KR102073031B1 - Apparatus for artificial insemination - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정자 중 활동성 정자와 비활동성 정자를 분리하고 활동성 정자의 어느 하나와 난자를 수정시켜 배양시킬 수 있도록 하는 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정자가 주입되는 정자 주입포트; 난자가 배치되고, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자가 이동되어 상기 난자와 수정되도록 상기 정자 주입포트와 연결된 수정포트; 상기 정자 주입포트와 연결되도록 형성되어, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자가 이동되어 수집되는 더미포트; 및 상기 정자 주입포트와 상기 수정포트 및 상기 더미포트를 각각 연결하고 상기 정자의 이동을 위한 정자이송용 유체가 수용되는 미세채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법을 제공한다.The present invention relates to an artificial insemination device and an artificial insemination method using the same to separate active sperm and inactive sperm out of the sperm and to modify and incubate any one of the active sperm.
The present invention is a sperm injection port is injected sperm; A fertilization port connected to the sperm injection port so that an egg is disposed and an active sperm that recognizes an attractant generated in the ovum among sperm injected into the sperm injection port is moved to be fertilized with the ovum; A dummy port which is formed to be connected to the sperm injection port and moves and collects inactive sperm which does not recognize a attractant generated in the egg among sperm injected into the sperm injection port; And a microchannel connecting the sperm injection port, the fertilization port, and the dummy port, respectively, and receiving a sperm transfer fluid for movement of the sperm. do.
Description
본 발명은 인공수정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정자 중 활동성 정자와 비활동성 정자를 분리하고 활동성 정자의 어느 하나와 난자를 수정시켜 배양시킬 수 있도록 하는 인공수정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial insemination device, and more particularly, to an artificial insemination device for separating inactive sperm and inactive sperm out of sperm and incubating by modifying any one of the sperm and the egg.
전세계적으로 환경호르몬, 스트레스, 불규칙한 식습관, 출산의 고령화로 인한 불임 부부의 수가 증가하고 있다.Globally, the number of infertile couples is increasing due to environmental hormones, stress, irregular eating habits and the aging of childbirth.
특히 최근에는 남성불임 요인이 증가되는 추세에 있다. 이러한 남성불임 환자들은 정상적으로는 수정이 불가능하기 때문에 체외수정(IVF, in vitro fertilization)이란 방법을 통해서 아기를 가질 수 있다. 체외수정에는 시험관 수정과 세포질내 정자 주입법(ICSI, intracytoplasmic sperm injection)으로 나뉜다.Recently, male infertility is on the rise. These male infertility patients can not have a baby because of in vitro fertilization (IVF) can not normally be fertilized. In vitro fertilization is divided into in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection (ICSI).
시험관 수정은 정자와 난자를 체외로 채취하여 자발적으로 수정을 유도하는 시술법이다. 일반적으로 시험관 수정은 남성불임 경우보다 여성 불임일 경우에 수정의 성공률이 높다. 그러므로, 이를 보완하는 시술로서 세포질내 정자 주입법이 개발되었다. 상기 세포질내 정자 주입법은 고환 또는 정소상체의 정자를 외과적 방법으로 채취하여 인위적으로 난자세포 내에 직접 주입하여 수정을 시키는 시술법이다. 이러한 시술법은, 정액 내 정자가 극소수로 존재하거나 활동성이 낮아 정상적으로 수정이 어려운 경우, 또는 정액 내 정자가 없거나 정관수술 등으로 정관이 막혀 정자가 정액 내 존재하지 않는 경우에 사용된다.In vitro fertilization is a procedure in which sperm and eggs are collected in vitro to induce spontaneous fertilization. In vitro fertilization is generally more successful in female infertility than in male infertility. Therefore, intracellular sperm injection has been developed as a complementary procedure. The intracellular sperm injection method is a procedure in which the sperm of the testicle or testicular body is collected by a surgical method and artificially directly injected into the egg cell to be fertilized. Such a procedure is used when there are very few sperm in semen or is low in activity, so that it is difficult to fertilize normally, or when there is no semen in the semen or the sperm is blocked due to a vas deferment surgery or the like, and thus the semen does not exist in semen.
한편, 시험관 수정 또는 세포질내 정자 주입법을 시술할 때 죽은 정자나 세포의 잔해는 인공수정의 저해제로 작용한다. 따라서, 이러한 시술을 위해서는 운동성 있는 정자를 선별하기 위한 정자 처리과정(sperm processing)이 반드시 필요하다.On the other hand, dead sperm or cell debris acts as an inhibitor of artificial insemination when in vitro fertilization or intracellular sperm injection is performed. Therefore, the sperm processing (sperm processing) for the selection of the movement sperm is necessary for this procedure.
