を有し、それらは、実験室用機器の取り扱いに比較的熟練した人による操作を必要とし、それ故に、制御された環境における取り扱いも必要であり、その場または診察室でのそれらの使用を不可能にする。他方で、それらのほとんどは、追加のろ過および/または遠心分離作業を必要とし、増加した検体操作時間または遠心分離中の回転によって引き起こされる圧力のどちらかを起因として、検体汚染、材料損失、DNA変化などの可能性に有利に働く。
本発明は、ろ過および/または遠心分離の作業を必要とせず、その操作が簡単であり、損傷したDNAを持つ運動性細胞の分離を包含する、細胞集団からのそれら運動性細胞の分離の優れた結果を達成する、運動性細胞の分離のための装置および方法を提供する。本発明の卓越したフィーチャは、それが運動性細胞分離を実施するためにオーブンを必要としないことである。これは、このタイプの技術に関連する通常の設備の必要なく、基本条件下で人ならびに動物の人工授精のための必要な措置を取ることを可能にする。本発明の装置は、その場の人工授精さえも可能にする。
発明の簡単な説明
細胞集団からの運動性細胞、好ましくは、精子の分離のための本発明の装置は、第一のリザーバと、少なくとも膜によって接続された第二のリザーバとを含み、前記流路の内側に向かってその径の減少を示す少なくとも一つの端を持つ少なくとも一つの流路を含む前記膜を特徴とする。前記膜は、好ましくは、ガラス、PET、金属、ポリマー、炭素繊維およびそれらの混交または組み合わせを含む群から選択される材料で作成される。前記流路は、好ましくは、その端の少なくとも一つにおいて、円すいおよび双曲面形状で構成された群から選択される形状を含み、前記膜は、好ましい態様では、複数の流路を含む。好ましい態様では、前記膜は、有孔板である。
加えて、前記流路は、もう一つの好ましい態様では、円すい、放物面および双曲面形状で構成された群から選択される形状の両端を含む。
他の態様では、前記膜は、前記膜の一方の側で運動性精子の分離および膜の他方の側に残る要素または非運動性細胞の分離を可能にする複数の流路を含む。
好ましくは、本発明の前記運動性細胞分離装置は、50〜200μmの第一の外径、8〜15μmの内径および50〜600μmの長さを含む流路を有し、より好ましくは、それらは、50〜200μmの第一の外径、10〜50μmの第二の外径、8〜15μmの内径および50〜350μmの長さを含む。
また、本発明の運動性細胞分離装置は、好ましくは、1,000〜20,000流路/cm2を持つ前記膜を提示し、好ましくは、前記第一のリザーバの容積は、1〜5mlであり、前記第二のリザーバの容積は、0.5〜1.5mlであり、前記第二のリザーバが前記第一のリザーバよりもより高い液位を含む。また、前記第二のリザーバは、培養培地で満たされ、前記第一のリザーバに向かう流れを前記培養培地の中に生成する。
前記膜は、ガラス、PET、金属、セラミックス、ポリマー、炭素繊維およびそれらの混交または組み合わせを含む群から選択される材料で作成される。
いくつかの態様では、本発明の運動性細胞分離装置は、生の精液の検体に関連して前記第二のリザーバ内の損傷したDNAを持つ精子の低減を達成することを可能にする。本発明は、直接方法と比較してTUNEL試験(DNA損傷)の値を9倍まで減少させることに成功する。とりわけ、PETで具現化された発明の場合、少なくとも3倍(検体Dの場合、35%から10%に、表1)およびガラス製の発明の場合、9倍(同検体Dの場合、35%から4%に)までの低減が観測される。加えて、本発明の装置は、正常形態を持つ精子の数を少なくとも80%(検体Dの場合の形態値)増加させる。
本発明のもう一つの目的は、細胞集団から運動性細胞を分離する方法であって、以下の工程:
a)リザーバ2および流路を浸すために、培養培地を置く工程と;
b)それをリザーバ培地2の液位よりもより低くさせて、それが培地をリザーバ1に通し続け、したがって、最初の逆流効果を発生させることを可能にする、前記流路に向かってその径の減少を有する少なくとも一つの端を持つ少なくとも一つの流路を含む膜の面にリザーバ1の細胞集団を接触させる工程と、
c)培養する工程と;
d)前記膜の他方の面のより高いパーセンテージの正常形態を持つ運動性細胞を取得する工程とを含む。
工程「b」における細胞集団からの運動性細胞の前記分離方法は、前記運動性細胞の通過と反対方向に流動する培養培地内の逆流を含み、前記流れが圧力差または毛細管現象によって生成され、好ましくは、前記圧力差が前記膜の両側に位置するリザーバ間の液位の差によって引き起こされる。加えて、前記工程「c」は、35〜37℃の範囲の温度で1〜90分の期間培養することを含む。好ましくは、10〜90分である。好ましくは、本発明の方法は、本発明の装置を使用する。
膜(101)を示す断面正面図であり、拡大図が膜流路(102)を呈示する。 第一のリザーバ(201)、膜(203)および第二のリザーバ(202)を示す、装置の側断面である。それは、膜流路のタイプの好ましい形状の拡大図も示す。 第一のリザーバ(201)、膜(203)および第二のリザーバ(202)を示す本発明の装置の可能な全体スキームである。 卵細胞質内精子注入法(ICSI)技術に適応された装置を表す。 本発明の膜流路が採用し得る形状のいくつかの概略図を示す。 本発明の装置の代替態様を示す。
発明を実施するための形態
本発明によると、細胞集団は、培養培地、中でも運動器官能力を持つ細胞、以後運動性細胞と呼ぶ、がある多種多様な細胞を持つ体液であり得る流体を含む。本発明の実施例は、精子タイプの運動性細胞の分離を含むが、しかし、装置および方法は、他のタイプの運動性細胞、例えば、微生物または寄生虫にも適用する。
