RU2438309C2 - Spermatozoid conservation and controlled delivery/release - Google Patents

Spermatozoid conservation and controlled delivery/release Download PDF

Info

Publication number
RU2438309C2
RU2438309C2 RU2009103200/21A RU2009103200A RU2438309C2 RU 2438309 C2 RU2438309 C2 RU 2438309C2 RU 2009103200/21 A RU2009103200/21 A RU 2009103200/21A RU 2009103200 A RU2009103200 A RU 2009103200A RU 2438309 C2 RU2438309 C2 RU 2438309C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sperm
particles
alginate
biopolymer
particles according
Prior art date
Application number
RU2009103200/21A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009103200A (en
Inventor
Элизабет КОММИСРУД (NO)
Элизабет Коммисруд
Пеер Ола ХОФМО (NO)
Пеер Ола ХОФМО
Гейр КЛИНКЕНБЕРГ (NO)
Гейр КЛИНКЕНБЕРГ
Original Assignee
Спермвиталь Ас
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 Спермвиталь Ас filed Critical Спермвиталь Ас
Publication of RU2009103200A publication Critical patent/RU2009103200A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2438309C2 publication Critical patent/RU2438309C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: this invention refers to animal breeding. Biopolymer particles for spermatozoid conservation include spermatozoids encapsulated in biopolymer gel mesh. Biopolymer includes alginate saturated with goluronic acids. To obtain particles, alginate and spermatozoid mix is added to gel-forming solution. Invention is used in animal breeding.
EFFECT: extended storage term and vitality of spermatozoids.
33 cl, 4 dwg, 5 tbl, 5 ex

Description

Область изобретенияField of Invention

Настоящее изобретение относится к биополимерным частицам для консервирования сперматозоидов. Настоящее изобретение также относится к способу консервирования, хранения и контролируемой доставки/высвобождения сперматозоидов и к применению биополимерных частиц согласно настоящему изобретению в разведении животных.The present invention relates to biopolymer particles for preserving sperm. The present invention also relates to a method for preserving, storing and controlled delivery / release of sperm and to the use of biopolymer particles according to the present invention in breeding animals.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Искусственное осеменение (ИО) представляет собой метод, при котором сперматозоиды помещают в матку или в шейку матки животного искусственными способами вероятнее, чем путем естественного спаривания. Его широко применяют в качестве способа скрещивания и при разведении животных для приумножения желательных характеристик, в частности, в случае сельскохозяйственных животных, таких как крупный рогатый скот, свиньи, овцы, домашняя птица и лошади, но также и в случае домашних питомцев, таких как породистые собаки, водных животных или вымирающих видов.Artificial insemination (AI) is a method in which spermatozoa are placed in the uterus or cervix of an animal by artificial means more likely than by natural mating. It is widely used as a breeding method and in breeding animals to enhance the desired characteristics, in particular in the case of farm animals such as cattle, pigs, sheep, poultry and horses, but also in the case of pets, such as thoroughbred dogs, aquatic animals or endangered species.

Обычно сперматозоиды собирают, разбавляют, а затем консервируют путем, например, криоконсервации. Применение методов криоконсервации предполагает, что сперматозоиды от конкретного вида животного выдерживают такую обработку, не приводящую в результате к слишком большому повреждению качества сперматозоидов, их жизнеспособности и способности к оплодотворению. Затем сперматозоиды транспортируют к месту расположения самок либо в криоконсервированном, либо в свежем виде в зависимости от того, что в данном случае пригодно. Очень важно, чтобы сперматозоиды сохраняли жизнеспособность до момента осеменения и в течение достаточного периода времени внутри самки животного после осеменения до тех пор, пока яйцеклетка(и) не достигнет места оплодотворения.Typically, sperm are harvested, diluted, and then preserved by, for example, cryopreservation. The use of cryopreservation methods suggests that spermatozoa from a particular animal species can withstand such treatment that does not result in too much damage to the quality of the sperm, their viability and ability to fertilize. Then the sperm are transported to the location of the females either in cryopreserved or fresh form, depending on what is suitable in this case. It is very important that the spermatozoa remain viable until insemination and for a sufficient period of time inside the female animal after insemination until the egg (s) reaches the point of fertilization.

Искусственное осеменение сельскохозяйственных животных применяют с 1940-х годов и в настоящее время широко применяют в сельскохозяйственном производстве, в частности, для разведения молочных пород коров, а также свиней. Обзор по развитию современного ИО и проблем животноводов в отношении применения искусственного осеменения и консервирования сперматозоидов раскрыт в R.H.Foote (2002), American Society of Animal Science (http://www.asas.org/symposia/esupp2/Footehist.pdf) и в книге "Reproduction in farm animals", edited by B.Hafez, E.S.E.Hafez. - 7th ed., Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2000. - XIII, ISBN 0-683-30577-8 (ib.). Искусственное осеменение стало важным экономическим средством для разведения животных в сельскохозяйственном производстве, как в отношении разведения животных с конкретными предпочтительными генетическими характеристиками, так и для животноводства в целом.Artificial insemination of farm animals has been used since the 1940s and is currently widely used in agricultural production, in particular for breeding dairy breeds of cows, as well as pigs. A review of the development of modern AI and the problems of breeders regarding the use of artificial insemination and sperm preservation is disclosed in RHFoote (2002), American Society of Animal Science (http://www.asas.org/symposia/esupp2/Footehist.pdf) and book "Reproduction in farm animals", edited by B. Hafez, ESEHafez. - 7th ed., Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2000. - XIII, ISBN 0-683-30577-8 (ib.). Artificial insemination has become an important economic tool for breeding animals in agricultural production, both in relation to breeding animals with specific preferred genetic characteristics, and for livestock in general.