종래의 정자 선별방식은 모두 원심분리기에 의해 정액에 포함되어 있는 다른 성분들과 정자를 분리하는 과정이 포함되어 있다. 이것은 정자에게 치명적인 손상을 줄 수가 있다. 또한, 현재 사용중인 방법들은 운동성 정자의 회수율이 떨어지기 때문에, 대부분 일반적인 시험관 수정에만 적용 가능하며 오랜 시간과 많은 노동력이 요구되고 있다. 또한, 종래에는 세포질 내 정자 주입법을 시술하기 전에 의사가 죽어있는 정자와 세포잔해 사이에서 활동성 정자를 직접 육안으로 보면서 선별하기 때문에 시간이 많이 걸리고 주관적인 판단이 개입될 수밖에 없다.Conventional sperm screening method includes a process for separating sperm from other components contained in semen by a centrifuge. This can cause sperm damage. In addition, the methods currently in use have low recovery rate of motility sperm, and thus are applicable only to general in vitro fertilization and require a long time and a lot of labor. In addition, conventionally, before performing the intracellular sperm injection method, the doctor selects the visible sperm directly between the dead sperm and the cell debris while visually selecting a lot of time and subjective judgment.
최근에는 사용이 간편하고 반응시료가 적게 들며 반응 시간이 짧은 활동성 정자의 분리 장치에 대한 기술이 개발되고 있다. 그러나, 이러한 기술들은 운동성 정자를 분리하기 위하여 층류(laminar flow)를 이용하고 있다.Recently, a technique for separating active sperm with a simple reaction time, a low reaction sample, and a short reaction time has been developed. However, these techniques use laminar flow to separate motile sperm.
즉, 2개 이상의 얇은 층을 가진 유체 스트림을 이용하는 것으로써, 상기 유체 스트림은 스트림 간의 계면에서 난류 혼합을 일으키지 않고 서로 평행하게 유동하는 것이다. 그러나, 이러한 층류는 계속적인 유체의 흐름을 유지해야 하기 때문에 고가의 펌핑 시스템, 예를 들어 시린지 펌프 또는 중력 유동 펌프 등이 필요한 단점이 있다. 뿐만 아니라, 시료가 상대적으로 많이 소비되며, 결정적으로 시료의 흐름이 오히려 정자의 이동을 방해하여 직진 운동성 정자만을 특이적으로 분리해내지 못한다는 문제점이 있다.In other words, by using a fluid stream having two or more thin layers, the fluid streams flow parallel to each other without causing turbulent mixing at the interface between the streams. However, such laminar flow has the disadvantage of requiring an expensive pumping system, such as a syringe pump or a gravity flow pump, because it must maintain a continuous flow of fluid. In addition, the sample is consumed a relatively large amount, decisively there is a problem that the flow of the sample rather hinders the movement of sperm to specifically separate only the straight motility sperm.
따라서, 남성불임을 보이는 남자의 정액샘플에서 활동성 정자와 비활동성 정자를 매우 간편하고 효율적으로 분리할 수 있는 새로운 기술의 개발이 시급한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a new technology that can very easily and efficiently separate active and inactive sperm from semen samples of male infertility.
또한, 활동성 정자를 분리한 다음, 활동성 정자와 난자를 수정시켜 배양할 수 있는 기술이 필요로 하다.There is also a need for a technique that can separate active sperm and then fertilize the active sperm and eggs to culture.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 수정포트와 더미포트를 이용하여 활동성 정자와 비활동성 정자를 분리하고 활동성 정자와 난자를 수정시켜 배양할 수 있도록 하는 인공수정 장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to solve the conventional problems, the present invention is to use a fertilization port and a dummy port to separate the active sperm and inactive sperm artificial fertilization device to be able to culture by modifying the active sperm and egg To provide.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인공수정 장치는, 정자가 주입되는 정자 주입포트; 난자가 배치되고, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자가 이동되어 상기 난자와 수정되도록 상기 정자 주입포트와 연결된 수정포트; 상기 정자 주입포트와 연결되도록 형성되어, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자가 이동되어 수집되는 더미포트; 및 상기 정자 주입포트와 상기 수정포트 및 상기 더미포트를 각각 연결하고 상기 정자의 이동을 위한 정자이송용 유체가 수용되는 미세채널;을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object of the present invention, the artificial insemination device according to the present invention, the sperm injection port is injected sperm; A fertilization port connected to the sperm injection port so that an egg is disposed and an active sperm that recognizes an attractant generated in the ovum among sperm injected into the sperm injection port is moved to be fertilized with the ovum; A dummy port which is formed to be connected to the sperm injection port and is collected by moving inactive sperm which does not recognize attractants generated in the ovum among sperm injected into the sperm injection port; And a microchannel connecting the sperm injection port, the fertilization port, and the dummy port, respectively, and receiving a sperm transfer fluid for movement of the sperm.