本発明によると、膜は、膜の一方の面から他方に通り、本発明の装置の両リザーバをつなぐ少なくとも一つの流路を含有することを特徴とする任意の材料を意味する。
本発明は、遡上またはほとんどの他の機構によって使用されるものを前提に基づいておらず、二つの実施態様1)流路形状によって容易になる、配偶子または細胞ごとの入る場所の無作為な探索および2)精子それら自身によって生成され、走流性によって続くものを導くことに行き着くマイクロ流(最初に圧力差によって誘発され、後に狭窄流路を通る通過によって自己誘発される)に基づく、運動性細胞、好ましくは、精子細胞の分離のための装置および方法を記載する。
本発明の装置は、その所期の使用によって実施するためにいかなる他の実験室用要素も必要としない、すなわち、追加的チューブまたは遠心分離機も、ストーブも必要としない。それは、電気も必要とせず、受精補助界を広く拡大する際には、それを基本かつ革新的なツールにし、医療従事者および獣医が彼ら自身で、例として、実験室から遠い地方で使用されるツールにアクセスできるようにする。本発明の方法によって必要とされる培養は、大人の握った拳の中に装置を保ってまたは人体と接触させて、実行され得る。
本発明の装置は、そこから精子が分離される精液検体が置かれる第一のリザーバ(201)と、そこへ精子または運動性細胞が移動し、回収される第二のリザーバ(202)とを含み、両リザーバが膜(203)によって接続された。前記膜は、そこを通じて運動性細胞が移動する流路となる一つまたは複数の穿孔を含む。流路と呼ばれる前記穿孔は、計測された部分によって、すなわち、第一のリザーバに接続された部分、第二のリザーバに接続された部分および既に述べた二つの部分(両方とも外側部分と呼ばれる)の間に位置する部分、以後中間部分と呼ぶ、を考慮して、同じまたは異なる径であり得る。
本発明の好ましい実施態様では、膜の流路は、前記流路のすべての部分において同じ径である。
本発明のもう一つの実施態様では、流路の径は、中間部分に関連してリザーバに接続された部分で異なる。本発明の好ましい態様では、前記流路の前記外側部分は、前記流路の中間部分の径よりもより大きい径である。
本発明のもう一つの実施態様では、前記流路外側部分は、幾何学的、例えば、円すい、双曲線または放物線形状である。
本発明の装置は、ろ過または電磁気もしくは静電流もしくは免疫学的標識方法の適用の非存在で作動する。本発明の装置は、精子をインビボでするであろうと同じように泳がせ、リザーバから膜を通って他方のリザーバに向かって群で移動させ、残骸、主に損傷したDNAを持つ精子および非運動性細胞を残す。走流性−界面に侵入する配偶子の設計および自然挙動を有する特性−が利用される。前記挙動は、損傷していないDNAを持つ精子においてより大きい程度まで観測される。装置は、第二のリザーバ(運動性精子が取得される)のより高い最初の液位に起因してそのように達成する、それらが前記毛細管現象の流れの原動力としても関与するにもかかわらず、両方の圧力の均衡が取れるまで持続する二つのリザーバ間の圧力の差および両リザーバにおいて可能性のある濃度の差によって生成される、精子の走流性の特性を使用する。流れによって引き起こされる現象を超えて、健康な精子が上流へ泳ぐための勢いを生成する、第二のリザーバから第一のそれに向かう流体流れがあることは、事実である。その瞬間まで、各流路を通じて誘発された培養培地を通じて全精液回収のための前記第一のリザーバに向かう流れは、そのような特性を損なわずに保持する精子の走流性に有利に働き、その瞬間(均衡が取れた圧力またはゼロ流速流動)から、膜を通り続ける精子の群によって今度は、誘発されたマイクロ流によって、機構は、自己持続する。
本発明の膜を通るほとんどの適切な精子のこの条件は、正常形態のパーセンテージの有意な増加および損傷したDNAのパーセンテージの極めて有意な低減という結果に合致する。本発明の特性は、予想どおりに、増加した正常形態のパーセンテージおよび変化のないDNAのより高いパーセンテージに合致し、速い直線運動性の配偶子の中からの自己選択を可能にする。
本発明の装置では、精子は、取得培地の区画と精液区画との間の流動によって引き起こされるマイクロ流に続いており、続くそれらによって後に自己持続する。換言すると、一つが入口を見つけた後、他は、第一の鞭毛によって引き起こされ、次に続く鞭毛のマイクロ流が追加するマイクロ流によって有利に働くそれらの道筋を見出し、したがって、流れ、それ故に、走流性効果を高める。このように、精子は、それら自身によって精漿を残し、授精培養培地にアクセスし、精子ではないすべてのタイプの要素またはその他非運動性精子(細胞、残骸、不動精子および走流性能力のない精子も)を精漿に残す、なぜならそれらは、このタイプのオリフィスに侵入する精子の能力を示さないからである。
本発明の装置は、図5に見てとれるように、流路の端の少なくとも一つで広がることを可能にする他の多くの中でも以下の一つ:円すい、双曲線、回転の放物面から選択される形状の一つまたは複数の流路を持つ少なくとも一つの膜を含む。流路の数、質およびタイプは、プレートを製造するために使用される材料によって変動する。精液検体のためのリザーバの大きさも、他の要因の中でも処理される容積によって変動し得る。製造方法は、現在の技術水準において公知であり、他の穿孔メカニズムの中でもレーザーによって実施され得る。
本発明の好ましい態様では、膜は、膜cm2につき1,000〜20,000の流路密度を含む。
本発明のもう一つの実施態様では、本発明の膜の穿孔または流路は、100〜600μmの長さを含む。