Однако существуют некоторые ограничения в отношении получения беременностей у самок животных в результате проведения искусственного осеменения. Например, срок хранения и жизнеспособность собранных сперматозоидов, как в процессе хранения после оттаивания в случае криоконсервированных сперматозоидов, так и после осеменения, существенны для успешного результата разведения. Доступность пригодных методик консервирования для конкретного вида животных варьирует. Для крупного рогатого скота широко используют методы криоконсервации. С другой стороны, сперматозоиды от других видов, таких как свиньи, менее толерантны к методам криоконсервации, что приводит в результате к меньшей гибкости в отношении возможностей обработки и хранения спермы.However, there are some restrictions on obtaining pregnancies in female animals as a result of artificial insemination. For example, the shelf life and viability of harvested spermatozoa, both during storage after thawing in the case of cryopreserved sperm and after insemination, are essential for a successful breeding result. The availability of suitable canning techniques for a particular animal species varies. For cattle, cryopreservation methods are widely used. On the other hand, spermatozoa from other species, such as pigs, are less tolerant to cryopreservation methods, resulting in less flexibility regarding the processing and storage of sperm.

Кроме того, для получения сперматозоидов с пригодной оплодотворяющей способностью желательно, чтобы используемый метод консервирования также обеспечивал сохранение оплодотворяющей способности после осеменения. Сосредоточено множество усилий и исследований способов консервирования, нацеленных на обеспечение способов и средств хранения, которые гарантируют, что сперматозоиды сохраняют оплодотворяющую способность в течение более длительного времени после сбора и до момента осеменения.In addition, in order to obtain spermatozoa with suitable fertilizing ability, it is desirable that the conservation method used also ensures that the fertilizing ability is maintained after insemination. A great deal of effort and research has been focused on canning methods aimed at providing storage methods and means that ensure that spermatozoa retain their fertilizing ability for a longer time after collection and until insemination.

Если срок хранения в отношении сохранения оплодотворяющей способности после осеменения короток, труднее найти подходящий момент для осеменения в отношении овуляции. В случае свойства короткого срока хранения необходимы хорошие методы консервирования сперматозоидов, которые обеспечивают более длительный срок хранения и, следовательно, более длительную оплодотворяющую способность. Все еще отсутствует доступный способ консервирования, который обеспечивает достаточный срок хранения и жизнеспособность сперматозоидов в течение достаточного периода после осеменения, чтобы соответствовать потребности животноводов в гибкости применения, в частности, когда существует дальнее расстояние между расположением самцов и, следовательно, местом, где проводят сбор спермы, и самок-реципиентов, и требуется время для транспортировки.If the shelf life regarding the preservation of the fertilizing ability after insemination is short, it is more difficult to find the right moment for insemination in relation to ovulation. In the case of a short shelf life property, good sperm preservation methods are needed that provide a longer shelf life and therefore a longer fertilization capacity. There is still no affordable preservation method that provides a sufficient shelf life and viability of spermatozoa for a sufficient period after insemination to meet the needs of breeders for flexibility of application, in particular when there is a long distance between the location of the males and, therefore, the place where the sperm is collected , and female recipients, and it takes time for transportation.

Кроме того, способ консервирования, обеспечивающий более контролируемую и длительную доступность сперматозоидов, снизил бы необходимость в искусственно стимулируемой овуляции путем гормональной обработки. Это было бы предпочтительно как экономически, в соответствии с нуждами потребителя, так и в отношении здоровья животных.In addition, a preservation method that provides a more controlled and long-term availability of sperm would reduce the need for artificially stimulated ovulation by hormonal treatment. This would be preferable both economically, in accordance with the needs of the consumer, and in relation to animal health.

Следовательно, существует необходимость в способах, гарантирующих, что сперматозоиды сохраняют оплодотворяющую способность в течение более длительного времени после осеменения, и сохраняют оплодотворяющую способность в течение более длительного времени, когда они помещены внутрь самки-реципиента.Therefore, there is a need for methods to ensure that sperm retain fertility for a longer time after insemination, and retain fertility for a longer time when they are placed inside a female recipient.

В настоящее время искусственное осеменение (ИО) у крупного рогатого скота в широком масштабе проводят, используя криоконсервированные сперматозоиды. Криоконсервированные сперматозоиды можно хранить в жидком азоте в течение десятилетий до применения. Однако когда сперматозоиды оттаивают, ИО необходимо проводить в пределах нескольких часов. После осеменения криоконсервированные сперматозоиды обладают оплодотворяющим потенциалом в течение примерно 12-24 часов, и ИО необходимо проводить примерно за 12-24 часа до овуляции. Поэтому существует необходимость в методах консервирования для разведения крупного рогатого скота, обеспечивающих сперматозоиды, которые обладают характеристиками достаточного срока хранения и которые предпочтительно сохраняют оплодотворяющую способность в течение нескольких суток.Currently, artificial insemination (AI) in cattle is carried out on a large scale using cryopreserved sperm. Cryopreserved sperm can be stored in liquid nitrogen for decades prior to use. However, when the sperm thaw, AI must be performed within a few hours. After insemination, cryopreserved spermatozoa have a fertilizing potential for approximately 12-24 hours, and AI must be performed approximately 12-24 hours before ovulation. Therefore, there is a need for preservation methods for breeding cattle, providing sperm that have the characteristics of a sufficient shelf life and which preferably retain the fertilizing ability for several days.