본 발명에 따른 인공수정 장치에 있어서, 상기 수정포트와 연결되도록 형성되어, 활동성 정자와 난자가 수정된 에그(egg)를 배양시키기 위해 상기 수정포트로 배양액을 공급하는 배양액 공급포트; 및 상기 수정포트와 연결되도록 형성되어, 상기 수정포트 내의 배양액을 외부로 배출하는 배양액 배출포트;를 더 포함할 수 있다.An artificial insemination device according to the present invention, comprising: a culture medium supply port formed to be connected to the fertilization port and supplying a culture solution to the fertilization port for culturing eggs (egg) with active sperm fertilized; And a culture solution discharge port formed to be connected to the fertilization port and discharging the culture solution in the fertilization port to the outside.
본 발명에 따른 인공수정 장치에 있어서, 상기 미세채널의 유로저항에 의해 상기 수정포트로 공급된 배양액이 상기 정자 주입포트로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 정자 주입포트를 선택적으로 개폐하는 제1 마개; 및 상기 미세채널의 유로저항에 의해 상기 수정포트로 공급된 배양액이 상기 더미포트로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 더미포트를 선택적으로 개폐하는 제2 마개;를 더 포함할 수 있다.In the artificial insemination device according to the present invention, in order to prevent the culture medium supplied to the fertilization port is moved to the sperm injection port by the flow path resistance of the microchannel, the first plug for selectively opening and closing the sperm injection port ; And a second stopper for selectively opening and closing the dummy port in order to prevent the culture solution supplied to the fertilization port from being moved to the dummy port by the flow resistance of the microchannel.
본 발명에 따른 인공수정 장치에 있어서, 상기 수정포트의 상측에 배치되어, 상기 에그가 배양되는 것을 관찰할 수 있도록 하는 렌즈;를 더 포함할 수 있다.In the artificial insemination device according to the present invention, it is disposed on the upper side of the fertilization port, the lens to observe that the egg is cultured; may further include a.
본 발명에 따른 인공수정 장치의 인공수정 방법은 앞서 기재된 인공수정 장치를 이용하며, 상기 미세채널에 정자의 이동을 위한 상기 정자이송용 유체를 공급하는 정자이송용 유체 공급단계; 상기 정자 주입포트에 정자를 주입하는 정자주입단계; 및 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자가 상기 수정포트로 이동되어 상기 수정포트에 배치된 난자와 수정되었는지를 확인하는 확인단계;를 포함할 수 있다.The artificial insemination method of the artificial insemination device according to the present invention uses the above-described artificial insemination device, the sperm transfer fluid supply step of supplying the sperm transfer fluid for the movement of sperm to the microchannel; A sperm injection step of injecting sperm into the sperm injection port; And a step of confirming whether active sperm recognizing attractants generated from the ovum among the sperm injected into the sperm injection port is moved to the fertilization port and confirmed that fertilized with an egg disposed in the fertilization port. .
본 발명에 따른 인공수정 장치의 인공수정 방법에 있어서, 상기 확인단계 후에, 상기 수정포트로 활동성 정자와 난자가 수정된 에그를 배양하기 위한 배양액을 공급하는 배양액 공급단계;를 더 포함할 수 있다.In the artificial insemination method of the artificial insemination apparatus according to the present invention, after the identification step, the culture medium supply step of supplying a culture solution for culturing the eggs fertilized active sperm and egg to the fertilization port; may further include.