先に述べたように、本発明の流路は、異なる径;前記第一のリザーバ(精液が置かれる)に接続された第一の外径、内径および膜を前記第二のリザーバ(運動性細胞がその目的のために供される培養培地に回収される)と接続する第二の外径の、三つの部分を含む。したがって、前記第一の外径は、50〜200μmを含み、前記内径は、8〜15μmを含み、前記第二の外径は、10〜50μmを含む。
本発明のもう一つの実施態様では、膜の穿孔は、異なる幾何学的形状、例えば、円筒、円すい、放物線、双曲線、回転の双曲面を含む。好ましくは、幾何学的流入口および流出口穿孔形状は、直線であり得る回転の曲線(円すいを生成する)またはその他曲線、放物線または双曲線形状のタイプであり、内径(204)よりもより大きい外径を持つ回転の図をもたらす。
驚くべきことに、前記膜の流路を源とする前記穿孔について記載された形状が、流入口で広げられたとき、より高い濃度の生存運動性細胞を得るための本発明の装置の効率を有意に増加させる機器構成に有利に働くことが発見された。
本発明の装置のリザーバは、様々な要因、中でも、処理される検体の容積、膜の寸法に依存する容積を含む。好ましい態様では、1x3cmの膜のために使用されるリザーバは、0.5〜4.0mlで変動する。運動性細胞、好ましくは、精子がそれらの分離のために上流へ泳ぐそれらの能力を使用するように、本発明の装置が流体または培養培地に流れを生成することを強調することが極めて重要である。前記流れは、リザーバ内の圧力差によって引き起こされる。圧力差を生成するために、第二のリザーバは、より高い液位を含有し、したがって、膜を通じて第一のリザーバに向かう流れを生成する。好ましい態様では、本発明の装置内で、分離される検体は、前記第一のリザーバに置かれ、流体または培養培地は、前記膜を通るそれらの通過の際に残りの集団から分離された運動性細胞を取得するために、前記第二のリザーバに装填される。圧力の差を生成し、それ故に、第一のリザーバへ流動する流れを引き起こすために、まず第二のリザーバは、前記第一のリザーバと同じ液位またはより高い液位まで満たされる必要があり、その次に、第一のリザーバは、分離される細胞の集団検体で満たされる。
本発明の装置は、1〜90分の期間内、運動性精子を分離する。好ましくは、10〜90分である。
本発明のもう一つの実施態様では、それは、オペレータ彼ら自身によって放出される温もりによって加熱されるときでさえも働くため、ストーブの非存在で同じことが実施され得る。
本発明の態様のもう一つの実施態様では、装置は、卵細胞質内精子注入法(ICSI)技術に適応される。卵母細胞への精液顕微注入によって受精させるために、同じ注入膜上で優秀な精子を分離することは、役立ち得る。それは、本発明の代替態様に基づくが、ICSIプロセスに好適な寸法を持つ。図4に示される一つのみの流路を持つ本発明の好ましい代替態様は、両リザーバをつなぐ漏斗状の流入口(404)を持つ流路によって接続された、マイクロキュベット(402および403)とも呼ばれる前記二つのリザーバを含む。両リザーバは、カバーガラス(401)によって覆われ、したがって、10μ流路ができるようにする。この機構は、その場での質の高い精子の取得を可能にする。この代替態様では、膜は、一つのみの流路を有する。
本発明のもう一つの代替態様では、本発明は、図6に示されるように円筒形状を含み、カバー(601)、前記チューブの開口に近い穴(602)、第一のリザーバ(604)および第二のリザーバ(603)を含み、第二のリザーバ、流出口および選択された精子のための回収リザーバの液位は、分離される精子を持つ精液検体が装填される第一のリザーバの液位よりもより高いことが見てとれる。図6は、それに沿って精子が流動する流路(606)を持つ膜(605)を呈示する部分の拡大を示す。
適用の実施例
実施例1
ガラス膜による装置試験D、EおよびF
ガラス膜上で、本発明の運動性細胞分離装置(MXM)は、およそ1mmのガラス幅の長さ、15μmの第一の径(流入口)および8μmの第二の径(流出口)を有する円すい流路を持つ130±40μm厚ガラス膜プレートによって分離された二つのリザーバプレートを含む。まず第一に、HEPES入りハムF10取得培地1Xが置かれ、SSSが追加され、ペニシリン/ストレプトマイシンが取得リザーバ(第二のリザーバ)に置かれ、その後、精液検体D、EおよびFは、WHO2010プロトコルによって処理された後、残りのリザーバ(第一のリザーバ)に置かれた。
この実施例では、膜は、1cmx2cmであり、6600穿孔/cm2の密度を持つ。処理される検体が置かれる第一のリザーバは、3mLの最大容積を有し、第二のリザーバは、1mLの最大容積を含む。
実施例2
PET膜による装置試験A、B、CおよびD
PETで作成された膜は、各々長さ200μmの2500個の流路で作成された。円すい流路は、15μmの第一の(流入口)径および10μmの第二の(流出口)径を含む。PET膜は、1cmx2cmである。リザーバは、実施例1でガラス膜のために使用されたのと同じものである。まず第一に、HEPES入りハムF10取得培地1Xが置かれ、SSSが追加され、ペニシリン/ストレプトマイシンが取得リザーバ(第二のリザーバ)に置かれ、その後、精液検体A、B、CおよびDは、WHO2010プロトコルによって処理された後、残りのリザーバ(第一のリザーバ)に置かれた。
両方の実施例に対して、本発明の装置を使用する手順は、以下のとおりである:
工程1−HEPES(0.6〜0.7ミリリットル)入りハムF10培地1Xは、第二のリザーバの液位まで置かれる。HEPES入りハムF101Xは、キュベットを入れることができるようにするためにストローチップ・パスツールピペットで装填され、それが満たされるとき、膜は、精液側の内表面および直接表面を浸すハム培地で満たされる。