В некоторых странах используют бычьи сперматозоиды, хранимые в жидкости, с целью уменьшения числа клеток спермы на дозу ИО. Сперматозоиды обладают оплодотворяющей способностью в течение примерно 24-36 часов до осеменения. ИО следует проводить в пределах примерно 24 часов после сбора сперматозоидов. Однако бычьи сперматозоиды жидкого консервирования отягощены некоторыми недостатками, такими как укороченный/сниженный срок хранения и сниженный объем распределения.Some countries use bovine sperm stored in a liquid to reduce the number of sperm cells per dose of AI. Sperm have a fertilization capacity of approximately 24-36 hours before insemination. AI should be performed within approximately 24 hours after sperm collection. However, bovine liquid preserving sperm cells are burdened by some disadvantages, such as shortened / reduced shelf life and reduced distribution volume.

У свиней криоконсервированные сперматозоиды применяют только для специальных целей, таких как экспорт, перевозка на дальние расстояния, а также для контроля заразных заболеваний. ИО у свиней обычно проводят спермой жидкого консервирования. Время хранения спермы (сперматозоидов) жидкого консервирования должно зависеть от того, какой разбавитель используют. Сперматозоиды, разведенные разбавителями кратковременного действия, сохраняют оплодотворяющую способность в течение примерно 2-3 суток, тогда как сперматозоиды, разведенные разбавителями длительного действия, могут сохранять оплодотворяющую способность в течение вплоть до 5-6 суток. После осеменения оплодотворяющая способность сперматозоидов длится в течение примерно 12-24 часов. Большинство свиноматок осеменяют дважды во время обогрева с интервалом примерно 24 часа. При более гибкой системе, обеспечивающей более длительное время хранения до осеменения (например, одну неделю) и/или пролонгированное хранение и высвобождение сперматозоидов после осеменения (например, более чем 24 часа) животноводство имело бы более эффективную продуктивность и распространение, и животноводы имели бы меньшую потребность в точности периодизации осеменения относительно овуляции.In pigs, cryopreserved spermatozoa are used only for special purposes, such as export, long-distance transportation, as well as for the control of infectious diseases. AI in pigs is usually done with liquid preservation sperm. The storage time of semen (sperm) liquid preservation should depend on which diluent is used. Spermatozoa diluted with short-acting diluents retain fertility for approximately 2–3 days, while sperm diluted with long-acting diluents can retain fertility for up to 5–6 days. After insemination, the fertilizing ability of the sperm lasts for about 12-24 hours. Most sows inseminate twice during heating at intervals of approximately 24 hours. With a more flexible system providing a longer storage time before insemination (e.g., one week) and / or prolonged storage and release of sperm after insemination (e.g., more than 24 hours), livestock production would have more efficient productivity and distribution, and livestock breeders would have less the need for precision insemination periodization relative to ovulation.

В коневодстве животновод, в основном, зависит от наличия свежесобранной спермы в связи с отсутствием приемлемых методов консервирования для конских сперматозоидов. Это представляет большую проблему в коневодстве и в индустрии лошадиных скачек, поскольку предпочтительный жеребец-производитель для конкретной племенной кобылы чаще всего находится в другой стране, что требует длительного времени транспортировки. Кроме того, в связи с отсутствием пригодных методов консервирования для конских сперматозоидов ИО свежих конских сперматозоидов необходимо проводить в пределах 24 часов после сбора сперматозоидов. Коневодство, таким образом, сопровождается нежелательным дефицитом времени, что часто приводит к сниженному качеству спермы или сниженному оплодотворению в связи с некорректным осеменением в отношении овуляции.In horse breeding, the breeder mainly depends on the availability of freshly collected sperm due to the lack of acceptable conservation methods for equine sperm. This is a big problem in horse breeding and in the horse racing industry, since the preferred stallion producer for a particular breeding mare is most often located in another country, which requires a long transportation time. In addition, due to the lack of suitable conservation methods for equine sperm, AI of fresh equine sperm must be carried out within 24 hours after sperm collection. Horse breeding is thus accompanied by an undesirable time deficit, which often leads to reduced sperm quality or reduced fertilization due to incorrect insemination in relation to ovulation.

Следовательно, существует необходимость в способах консервирования, которые гарантируют как более длительный срок хранения в отношении необходимого времени на транспортную доставку, так и более длительный срок хранения после осеменения. Способ консервирования, применимый к конской сперме, имел бы большую экономическую и практическую ценность и, возможно, привел бы к перевороту в коневодстве.Therefore, there is a need for canning methods that guarantee both a longer shelf life in relation to the necessary time for transport delivery and a longer shelf life after insemination. The canning method applicable to horse sperm would be of great economic and practical value and would possibly lead to a revolution in horse breeding.

Система консервирования сперматозоидов, которая обеспечивает достаточную жизнеспособность как во время хранения, так и до и после осеменения, была бы выгодна для животноводства в целом. Более гибкая система консервирования сделала бы работу по разведению всех видов животных легче и привела бы в результате к повышению успешного оплодотворения. Система, где животновод в меньшей степени зависим от соответствия наиболее предпочтительному моменту времени осеменения в отношении овуляции, обеспечивает большую гибкость.A sperm preservation system that provides sufficient viability both during storage and before and after insemination would be beneficial for livestock breeding in general. A more flexible canning system would make the work of breeding all kinds of animals easier and, as a result, would lead to an increase in successful fertilization. A system where the breeder is less dependent on matching the most preferred time of insemination with respect to ovulation provides greater flexibility.