본 발명에 따른 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 난자가 배치된 수정포트와 난자가 배치되지 않은 더미포트를 이용함으로써, 활동성 정자와 비활동성 정자를 정확히 분리할 수 있는 효과가 있다. The artificial insemination device and the artificial insemination method using the same have an effect of accurately separating active and inactive sperm by using a fertilized port in which an egg is disposed and a dummy port in which an egg is not disposed.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 수정포트를 통하여 활동성 정자와 난자가 수정된 에그에 배양액을 공급함으로써, 에그를 배양시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination device of the present invention and the artificial insemination method using the same, there is an effect that can be cultured eggs by supplying the culture solution to the eggs fertilized active sperm and eggs through the fertilization port.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 배양액을 공급하는 과정에서 마개를 이용하여 정자포트 및 더미포트를 각각 밀폐시킴으로써, 정자포트 및 더미포트로 배양액이 이동되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination apparatus of the present invention and the artificial insemination method using the same, by closing the sperm port and the dummy port using a stopper in the process of supplying the culture solution, it is possible to prevent the culture medium is moved to the sperm port and the dummy port It has an effect.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 수정포트의 상측에 렌즈가 구비됨으로써, 에그가 배양되는 것을 관찰할 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination apparatus of the present invention and the artificial insemination method using the same, the lens is provided on the upper side, there is an effect that can be observed that the egg is cultured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치를 통해 활동성 정자 및 비활동성 정자가 이동되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 활동성 정자가 수정포트로 이동되는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비활동성 정자가 더미포트로 이동되어 수집되는 상태를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정포트에 배양액이 공급되는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치에 마개 및 렌즈가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the structure of an artificial insemination device according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a state in which active sperm and inactive sperm are moved through an artificial insemination device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a state in which the active sperm is moved to the fertilization port according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the inactive sperm collected by moving to the dummy port according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing the process of supplying the culture solution to the fertilization port according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a stopper and a lens is installed in the artificial insemination device according to an embodiment of the present invention.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved may be specifically realized. In describing the present embodiments, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치를 통해 활동성 정자 및 비활동성 정자가 이동되는 상태를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 활동성 정자가 수정포트로 이동되는 상태를 나타낸 모식도이다.1 is a perspective view schematically showing the structure of an artificial insemination device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a state in which active sperm and inactive sperm is moved through the artificial insemination device according to an embodiment of the present invention Figure 3 is a plan view, Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which the active sperm is moved to the correction port according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비활동성 정자가 더미포트로 이동되어 수집되는 상태를 나타낸 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수정포트에 배양액이 공급되는 과정을 나타낸 모식도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치에 마개 및 렌즈가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.In addition, Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the inactive sperm collected by moving to the dummy port according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a process for supplying the culture solution to the fertilization port according to an embodiment of the present invention 6 is a perspective view illustrating a stopper and a lens installed in an artificial insemination device according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치는 정자 중 활동성 정자(S1)와 비활동성 정자(S2)를 분리하면서 활동성 정자(S1)와 난자(O)가 수정되는 배양시킬 수 있는 장치인 것으로서, 인공수정 장치는 본체(10)와, 정자 주입포트(20)와, 수정포트(30)와, 배양액 공급포트(50)와, 배양액 배출포트(60)와, 미세채널과, 제1 마개(81)와, 제2 마개(82) 및 렌즈(90)를 포함할 수 있다.1 to 6, the artificial insemination device according to an embodiment of the present invention, while separating the active sperm (S1) and inactive sperm (S2) of the sperm active sperm (S1) and egg (O) is fertilized As a device capable of culturing, the artificial insemination device includes a
상기 본체(10)는 제1 판재(11) 및 상기 제1 판재(11)의 하면에 적층되는 제2 판재(12)를 포함할 수 있다. The