工程2−以後すぐに、精液検体は、第一のリザーバに置かれる。膜は、処理される検体によって完全に覆われ、前記膜の表面は、最大まで使用されなければならない。
工程3−培養は、オーブン内で実施され得るものの、体と接触させて1時間(20分〜60分の範囲であり得る)続く。
工程4−装置は、培養状態から(オーブンからまたは体との接触から)取り出され、実施例2には36℃のオーブン、実施例1には拳が使用された。処理された検体は、取得培地、すなわち、注射器およびツベルクリン針を使用して第二のリザーバから取得される。この処理された検体は、すぐにでも人工授精に使用されることができる。
取得前後の精液評価については、WHO2010ガイドラインが順守された。DNAを評価するために、フローサイトメーターまたは蛍光顕微鏡を使用してTUNEL(末端転移酵素dUTPニック末端標識)試験が適用された。
結果
機器の結果は、選定の材料としてガラスに本発明の方法(MXM)を適用することは、未処理の精液に関連して正常形状(厳密な形態)のパーセンテージを正常形状の直接方法(検体D、E、Fの平均)の13.3%から本発明の装置による27.0%(n:3)に倍増させることを示す。本発明のMXM(ガラス)を比較すると、遡上により、本発明は、選択された精子の形態で50%の改善(検体D、E、F)を達成する。(表1)
選定された材料としてPETを使用する本発明のケースでは、正常に形成された精子のパーセンテージは、直接方法と比較して、各試験で得られた結果の平均値が10.3%から36.0%に(検体A、B、C、Dの場合)増加して3倍になった。一方で、遡上のケースでは、本発明の方法を適用して、正常形状が11.3%から18.0%というほぼ2倍の値の正常形状精子に到達した。遠心分離がDNA変化につながり得ることと共に暴露時間および操作といった不都合を持つ高または低複雑度の人工授精を考えると、遡上が精子取得のための一般的な基本技術であることは、述べるに値する。
他方で、形態は、WHOのクルーガーの判定基準を適用して評価される。そのDNA完全性のためのTunel試験(2)が35%(基準の値は20%を下回らなければならないため、病理学的)の値を生み出した検体は、遡上およびPETおよびガラスによるMXMについて同じ研究を実施するために同じ検体(検体D)から取られた。得られた値は、以下の表に見てとれるように、PET上でMXMを使用するとき有意な改善を示し、当初の値は、卓越して有意な値である、3分の1に(35から10に)低減する。他方で、検体Dに対する遡上ならびに本発明のガラス上のMXMの方法の場合のTunel試験の値は、前記値の増加を示し、ほぼ9倍の減少した。
遡上により検体DがDNA損傷精子の低減を達成することが観測され、それはMXMの場合に発見されたものと等しいにもかかわらず、本発明の後者の方法は、前記検体に対して3倍より良い形態の精子を持つ検体を生み出す。

Claims (21)

  1. 細胞集団からの運動性細胞の分離のための装置であって、第一のリザーバと、少なくとも膜によって接続された第二のリザーバとを含み、
    流路の内側に向かって径の減少を含む少なくとも一つの端を持つ少なくとも一つの流路を膜が含むことを特徴とする、運動性細胞の分離のための装置。
  2. 流路がその端の少なくとも一つにおいて円すい、放物面および双曲面形状を含む群から選択される形状を含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  3. 膜が複数の流路を含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  4. 円すい、放物面および双曲面形状を含む群から選択される形状を持つ両端を流路が含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  5. 細胞が精子を含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  6. 膜が前記膜の一方の側で運動性精子の分離および膜の他方の側に残る要素または非運動性細胞の分離を可能にする複数の流路を含む、請求項5記載の運動性細胞の分離のための装置。
  7. 流路が50〜200μmの第一の外径および8〜15μmの内径を含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  8. 流路が50〜200μmの第一の外径および10〜50μmの第二の外径ならびに8〜15μmの内径を含む、請求項4記載の運動性細胞の分離のための装置。
  9. 膜が1,000〜20,000流路/cm2を含む、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  10. 第一のリザーバの容積が1〜5mlであり、第二のリザーバの容積が0.5〜1.5mlである、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  11. 第一のリザーバの容積が1〜5mlであり、第二のリザーバの容積が0.5〜1.5mlであり、前記第二のリザーバが前記第一のリザーバよりもより高い液位を含む、
    請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  12. 第二のリザーバが培養培地で満たされ、第一のリザーバに向かう流れを培養培地の中に生成する、請求項10記載の運動性細胞の分離のための装置。