В целях повышения оплодотворяющей способности извергнутых сперматозоидов исследовано несколько способов консервирования, включая криоконсервацию и жидкое консервирование.In order to increase the fertilizing ability of the erupted sperm, several conservation methods have been investigated, including cryopreservation and liquid canning.

Опубликовано несколько исследований хранения сперматозоидов внутри капсул. В этих исследованиях использовали способы инкапсуляции, которые приводят в результате к частице, где сперматозоиды расположены внутри жидкой сердцевины, окруженной полупроницаемой мембраной.Several studies of sperm storage inside capsules have been published. Encapsulation methods have been used in these studies, which result in a particle where the sperm are located inside the fluid core surrounded by a semipermeable membrane.

Nebel et al. (1985), Microencapsulation of bovine spermatozoa. J. Anim. Sci. 1985 60(6):1631-39, описали способ инкапсуляции бычьих сперматозоидов в капсулах, изготовленных из альгината в сочетании с полилизином. Данный способ основан на ранее опубликованном способе от Lim and Sun (1980), Microencapsulated islets as bioartificial endocrine pancreas. Science 1980 210(4472):908-10, которые разрабатывали получение инкапсулированного инсулина на основании инкапсуляции клеток островков Лангерганса. Nebel et al. (1985) сообщили о результатах как хранения при 37°C, так и 335 осеменений, и результаты для инкапсулированных сперматозоидов сравнивали с не инкапсулированными контрольными образцами. В данном исследовании не было сообщено о больших различиях между инкапсулированными и контрольными образцами. В других опубликованных исследованиях также продемонстрировано, что сперматозоиды могут быть инкапсулированы внутри капсул подобными способами, и они могут сохранять свою функциональность in vivo (Munkittrick et al. (1992) Accessory sperm numbers for cattle inseminated with protamine sulfate microcapsules. J. Dairy Sci., 75(3):725-31 (Bovine), Vishwanath et al. (1997) Selected times of insemination with microencapsulated bovine spermatozoa affect pregnancy rates of synchronized heifers. Theriogenology, 48: 369-76 (Bovine), и Maxwell et al. (1996). Survival and fertility of micro-encapsulated ram spermatozoa stored at 5°C. Reprod. Dom. Anim., 31:665-73 (Sheep). Munkittrick et al. (1992), и Vishwanath et al. (1997) сообщили, однако, что инкапсулированные сперматозоиды не являются столь же эффективными, как необработанные сперматозоиды, при осеменении в одно и то же время. Это было объяснено тем, что инкапсулированным сперматозоидам может требоваться некоторое время для высвобождения из капсул, прежде чем может произойти оплодотворение.Nebel et al. (1985), Microencapsulation of bovine spermatozoa. J. Anim. Sci. 1985 60 (6): 1631-39, described a method for encapsulating bovine sperm in capsules made from alginate in combination with polylysine. This method is based on a previously published method from Lim and Sun (1980), Microencapsulated islets as bioartificial endocrine pancreas. Science 1980 210 (4472): 908-10, which developed the production of encapsulated insulin based on the encapsulation of Langerhans islet cells. Nebel et al. (1985) reported the results of both storage at 37 ° C and 335 inseminations, and the results for encapsulated spermatozoa were compared with non-encapsulated control samples. In this study, large differences between the encapsulated and control samples were not reported. Other published studies have also demonstrated that sperm can be encapsulated inside capsules by similar methods and can retain their functionality in vivo (Munkittrick et al. (1992) Accessory sperm numbers for cattle inseminated with protamine sulfate microcapsules. J. Dairy Sci., 75 (3): 725-31 (Bovine), Vishwanath et al. (1997) Selected times of insemination with microencapsulated bovine spermatozoa affect pregnancy rates of synchronized heifers. Theriogenology, 48: 369-76 (Bovine), and Maxwell et al. (1996). Survival and fertility of micro-encapsulated ram spermatozoa stored at 5 ° C. Reprod. Dom. Anim., 31: 665-73 (Sheep). Munkittrick et al. (1992), and Vishwanath et al. (1997 ) reported, however, that the encapsulated sperm are not me lyayutsya as effective as untreated spermatozoa inseminated at one and the same time. This was attributed to the fact that sperm encapsulated may require some time for release from the capsules before fertilization can occur.

Conte et al. (1998) в EP 0922451 BI, опубликованном Universita di Pavia и Universita Degli Studi Di Milano, и Torre et al. (2002), Boar semen controlled delivery system: storage and in vitro spermatozoa release. J. Contol. Release, 85:83-89, разработали альтернативный способ инкапсуляции сперматозоидов хряка. При данном способе сперматозоиды добавляют в раствор, содержащий кальций или барий, и эту суспензию переносят по каплям в раствор, содержащий альгинат. Капсула из альгината кальция или бария спонтанно образуется вокруг капли, как только она попадает в раствор альгината. Этот способ заявлен как более мягкий по отношению к клеткам по сравнению со способом, описанным Nebel et al. (1985). Другое преимущество состоит в том, что в данный способ вовлечено очень небольшое разбавление раствора сперматозоидов, которое заявлено как благоприятное для жизнеспособности клеток.Conte et al. (1998) in EP 0922451 BI published by Universita di Pavia and Universita Degli Studi Di Milano, and Torre et al. (2002), Boar semen controlled delivery system: storage and in vitro spermatozoa release. J. Contol. Release, 85: 83-89, have developed an alternative method for encapsulating boar sperm. In this method, sperm are added to a solution containing calcium or barium, and this suspension is transferred dropwise into a solution containing alginate. A capsule of calcium or barium alginate spontaneously forms around the drop as soon as it enters the alginate solution. This method is claimed to be softer in relation to cells compared to the method described by Nebel et al. (1985). Another advantage is that a very small dilution of the sperm solution, which is claimed to be favorable for cell viability, is involved in this method.