제1 판재(11)는 내부를 육안으로 확인할 수 있고, 필요시 세포를 현미경으로 관찰할 수 있도록 투명한 재질인 것이 바람직하다.The
특별히 제한되지는 않으나, 투명한 재질 중에서도 투명 중합체 또는 유리가 더욱 바람직하다. 그리고, 투명 중합체 중에서도 PDMS(polydimethylsiloxane) 중합체는 본 발명의 투명 판재에 매우 적합할 수 있다.Although not particularly limited, a transparent polymer or glass is more preferable among the transparent materials. And, among the transparent polymers, PDMS (polydimethylsiloxane) polymer may be very suitable for the transparent plate of the present invention.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정자 주입포트(20)는 제1 판재(11)의 내부가 관통되도록 형성되어 제1 판재(11)의 내부로 정자가 주입될 수 있다. 이때, 정자는 시린지펌프(P) 등과 같은 주입장치를 통해 정자 주입포트로 주입될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
더욱 구체적으로, 정자 주입포트(20)는 제1 판재(11)의 한 면으로부터 내부를 지나 다른 면으로 관통되어 형성될 수 있다. 이때, 정자 주입포트(20)는 후술하는 제1 판재(11)의 하면에 함몰 형성된 제1 미세채널(71)의 일측과 연결될 수 있다.More specifically, the
따라서, 정자 주입포트(20)로 주입된 정자는 제1 미세채널(71)을 통해 이동될 수 있게 된다.Therefore, the sperm injected into the
상기 수정포트(30)는 제1 판재(11)의 내부가 관통되도록 형성되어 제1 판자의 내부에 난자(O)가 배치될 수 있다. 이때, 수정포트(30)의 직경은 정자 주입포트(20)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 정자보다 큰 난자(O)를 배치할 수 있도록 하기 위함이다.The
이때, 수정포트(30)는 정자 주입포트(20)와 연결될 수 있으며, 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자(S1)가 이동되어 난자(O)와 수정될 수 있다.At this time, the
더욱 구체적으로, 수정포트(30)는 정자 주입포트(20)와 동일하게 제1 판재(11)의 한 면으로부터 내부를 지나 다른 면으로 관통되어 형성될 수 있다. 이때, 수정포트(30)는 제1 미세채널(71)의 타측과 연결될 수 있다.More specifically, the
따라서, 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 활동성 정자(S1)는 제1 미세채널(71)을 통해 수정포트(30)로 이동될 수 있다. Accordingly, active sperm S1 of the sperm injected into the
상기 더미포트(40)는 제1 판재(11)의 내부가 관통되도록 형성되되 정자 주입포트(20)와 연결되도록 형성될 수 있다.The
상기 더미포트(40)는 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자(S2)가 이동되어 수집될 수 있다.The
더욱 구체적으로, 더미포트(40)는 다른 포트들과 동일하게 제1 판재(11)의 한 면으로부터 내부를 지나 다른 면으로 관통되어 형성될 수 있다. 이때, 더미포트(40)는 후술하는 제1 미세채널(71)로부터 분기된 제2 미세채널(72)의 일측과 연결될 수 있다.More specifically, the
따라서, 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 비활동성 정자(S2)는 제1 미세채널(71)을 통해 이동되다가 제2 미세채널(72)을 통해 더미포트(40)로 이동될 수 있다. Accordingly, inactive sperm S2 of the sperm injected into the
상기 미세채널은 제1 판재(11)의 하면에 함몰 형성되어 정자 주입포트(20)로 주입된 정자들이 이송되는 유로일 수 있다.The microchannel may be a flow path through which the sperm injected into the
미세채널은 제1 미세채널(71)과 제2 미세채널(72)을 포함할 수 있다.The microchannel may include a
상기 제1 미세채널(71)은 일측이 정자 주입포트(20)에 연결되고 그 타측이 수정포트(30)에 연결될 수 있다.One side of the
상기 제2 미세채널(72)은 제1 미세채널(71)로부터 분기되어 더미포트(40)와 연결될 수 있다.The
즉, 정자 주입포트(20)를 통해 주입된 정장 중 활동성 정자(S1)는 제1 미세채널(71)을 따라 수정포트(30)로 이동되고, 비활동성 정자(S2)는 제1 미세채널(71)을 따라 이동되다가 제1 미세채널(71)로부터 분기된 제2 미세채널(72)을 따라 더미포트(40)로 이동되게 된다.That is, the active sperm S1 injected through the
한편, 제1 미세채널(71) 및 제2 미세채널(72)에는 정자의 이동을 위한 정자이송용 유체(L)가 수용될 수 있다.Meanwhile, the sperm transport fluid L for moving the sperm may be accommodated in the
정자이송용 유체(L)로는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 것이면 제한 없이 사용가능하며, 예를 들면, 사람의 난관의 체액과 조성이 유사한 HTF 배양액(human tubal fluid medium) 또는 인혈청알부민 HEA(human serum albumin)이 사용될 수 있다.Sperm transfer fluid (L) can be used without limitation as long as it is well known to those skilled in the art, for example, human tubal fluid medium or human serum albumin HEA similar in composition to the body fluids of human fallopian tubes (human serum albumin) can be used.
즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 정자 주입포트(20)에 정자가 주입되면 제1 미세채널(71)을 따라 정자가 이동된다. 이때, 수정포트(30)에 배치된 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자(S1)는 제1 미세채널(71)을 따라 이동되어 수정포트(30)로 진입하게 된다. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, when sperm is injected into the
수정포트(30)로 진입한 활동성 정자(S1) 중 어느 하나의 활동성 정자(S1)는 수정포트(30)에 배치된 난자(O)와 수정을 하게 된다.One of the active sperm (S1) of the active sperm (S1) entering the
반면, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 미세채널(71)을 따라 이동되는 정자 중 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자(S2)는 제2 미세채널(72)을 따라 이동되어 더미포트(40)에 수집된다. On the other hand, as shown in Figure 2 and 4, inactive sperm (S2) that does not recognize the attractant generated in the egg O of the sperm moving along the
결과적으로, 수정포트(30)와 더미포트(40)가 각각 구비된 것에 의해 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 활동성 정자(S1)와 비활동성 정자(S2)로 분리할 수 있게 된다. As a result, since the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배양액 공급포트(50)는 제1 판재(11)의 내부가 관통되도록 형성되되 수정포트(30)와 연결되도록 형성되어, 활동성 정자(S1)와 난자(O)가 수정된 에그(E, egg)를 배양시키기 위해 상기 수정포트(30)로 배양액(M)을 공급할 수 있다. As shown in FIG. 5, the culture
이때, 배양액(M)으로는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 것이면 제한 없이 사용가능하며, 예를 들면, 티 로드스-알부민-락테이트-피루베이트 배양액 (TALP medium), 무혈청 배아 배양액(Serum-free embryo culture medium) 등이 사용될 수 있다.At this time, the culture medium (M) can be used without limitation as long as it is well known to those skilled in the art, for example, Tyrode-albumin-lactate-pyruvate culture (TALP medium), serum-free embryo culture (Serum-free embryo culture medium) and the like can be used.