  13. 膜がガラス、PET、金属、セラミックス、ポリマー、炭素繊維およびそれらの混交または組み合わせを含む群から選択される材料で作成される、請求項1記載の運動性細胞の分離のための装置。
  14. 第二のリザーバに得られた損傷したDNAを持つ精子が生の検体と比較すると少なくとも3倍低減する、請求項1〜13のいずれか1項記載の運動性細胞の分離のための装置。
  15. 直接方法と比較すると精子の正常形態を少なくとも80%増加させることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項記載の運動性細胞の分離のための装置。
  16. 細胞集団から運動性細胞を分離する方法であって、以下の工程:
    a.第二のリザーバおよび流路を浸すために、培養培地を置く工程と;
    b.それを第二のリザーバの液位よりもより低くさせて、それが培地を第一のリザーバに通し続け、したがって、最初の逆流効果を発生させることを可能にする、流路の内側に向かってその径の減少を有する少なくとも一つの端を持つ少なくとも一つの流路を含む膜の面に第一のリザーバの細胞集団を接触させる工程と;
    c.培養する工程と;
    d.膜の他方の側からより高いパーセンテージの正常形態の運動性細胞を取得する工程とを含む細胞集団から運動性細胞を分離する方法。
  17. 工程「b」が運動性細胞の通過に関連して上流へ流動する培養培地の流れを含み、流れが圧力の差によって生成される、請求項16記載の細胞集団から運動性細胞を分離する方法。
  18. 圧力の差が膜の両側に位置するリザーバ間の液位差によって生成される、請求項17記載の細胞集団から運動性細胞を分離する方法。
  19. 工程「c」が35〜37℃で1〜90分の期間培養することを含む、請求項16記載の細胞集団から運動性細胞を分離する方法。
  20. 工程「c」が35〜37℃で10〜90分の期間培養することを含む、請求項16記載の細胞集団からの運動性細胞の分離の方法。
  21. 請求項1記載の分離装置の使用を含む、請求項16記載の細胞集団からの運動性細胞の分離方法。
JP2019567400A 2017-02-24 2018-02-22 運動細胞を分離する装置および方法 Active JP7161499B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ARP170100483A AR107746A1 (es) 2017-02-24 2017-02-24 Dispositivo y método de separación de células móviles
ARP20170100483 2017-02-24
PCT/ES2018/070135 WO2018154169A1 (es) 2017-02-24 2018-02-22 Dispositivo y método de separación de células móviles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020508081A true JP2020508081A (ja) 2020-03-19
JP7161499B2 JP7161499B2 (ja) 2022-10-26

Family

ID=62597008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019567400A Active JP7161499B2 (ja) 2017-02-24 2018-02-22 運動細胞を分離する装置および方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20200032199A1 (ja)
EP (1) EP3587561A4 (ja)
JP (1) JP7161499B2 (ja)
CN (1) CN110325632B (ja)
AR (1) AR107746A1 (ja)
AU (2) AU2018223254A1 (ja)
BR (1) BR112019017410A2 (ja)
CA (1) CA3053877A1 (ja)
WO (1) WO2018154169A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR107746A1 (es) * 2017-02-24 2018-05-30 Herberto Ernesto Hector Repetto Dispositivo y método de separación de células móviles
CN112063502A (zh) * 2020-09-14 2020-12-11 于爱玲 一种基于血液透析器的生物培养装置
CN112662550B (zh) * 2020-10-16 2023-11-10 熹微(苏州)生物医药科技有限公司 一种从精液样本中分离精子的装置和方法
ES2922353A1 (es) 2021-03-03 2022-09-13 Inst Bernabeu S L Placa de seleccion de espermatozoides para microinyeccion intracitoplasmatica
AR125716A1 (es) * 2021-04-21 2023-08-09 Selectivity S A S Un dispositivo de inseminación y un proceso que lo utiliza