Faustini et al. (2004), Boar spermatozoa encapsulated in barium alginate membranes: a microdensitometric evaluation of some enzymatic activities during storage at 18°C, Theriogenology, 61(1):173-184, сообщили о значительно большей фракции сперматозоидов с интактной акросомой и меньшим вытеканием ферментов из сперматозоидов, хранимых в инкапсулированном состоянии, где данный способ сравнили с необработанными сперматозоидами, хранимыми в таких же условиях.Faustini et al. (2004), Boar spermatozoa encapsulated in barium alginate membranes: a microdensitometric evaluation of some enzymatic activities during storage at 18 ° C, Theriogenology, 61 (1): 173-184, reported a significantly larger fraction of spermatozoa with intact acrosome and less leakage of enzymes from sperm stored in an encapsulated state, where this method was compared with untreated sperm stored in the same conditions.

В недавней статье Weber et al. (2006), Design of high-throughput-compatible protocols for microencapsulation, cryopreservation and release of bovine spermatozoa. Journ. Biotechnol., 123:155-163, также описана новая система для инкапсуляции бычьих сперматозоидов. Данная система предназначена для производства инкапсулированных сперматозоидов с высокой пропускной способностью с использованием капсул из Ca-альгината или целлюлозы сульфата и полидиаллилдиметиламмония хлорида (pDADMAC).In a recent article by Weber et al. (2006), Design of high-throughput-compatible protocols for microencapsulation, cryopreservation and release of bovine spermatozoa. Journ. Biotechnol., 123: 155-163, also described a new system for encapsulating bovine sperm. This system is designed for the production of encapsulated spermatozoa with high throughput using capsules of Ca-alginate or cellulose sulfate and polydiallyldimethylammonium chloride (pDADMAC).

Наконец, Chou et al., US 6596310 BI (2003), раскрыт способ искусственного осеменения путем регулируемого по времени высвобождения спермы из капсул или твердых гранул, где сперму хранят в не капацитированном состоянии за счет использования источника энергии, который не поддерживает капацитацию.Finally, Chou et al., US 6596310 BI (2003), discloses a method for artificial insemination by time-controlled release of sperm from capsules or hard granules, where the sperm is stored in an uncapitated state by using an energy source that does not support capacitation.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Настоящее изобретение основано на удивительном открытии, что заключение сперматозоидов внутрь биополимерных матриксов, где этот биополимерный матрикс состоит из альгината, обогащенного гулуроновой кислотой, приводит в результате к сперматозоидам с лучшими характеристиками консервирования в отношении срока хранения, жизнеспособности и оплодотворения. Биополимерные частицы и их сперматозоиды можно, таким образом, применять при искусственном осеменении животных.The present invention is based on the surprising discovery that sperm entering into biopolymer matrices, where this biopolymer matrix is composed of alginate enriched with guluronic acid, results in spermatozoa with better conservation characteristics in terms of shelf life, viability and fertilization. Biopolymer particles and their sperm can, therefore, be used in artificial insemination of animals.

Одно из не ограничивающих преимуществ настоящей биополимерной системы консервирования сперматозоидов состоит в том, что она обеспечивает преимущества в результате придания сперматозоидам оплодотворяющей способности в течение более длительного периода после осеменения и, таким образом, делает время осеменения относительно овуляции менее критическим.One of the non-limiting advantages of this biopolymer sperm preservation system is that it provides benefits by giving sperm fertility for a longer period after insemination and thus makes the insemination time less ovulating than critical.

Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению можно применять при разведении животных и в животноводческом производстве в сельскохозяйственном производстве. Биополимерные частицы, таким образом, применимы, когда цель состоит в получении животных с особенно желательными характеристиками. Биополимерные частицы также применимы, когда целью является получение животных в целом, например, для продукции крупного рогатого скота мясного направления.The biopolymer particles according to the present invention can be used in animal breeding and in livestock production in agricultural production. Biopolymer particles are thus applicable when the goal is to obtain animals with particularly desirable characteristics. Biopolymer particles are also applicable when the goal is to obtain animals in general, for example, for the production of cattle in the meat direction.

Согласно настоящему изобретению биополимерные частицы можно использовать непосредственно и осеменять ими как таковыми животное-реципиент, если биополимерные частицы, такие как частицы альгината, растворяются в физиологических условиях внутри животного-реципиента (то есть внутри матки или шейки матки). Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению, таким образом, обеспечивают контролируемое высвобождение сперматозоидов. Сперматозоиды можно также растворять из биополимерной частицы перед осеменением сперматозоидов.According to the present invention, the biopolymer particles can be used directly and seeded as such by the recipient animal if the biopolymer particles, such as alginate particles, are dissolved under physiological conditions inside the recipient animal (i.e., inside the uterus or cervix). The biopolymer particles of the present invention thus provide controlled release of sperm. Sperm can also be dissolved from a biopolymer particle before insemination of the sperm.