여기서, 배양액(M)은 시린지펌프(P) 등과 같은 주입장치를 통해 배양액 주입포트로 주입될 수 있다.Here, the culture medium (M) may be injected into the culture solution injection port through an injection device such as a syringe pump (P).
더욱 구체적으로, 배양액 공급포트(50)는 정자 주입포트(20)와 동일하게 제1 판재(11)의 한 면으로부터 내부를 지나 다른 면으로 관통되어 형성될 수 있다. More specifically, the culture
한편, 미세채널은 일측이 배양액 공급포트(50)와 연결되고 그 타측이 수정포트(30)와 연결되는 제3 미세채널(73)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the microchannel may further include a
즉, 배양액 공급포트(50)로 주입된 배양액(M)은 제3 미세채널(73)을 통해 수정포트(30)로 공급되게 된다. That is, the culture solution M injected into the culture
상기 배양액 배출포트(60)는 제1 판재(11)의 내부가 관통되도록 형성되되 수정포트(30)와 연결되도록 형성되어, 수정포트(30) 내의 배양액(M)을 외부로 배출할 수 있다.The culture
더욱 구체적으로, 배양액 배출포트(60)는 정자 주입포트(20)와 동일하게 제1 판재(11)의 한 면으로부터 내부를 지나 다른 면으로 관통되어 형성될 수 있다. More specifically, the culture
한편, 미세채널은 일측이 수정포트(30)와 연결되고 그 타측이 배양액 배출포트(60)와 연결되는 제4 미세채널(74)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the microchannel may further include a
즉, 수정포트(30) 내에서 에그(E)에 양분을 공급한 배양액(M)은 제4 미세채널(74)을 통해 배양액 배출포트(60)로 배출되게 된다.That is, the culture solution M, which has supplied the nutrients to the egg E in the
한편, 제1 판재(11)의 하면에 제2 판재(12)가 적층되어 있어, 정주 주입포트와, 수정포트(30)와, 더미포트(40)와, 배양액 공급포트(50) 및 배양액 배출포트(60)는 각 미세채널의 일측과 연결된 통로를 제외하고는 일단이 제2 판재(12)에 의해 막혀지게 된다.On the other hand, the
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 마개(81)는 미세채널의 유로저항에 의해 수정포트(30)로 공급된 배양액(M)이 정자 주입포트(20)로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 정자 주입포트(20)를 선택적으로 개폐할 수 있다.As shown in Figure 6, the
즉, 배양액(M)을 수정포트(30)에 공급하는 과정에서 제1 마개(81)가 정자 주입포트(20)를 폐쇄하게 되면 정자 주입포트(20)와 수정포트(30)와 연결된 미세채널의 유로저항에 의해 수정포트(30)로 공급된 배양액(M)이 정자 주입포트(20)로 이동되는 것을 방지하기 위함이다.That is, when the
상기 제1 마개(81)는 미세채널의 유로저항에 의해 수정포트(30)로 공급된 배양액(M)이 더미포트(40)로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 더미포트(40)를 선택적으로 개폐할 수 있다.The
즉, 배양액(M)을 수정포트(30)에 공급하는 과정에서 제2 매개가 더미포트(40)를 폐쇄하게 되면 더미포트(40)와 수정포트(30)와 연결된 미세채널의 유로저항에 의해 수정포트(30)로 공급된 배양액(M)이 더미포트(40)로 이동되는 것을 방지하기 위함이다.That is, when the second medium closes the
한편, 수정포트(30)로 공급된 배양액(M)의 정자 주입포트(20) 및 더미포트(40)로 이동되는 것을 방지하기 위하여 제1 마개(81) 및 제2 마개(82)를 이용하여 정자 주입포트(20) 및 더미포트(40)를 동시에 폐쇄하여 수정포트(30)와 연결된 미세채널의 유로저항을 더욱 크게 하는 것이 바람직할 것이다.On the other hand, in order to prevent movement to the
상기 렌즈(90)는 수정포트(30)의 상측에 배치되어, 에그(E)가 배양되는 것을 관찰할 수 있도록 한다.The
즉, 렌즈(90)를 이용하여 에그(E)가 배양되는 것을 관찰할 수 있어, 배양되는 에그(E)에 문제가 발생될 경우, 수정포트(30)에서 에그(E)를 제거하는 등의 조치를 바로 수행할 수 있는 이점이 있게 된다.That is, it is possible to observe that the egg (E) is incubated using the
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치를 이용한 인공수정 방법에 대해 설명하기로 한다.Now, an artificial insemination method using an artificial insemination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공수정 장치는 이송용 유체 공급단계와, 정자주입단계와, 확인단계 및 배양액 공급단계를 포함할 수 있다.Artificial insemination apparatus according to an embodiment of the present invention may include a transport fluid supply step, sperm injection step, confirmation step and the culture medium supply step.