AU2022416994A1 (en) * 2021-12-14 2024-07-04 Monash University An apparatus for separating micro-swimmers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005500031A (ja) * 2001-06-20 2005-01-06 ファーティリティ・メディカル・イクイップメント・(スコットランド)・リミテッド 精子を前処理する装置および方法
WO2013040428A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Dcb-Usa Llc Microfluidic chips for acquiring sperms with high motility, productions and applications thereof
WO2014136464A1 (ja) * 2013-03-05 2014-09-12 独立行政法人産業技術総合研究所 精子の選抜部構造及び同精子の選抜部構造を備えた精子スクリーニング装置並びに授精用精子液の調製方法
JP2015512629A (ja) * 2012-03-16 2015-04-30 ファーティリティ・イノベーションズ・リミテッドFertility Innovations Limited 精子細胞の処理

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5575914A (en) 1994-12-23 1996-11-19 Vance Products Incorporated Sperm filter trap having compressed glass wool filter material
US5723319A (en) * 1995-06-05 1998-03-03 Avid Therapeutics, Inc. Cultured cell line that inducibly expresses the hepatitis B virus genome, and uses thereof for screening antiviral substances
US6129214A (en) 1997-12-19 2000-10-10 Bar-Ami; Shalom Sperm strainer system
US6357596B1 (en) 1997-12-19 2002-03-19 Machelle Seibel Sperm strainer system
US6929945B2 (en) * 2002-12-09 2005-08-16 Advanced Fluidix Laboratories Llc Male fertility assay method and device
JP2006527028A (ja) * 2003-06-06 2006-11-30 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 微細流体精子の抽出と授精の一体型装置
NZ530972A (en) * 2004-02-05 2005-04-29 Embrionics Ltd A method and apparatus for orientating and selecting cells
US20060270021A1 (en) * 2004-06-07 2006-11-30 Shuichi Takayama Integrated microfluidic sperm isolation and insemination device
US20070090166A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Shuichi Takayama Microfluidic cell culture device
BRPI0700624A (pt) 2007-02-28 2008-10-14 Pedrazzi Cesar Augusto Ferraz processo de manipulação de sêmen
GB2447417A (en) 2007-03-14 2008-09-17 Farhang Abed Apparatus and method for separating motile sperm
WO2010115167A2 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 The Regents Of The University Of California Methods and devices for sorting cells and other biological particulates
EP2421360B1 (en) * 2009-04-22 2014-05-07 Lotus Bio (Nymphaea) Ltd. A sperm separation system
CN102812123A (zh) * 2010-04-01 2012-12-05 英格朗公司 减少经处理的精子样品中的dna断裂的方法和系统
US20120156177A1 (en) * 2010-10-07 2012-06-21 Scarpone Michael A Methods and devices for harvesting and processing connective tissue precursor cells from autologous fat