Как обсуждено выше, на предшествующем уровне техники, в основном, предложена инкапсуляция сперматозоидов в биополимерных капсулах, где сперматозоиды содержатся в жидкой сердцевине биополимерной капсулы. Только в одной ссылке (Chou et al., US 6596310 BI) упомянута возможность заключения сперматозоидов в твердом полимерном матриксе, хотя не приведено ни одного примера описанных там твердых гранул.As discussed above, prior art generally proposes encapsulation of sperm in biopolymer capsules, where the sperm are contained in the liquid core of the biopolymer capsule. Only one reference (Chou et al., US 6,596,310 BI) mentions the possibility of enclosing spermatozoa in a solid polymer matrix, although not a single example of the hard granules described therein is provided.

Вместо этого авторами настоящего изобретения открыт другой подход к иммобилизации сперматозоидов. Согласно настоящему изобретению сперматозоиды заключены внутри сетки из твердого геля, образованной альгинатными гелями, где используемый альгинат обогащен гулуроновой кислотой. Авторами настоящего изобретения сделано открытие, что иммобилизация внутри сетки из твердого геля обладает несколькими преимуществами по сравнению с инкапсуляцией внутри капсул и гранул, раскрытой на предшествующем уровне техники.Instead, the authors of the present invention have discovered another approach to sperm immobilization. According to the present invention, sperm cells are enclosed within a solid gel network formed by alginate gels, where the alginate used is enriched in guluronic acid. The authors of the present invention made the discovery that immobilization inside a solid gel network has several advantages compared to encapsulation inside capsules and granules disclosed in the prior art.

Не связываясь с конкретной теорией, предполагают, что путем использования биополимерных частиц и способа согласно настоящему изобретению это заключение приводит в результате к иммобилизации, например к ограничению естественной подвижности сперматозоидов за счет ограничительных связей сетки геля. Физическое ограничение подвижности за счет высоких концентраций клеток и присутствия полимеров высокой вязкости может быть одним из факторов, который влияет на выживаемость и поддержание функциональности сперматозоидов в хвосте придатка яичка (Watson 1993). Сперматозоиды хранятся в течение длительных периодов времени (более чем 1 неделя) в хвосте придатка яичка (Watson 1993). Использование альгината, обогащенного гулуроновой кислотой, дает возможность получения биополимерных частиц, содержащих заключенные в них сперматозоиды, которые полезны на практике в качестве системы консервирования, и которые можно применять при искусственном осеменении, например, в разведении животных.Without being bound by a specific theory, it is believed that by using biopolymer particles and the method according to the present invention, this conclusion results in immobilization, for example, in limiting the natural mobility of sperm due to restrictive bonds of the gel network. Physical restriction of motility due to high cell concentrations and the presence of high viscosity polymers may be one of the factors that affects the survival and maintenance of sperm function in the tail of the epididymis (Watson 1993). Sperm cells are stored for extended periods of time (more than 1 week) in the tail of the epididymis (Watson 1993). The use of alginate enriched with guluronic acid makes it possible to obtain biopolymer particles containing spermatozoa contained in them, which are useful in practice as a preservation system, and which can be used in artificial insemination, for example, in breeding animals.

Таким образом, согласно одному аспекту в изобретении предложена биополимерная частица для консервирования сперматозоидов, где сперматозоиды заключены в биополимерной сетке геля, и где биополимерная частица, в которой заключен сперматозоид, содержит альгинат, обогащенный гулуроновой кислотой.Thus, according to one aspect, the invention provides a biopolymer particle for preserving spermatozoa, where the sperm are enclosed in a biopolymer gel network, and where the biopolymer particle in which the sperm is enclosed contains alginate enriched in guluronic acid.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения биополимер, заключающий сперматозоиды, содержит альгинат кальция.According to another aspect of the present invention, a sperm-containing biopolymer comprises calcium alginate.

Согласно другому аспекту указанный биополимер содержит альгинат с низкой вязкостью.According to another aspect, said biopolymer comprises a low viscosity alginate.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения концентрация альгината в биополимерных частицах по изобретению составляет по меньшей мере 0,1%.According to yet another aspect of the invention, the concentration of alginate in the biopolymer particles of the invention is at least 0.1%.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения концентрация альгината в биополимерных частицах по изобретению составляет между по меньшей мере 0,1% и 6% альгината.According to yet another aspect of the invention, the concentration of alginate in the biopolymer particles of the invention is between at least 0.1% and 6% of alginate.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения концентрация альгината в биополимерных частицах по изобретению составляет по меньшей мере 1%.According to yet another aspect of the invention, the concentration of alginate in the biopolymer particles of the invention is at least 1%.

Кроме того, согласно одному аспекту изобретения концентрация сперматозоидов в биополимерных частицах составляет по меньшей мере 0,1×106 сперматозоидов/мл, как, например, по меньшей мере 100×106 сперматозоидов/мл, как, например, вплоть до по меньшей мере 2,5×109 сперматозоидов/мл.In addition, according to one aspect of the invention, the concentration of sperm in biopolymer particles is at least 0.1 × 10 6 sperm / ml, such as at least 100 × 10 6 sperm / ml, such as up to at least 2.5 × 10 9 sperm / ml.

Согласно еще одному другому аспекту частицы согласно настоящему изобретению хранят в растворе, например, где отношение раствор для хранения : биополимерные частицы находится по меньшей мере между 1:1 и 1:100.According to yet another aspect, the particles of the present invention are stored in a solution, for example, where the ratio of storage solution: biopolymer particles is at least between 1: 1 and 1: 100.