상기 이송용 유체 공급단계에서는 제1 미세채널(71) 및 제2 미세채널(72)에 정자의 이동을 위한 이송용 유체를 공급하는 과정이 수행된다.In the transport fluid supply step, a process of supplying a transport fluid for moving sperm to the
이때, 정자이송용 유체(L)는 시린지펌프(P)를 이용하여 정자 주입포트(20)를 통해 공급할 수 있다. 물론, 다른 포트들을 이용하여 정자이송용 유체(L)를 공급할 수도 있다.At this time, the sperm transfer fluid (L) may be supplied through the
상기 정자주입단계에서는 정자 주입포트(20)에 정자를 주입하는 과정이 수행된다.In the sperm injection step, a process of injecting sperm into the
이때, 정자는 시린지펌프(P)를 이용하여 정자 주입포트(20)로 주입할 수 있다.At this time, the sperm may be injected into the
상기 확인단계에서는 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자(S1)가 수정포트(30)로 이동되어 수정포트(30)에 배치된 난자(O)와 수정되었는지를 확인하는 과정이 수행된다.In the checking step, the active sperm (S1) to recognize the attractant generated from the ovum (O) of the sperm injected into the
한편, 확인단계에서는 정자 주입포트(20)로 주입된 정자 중 난자(O)에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자(S2)가 더미포트(40)에 수집된 상태를 확인할 수도 있다.On the other hand, in the confirming step, the inactive sperm (S2) that does not recognize the attractant generated in the ovum O of the sperm injected into the
상기 배양액(M) 공급단계에서는 수정포트(30)로 활동성 정자(S1)와 난자(O)가 수정된 에그(E)를 배양하기 위한 배양액(M)을 공급하는 과정이 수행된다.In the culture medium (M) supply step is a process for supplying the culture medium (M) for culturing the egg (E) fertilized active sperm (S1) and egg (O) to the fertilization port (30).
이때, 배양액(M)은 시린지펌프(P)를 이용하여 배양액(M) 주입포트를 통해 수정포트(30)로 공급될 수 있다.At this time, the culture medium (M) may be supplied to the fertilization port (30) through the culture medium (M) injection port using a syringe pump (P).
한편, 배양액(M) 공급단계에서는 수정포트(30)에 공급된 배양액(M)을 주기적으로 교환해 주는 과정도 수행될 수 있다. On the other hand, the culture medium (M) supply step may also be performed to periodically exchange the culture medium (M) supplied to the fertilization port (30).
즉, 에그(E)가 배양되는 과정에서 배양액(M)의 양분을 에그(E)가 일정시간 동안 수용하게 되면, 새로운 배양액(M)을 공급해 줄 필요가 있다. 따라서, 양분을 빼앗긴 배양액(M)은 배양액 배출포트(60)를 통해 배출시키고 배양액 공급포트(50)를 통해 새로운 배양액(M)을 공급하는 과정이 수행되게 된다.That is, when the egg (E) receives the nutrients of the culture (M) for a predetermined time in the process of culturing the egg (E), it is necessary to supply a new culture (M). Therefore, the culture medium (M) deprived of nutrients is discharged through the culture
한편, 에그(E)가 배양되는 동안 렌즈(90)를 이용하여 에그(E)의 배양과정을 관찰할 수 있다.On the other hand, while the egg (E) is incubated, it is possible to observe the incubation process of the egg (E) using the lens (90).
이와 같은 과정을 통하면, 정자 주입포트(20)로 주입된 정자를 활동성 정자(S1)와 비활동성 정자(S2)로 분리되고, 활동성 정자(S1)와 난자(O)가 수정되면서 배양될 수 있게 된다.Through this process, the sperm injected into the
이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 난자가 배치된 수정포트와 난자가 배치되지 않은 더미포트를 이용함으로써, 활동성 정자와 비활동성 정자를 정확히 분리할 수 있는 효과가 있다. As described above, the artificial insemination device and the artificial insemination method using the same can accurately separate active sperm and inactive sperm by using a fertilized port in which an egg is disposed and a dummy port in which an egg is not disposed. It has an effect.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 수정포트를 통하여 활동성 정자와 난자가 수정된 에그에 배양액을 공급함으로써, 에그를 배양시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination device of the present invention and the artificial insemination method using the same, there is an effect that can be cultured eggs by supplying the culture solution to the eggs fertilized active sperm and eggs through the fertilization port.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 배양액을 공급하는 과정에서 마개를 이용하여 정자포트 및 더미포트를 각각 밀폐시킴으로써, 정자포트 및 더미포트로 배양액이 이동되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination apparatus of the present invention and the artificial insemination method using the same, by closing the sperm port and the dummy port using a stopper in the process of supplying the culture solution, it is possible to prevent the culture medium is moved to the sperm port and the dummy port It has an effect.