WO2013115725A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Neobios Pte Ltd A passive microfluidic device and a method of forming the same
CN104254596B (zh) * 2012-04-16 2016-09-07 康奈尔大学 自动化胞浆内精子注射辅助授精系统
TWI503415B (zh) * 2012-08-10 2015-10-11 Nat Univ Tsing Hua 精蟲篩選系統及其方法
JP6453310B2 (ja) * 2013-05-03 2019-01-16 モーティリティーカウント・エーピーエスMotilitycount ApS 細胞運動性の分析のための装置
CA2834007C (en) 2013-11-19 2022-03-29 The Governing Council Of The University Of Toronto Apparatus and methods for sperm separation
DK3071704T3 (da) * 2013-11-20 2022-04-19 Brigham & Womens Hospital Inc System og fremgangsmåde til sortering af sperm
JP2017195779A (ja) * 2014-09-03 2017-11-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 運動性精子の分離方法及び分離装置並びに授精用精子液
US11618882B2 (en) * 2016-01-22 2023-04-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Micro-fluidic device for selective sorting of highly motile and morphologically normal sperm from unprocessed semen
AR107746A1 (es) * 2017-02-24 2018-05-30 Herberto Ernesto Hector Repetto Dispositivo y método de separación de células móviles
JP6995348B2 (ja) * 2017-11-22 2022-01-14 国立研究開発法人産業技術総合研究所 精子選別方法、精子選別システム、並びに人工授精用精子液として使用する方法
US11491485B2 (en) * 2018-04-09 2022-11-08 Cornell University Rheotaxis-based separation of motile sperm and bacteria using a microfluidic corral system
KR102095267B1 (ko) * 2018-10-22 2020-03-31 한국항공대학교산학협력단 중력 기반 정자 분리 장치 및 분리 방법
GB2583106A (en) * 2019-04-16 2020-10-21 Univ Warwick Motile cell sorting device
KR20210079563A (ko) * 2019-12-20 2021-06-30 김영재 정자 추출 마이크로 유체칩 및 그의 정자 추출 방법
CN112662550B (zh) * 2020-10-16 2023-11-10 熹微(苏州)生物医药科技有限公司 一种从精液样本中分离精子的装置和方法
WO2022154755A1 (en) * 2021-01-18 2022-07-21 National University Of Singapore Methods and devices for separation of motile sperm
CN114410428B (zh) * 2022-01-28 2024-03-15 南通大学 一种精子分选的微流控芯片

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005500031A (ja) * 2001-06-20 2005-01-06 ファーティリティ・メディカル・イクイップメント・(スコットランド)・リミテッド 精子を前処理する装置および方法
WO2013040428A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Dcb-Usa Llc Microfluidic chips for acquiring sperms with high motility, productions and applications thereof
JP2015512629A (ja) * 2012-03-16 2015-04-30 ファーティリティ・イノベーションズ・リミテッドFertility Innovations Limited 精子細胞の処理
WO2014136464A1 (ja) * 2013-03-05 2014-09-12 独立行政法人産業技術総合研究所 精子の選抜部構造及び同精子の選抜部構造を備えた精子スクリーニング装置並びに授精用精子液の調製方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. MICROMECH. MICROENG., vol. 25, JPN7021004831, 2015, ISSN: 0004795028 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018223254A1 (en) 2019-10-03