Согласно еще одному другому аспекту сперматозоиды могут быть заключены совместно с соединениями или агентами, которые полезны в смысле оплодотворяющей способности и/или здоровья животного, как, например, одно или более чем одно из соединений или агентов, выбранных из не ограничивающей группы, состоящей из разбавителей, криопротекторов, антибиотиков, антител, антиоксидантов, белков и гормонов.In yet another aspect, the sperm can be enclosed in conjunction with compounds or agents that are useful in the sense of fertilizing ability and / or animal health, such as, for example, one or more of one of the compounds or agents selected from a non-limiting group of diluents , cryoprotectants, antibiotics, antibodies, antioxidants, proteins and hormones.

Согласно другому аспекту изобретения сперматозоиды заключены совместно с одним или более чем одним антиоксидантом, выбранным из группы, состоящей из пирувата, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила, 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила, супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, бутилированного гидрокситолуола, бутилированного гидроксианизола (гваякола).According to another aspect of the invention, spermatozoa are enclosed together with one or more antioxidants selected from the group consisting of pyruvate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine -1-oxyl, superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, butylated hydroxytoluene, butylated hydroxyanisole (guaiacol).

Согласно одному аспекту биополимерные частицы покрыты оболочкой. Эта оболочка может быть выбрана из не ограничивающей группы, состоящей из полилизина, хитозана, сульфата целлюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы и полидиаллилдиметиламмония хлорида.In one aspect, the biopolymer particles are coated. This shell may be selected from a non-limiting group consisting of polylysine, chitosan, cellulose sulfate, hydroxypropyl methyl cellulose and polydiallyldimethylammonium chloride.

Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению содержат сперматозоиды, собранные от животного, выбранного из не ограничивающей группы, состоящей из свиней, крупного рогатого скота, лошадей, овец, коз, кроликов, домашней птицы, домашних питомцев, таких как породистые собаки, водных животных и вымирающих видов животных, предпочтительно свиней, крупного рогатого скота, пушных зверей и лошадей. Биополимерные частицы по настоящему изобретению можно, таким образом, применять при получении беременностей у самок животных того же вида с помощью общепринятых способов искусственного оплодотворения, таких как ИО, ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение) и ВЦИС (внутрицитоплазматическая инъекция спермы).The biopolymer particles of the present invention comprise sperm collected from an animal selected from a non-limiting group consisting of pigs, cattle, horses, sheep, goats, rabbits, poultry, pets, such as thoroughbred dogs, aquatic animals, and endangered species animals, preferably pigs, cattle, fur animals and horses. The biopolymer particles of the present invention can thus be used in pregnancies in female animals of the same species using conventional methods of artificial insemination, such as AI, IVF (in vitro fertilization), and VTsIS (intracytoplasmic sperm injection).

Согласно одному аспекту изобретения сперматозоиды, используемые для образования указанной частицы, содержатся в семенной жидкости.According to one aspect of the invention, the sperm used to form said particle are contained in seminal fluid.

Возможно, биополимерная частица может быть дополнительно обработана путем дегидратации, криоконсервации или лиофилизации.Perhaps the biopolymer particle can be further processed by dehydration, cryopreservation or lyophilization.

В изобретении также предложен способ получения частиц согласно изобретению, при котором смесь альгината, обогащенного гулуроновой кислотой, и сперматозоидов добавляют по каплям к гелеобразующему раствору, гелеобразующий раствор содержит согласно одному аспекту изобретения один или более чем один из нижеследующих ионов, выбранных из не ограничивающей группы, состоящей из кальция, натрия, бария и магния, предпочтительно ионов кальция и натрия.The invention also provides a method for producing particles according to the invention, in which a mixture of guluronic acid enriched alginate and sperm is added dropwise to a gelling solution, the gelling solution according to one aspect of the invention contains one or more of the following ions selected from a non-limiting group, consisting of calcium, sodium, barium and magnesium, preferably calcium and sodium ions.

Кроме того, биополимерные частицы могут быть возможно образованы непосредственно в семенном контейнере.In addition, biopolymer particles can optionally be formed directly in the seed container.

Согласно одному аспекту способа по изобретению частицы дополнительно обрабатывают путем дегидратации, криоконсервации или лиофилизации.According to one aspect of the method of the invention, the particles are further processed by dehydration, cryopreservation or lyophilization.

В настоящем изобретении также предложено применение биополимерных частиц согласно настоящему изобретению при разведении животных, таких как свиньи, крупный рогатый скот, лошади, овцы, козы, кролики, домашняя птица, домашние питомцы, такие как породистые собаки, водные животные и вымирающие виды животных. Согласно одному аспекту изобретения биополимерные частицы применяют при разведении свиней, крупного рогатого скота или лошадей. Согласно одному аспекту частицами осеменяют непосредственно. Согласно другому аспекту частицы растворяют перед осеменением. Согласно еще одному другому аспекту частицы по изобретению используют вместе со свободными, иммобилизованными сперматозоидами.The present invention also provides the use of biopolymer particles according to the present invention in breeding animals such as pigs, cattle, horses, sheep, goats, rabbits, poultry, pets, such as thoroughbred dogs, aquatic animals and endangered species. According to one aspect of the invention, biopolymer particles are used in breeding pigs, cattle or horses. In one aspect, the particles are seeded directly. According to another aspect, the particles are dissolved before insemination. In yet another aspect, the particles of the invention are used together with free, immobilized sperm.