또한, 본 발명의 인공수정 장치 및 이를 이용한 인공수정 방법은, 수정포트의 상측에 렌즈가 구비됨으로써, 에그가 배양되는 것을 관찰할 수 있는 효과가 있다.In addition, the artificial insemination apparatus of the present invention and the artificial insemination method using the same, the lens is provided on the upper side, there is an effect that can be observed that the egg is cultured.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Can be modified or changed.
20: 정자 주입포트 30: 수정포트
40: 더미포트 50: 배양액 공급포트
60: 배양액 배출포트 71: 제1 미세채널
72: 제2 미세채널 73: 제3 미세채널
74: 제4 미세채널
S1: 활동성 정자 S2: 비활동성 정자
L: 정자이송용 유체20: sperm injection port 30: fertilization port
40: dummy port 50: culture medium supply port
60: culture medium discharge port 71: first microchannel
72: second fine channel 73: third fine channel
74: fourth microchannel
S1: Inactive Sperm S2: Inactive Sperm
L: Sperm transfer fluid
Claims (6)
상기 제1 판재를 관통하여 형성되며, 정자가 주입되는 정자 주입포트;
상기 제1 판재를 관통하여 형성되며, 난자가 배치되고, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하는 활동성 정자가 이동되어 상기 난자와 수정되도록 상기 정자 주입포트와 연결된 수정포트;
상기 제1 판재를 관통하여 형성되며, 상기 정자 주입포트와 연결되도록 형성되어, 상기 정자 주입포트로 주입된 정자 중 상기 난자에서 발생되는 유인물질을 인식하지 못하는 비활동성 정자가 이동되어 수집되는 더미포트; 및
상기 제1 판재의 하면에 함몰 형성되며, 상기 정자 주입포트와 상기 수정포트 및 상기 더미포트를 각각 연결하고 상기 정자의 이동을 위한 정자이송용 유체가 수용되는 미세채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 장치. A main body including a first plate made of a transparent material and a second plate stacked on a lower surface of the first plate;
A sperm injection port formed through the first plate and into which sperm are injected;
Is formed through the first plate, the egg is disposed, the active sperm to recognize the attractant generated in the egg of the sperm injected into the sperm injection port is connected to the sperm injection port to be modified with the egg Correction port;
The dummy port is formed through the first plate and connected to the sperm injection port, and the inactive sperm which does not recognize the attractant generated in the ovum among the sperm injected into the sperm injection port is moved and collected. ; And
A microchannel formed in the bottom surface of the first plate and connecting the sperm injection port, the fertilization port, and the dummy port, respectively, and containing a sperm transfer fluid for movement of the sperm; Fix device.
상기 수정포트와 연결되도록 형성되어, 활동성 정자와 난자가 수정된 에그(egg)를 배양시키기 위해 상기 수정포트로 배양액을 공급하는 배양액 공급포트; 및
상기 수정포트와 연결되도록 형성되어, 상기 수정포트 내의 배양액을 외부로 배출하는 배양액 배출포트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 장치.The method of claim 1,
A culture medium supply port formed to be connected to the fertilization port and supplying a culture solution to the fertilization port for culturing active eggs and eggs fertilized with eggs (egg); And
It is formed to be connected to the fertilization port, the artificial insemination device further comprises; culture medium discharge port for discharging the culture solution in the fertilization port to the outside.
상기 미세채널의 유로저항에 의해 상기 수정포트로 공급된 배양액이 상기 정자 주입포트로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 정자 주입포트를 선택적으로 개폐하는 제1 마개; 및
상기 미세채널의 유로저항에 의해 상기 수정포트로 공급된 배양액이 상기 더미포트로 이동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 더미포트를 선택적으로 개폐하는 제2 마개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 장치.The method of claim 2,
A first stopper for selectively opening and closing the sperm injection port to prevent the culture solution supplied to the fertilization port from being moved to the sperm injection port by the flow resistance of the microchannel; And
And a second stopper for selectively opening and closing the dummy port to prevent the culture solution supplied to the fertilization port from being moved to the dummy port by the flow resistance of the microchannel. .
상기 수정포트의 상측에 배치되어, 상기 에그가 배양되는 것을 관찰할 수 있도록 하는 렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공수정 장치.The method of claim 2,
An artificial insemination device further comprising: a lens disposed on the upper side of the fertilization port, the lens to observe that the egg is incubated.
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