JP7161499B2 (ja) 2022-10-26
AU2024201489A1 (en) 2024-03-28
CN110325632A (zh) 2019-10-11
EP3587561A4 (en) 2020-11-11
AR107746A1 (es) 2018-05-30
CN110325632B (zh) 2024-04-26
EP3587561A1 (en) 2020-01-01
CA3053877A1 (en) 2018-08-30
WO2018154169A1 (es) 2018-08-30
US20200032199A1 (en) 2020-01-30
BR112019017410A2 (pt) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020508081A (ja) 運動細胞を分離する装置および方法
JP6524082B2 (ja) 精子を選別するシステム及び方法
JP5086241B2 (ja) パリレンメンブレンフィルターの使用
US8288170B2 (en) Uses of parylene membrane filters
US7846743B2 (en) Uses of parylene membrane filters
US8357530B2 (en) Microfluidic device for trapping single cell
US9165359B2 (en) High-throughput single-cell imaging, sorting, and isolation
JP2011163830A (ja) サイズ選択マイクロキャビティアレイを用いた循環腫瘍細胞の検出
US20110065181A1 (en) Methods and Apparatus for Segregation of Particles
JP2013011591A (ja) 血漿分離
EP2577296B1 (en) Methods and design of membrane filters
HUE033929T2 (en) A method of isolating sporadic cells from body fluids, and apparatus for carrying out said process
CN102695804A (zh) 用于分离颗粒的方法和设备,包括分离和增殖胚胎及干细胞
US11517900B2 (en) Microfluidic system for sperm separation and enrichment from various types of sperm samples
JP6244589B2 (ja) 微粒子分離用マイクロ流路チップ、移流集積ユニット、微粒子分離用システム及び微粒子分離方法
CN114632564A (zh) 一种集成微流控芯片及原代循环肿瘤细胞体外处理方法
JP2014233267A (ja) 細胞分離構造体及び分離方法
KR102425055B1 (ko) 나노입자 분리소자 및 이를 이용한 나노입자 분리방법
Zhao et al. Capillary number effect on the depletion of leucocytes of blood in microfiltration chips for the isolation of circulating tumor cells
RU2423698C1 (ru) Способ селективного выделения популяции жизнеспособных клеток из биологических жидкостей
WO2024100279A1 (en) Microfluidic device for cell compression
Ao, Ph. D et al. Microfabricated Filter Membranes for Capture and Characterization of Circulating Tumor Cells (CTCs)
Lu et al. Time-dependent cell membrane damage under mechanical tension: experiments and modeling
JP2020112452A (ja) 末梢循環腫瘍細胞、及び希少細胞濃縮デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220208

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20220322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220309

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20220412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221014

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7161499

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150