Наконец, в настоящем изобретении предложен способ оплодотворения животного, при котором сперматозоиды, консервированные в частицах согласно настоящему изобретению, вводят самке-реципиенту животного.Finally, the present invention provides a method for fertilizing an animal, in which spermatozoa preserved in the particles of the present invention are administered to a female recipient of the animal.

Краткое описание графических материаловA brief description of the graphic materials

На фиг.1 показано хранение in vitro сперматозоидов быка (панель А) и хряка (панель Б) при температурах окружающей среды (бык 20°C, хряк 18°C). Значения подвижности приведены в виде функций времени хранения в сравнительных образцах и в образцах с иммобилизованными сперматозоидами.Figure 1 shows the in vitro storage of bovine sperm (panel A) and boar (panel B) at ambient temperatures (bull 20 ° C, boar 18 ° C). Mobility values are given as functions of storage time in comparative samples and in samples with immobilized sperm.

На фиг.2 показано хранение in vitro сперматозоидов быка (панель А) и хряка (панель Б) при 37°C. Значения подвижности приведены в виде функций времени хранения в сравнительных образцах и в образцах с иммобилизованными сперматозоидами.Figure 2 shows the in vitro storage of bovine sperm (panel A) and boar (panel B) at 37 ° C. Mobility values are given as functions of storage time in comparative samples and in samples with immobilized sperm.

На фиг.3 показано хранение in vitro сперматозоидов при температурах окружающей среды (18°C). Значения подвижности приведены в виде функций времени хранения в сравнительных образцах и в образцах с иммобилизованными сперматозоидами. В экспериментах по хранению использовано различное количество среды для хранения относительно количества гранул, что указано номером серии. Сперматозоиды иммобилизованы на гранулах диаметром 1 мм при концентрации 1×109 сперматозоидов/мл.Figure 3 shows in vitro storage of sperm at ambient temperatures (18 ° C). Mobility values are given as functions of storage time in comparative samples and in samples with immobilized spermatozoa. In storage experiments, a different amount of storage medium was used relative to the number of granules, as indicated by the batch number. Sperm cells are immobilized on granules with a diameter of 1 mm at a concentration of 1 × 10 9 sperm cells / ml.

Фиг.4 - хранение in vitro сперматозоидов хряка при температуре окружающей среды (18°C). Значения подвижности приведены в виде функций времени хранения в сравнительных образцах и в образцах с иммобилизованными сперматозоидами. В экспериментах по хранению использованы гранулы с различными концентрациями иммобилизованных сперматозоидов, что указано номером серии. Сперматозоиды иммобилизованы на гранулах диаметром 3 мм.Figure 4 - storage in vitro of boar sperm at ambient temperature (18 ° C). Mobility values are given as functions of storage time in comparative samples and in samples with immobilized sperm. In storage experiments, granules with different concentrations of immobilized spermatozoa were used, as indicated by the batch number. Sperm cells are immobilized on granules with a diameter of 3 mm.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Как описано ранее, основное внимание исследований ранее было сосредоточено в направлении инкапсуляции сперматозоидов в целях облегчения оплодотворения in vitro и искусственного осеменения. Авторы настоящего изобретения предприняли принципиально иной подход к иммобилизации сперматозоидов, где сперматозоиды заключают внутрь сетки геля или биополимера внутри частицы твердого геля, и где сетка биополимера состоит из альгината, обогащенного гулуроновой кислотой. Данный подход принципиально отличен от инкапсуляции сперматозоидов, ранее описанной на предшествующем уровне техники, где сперматозоиды содержатся внутри капсулы с жидкой сердцевиной, где сперматозоиды могут совершать круговые движения, как в их природном окружении. Биополимерные частицы, заключающие сперматозоиды, согласно настоящему изобретению не зависят от использования растворов, что гарантирует, что сперматозоиды поддерживаются в не капацитированном состоянии.As described previously, research has previously focused on sperm encapsulation in order to facilitate in vitro fertilization and artificial insemination. The inventors have taken a fundamentally different approach to sperm immobilization, where spermatozoa are enclosed inside a gel or biopolymer network inside a solid gel particle, and where the biopolymer network consists of alginate enriched in guluronic acid. This approach is fundamentally different from the encapsulation of spermatozoa previously described in the prior art, where the sperm are contained inside a liquid core capsule, where the sperm can make circular movements, as in their natural environment. The sperm-containing biopolymer particles of the present invention are independent of the use of solutions, which ensures that the sperm are maintained in a non-capacitated state.

Термин "заключать" или "заключающий", как используют здесь, следует понимать как иммобилизацию сперматозоидов, приводящую в результате к тому, что предотвращена естественная возможность движения сперматозоидов. Степень иммобилизации должна варьировать в зависимости от характеристик биополимерной частицы, таких как механическая прочность, и от типа используемого полимера. Однако должно быть понятно, что предотвращена естественная возможность движения сперматозоидов, заключенных в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению, которой сперматозоиды в ином случае обладали бы, если бы они хранились в жидкости, такой как жидкая сердцевина капсулы.The term “enclose” or “enclosing,” as used herein, should be understood as immobilization of spermatozoa, resulting in preventing the natural possibility of sperm movement. The degree of immobilization should vary depending on the characteristics of the biopolymer particles, such as mechanical strength, and on the type of polymer used. However, it should be understood that the natural possibility of movement of the sperm contained in the biopolymer particles of the present invention, which the sperm would otherwise have possessed if stored in a liquid, such as a liquid capsule core, was prevented.

Термин "биополимерная частица", как используют здесь, означает частицу, которая, когда она содержит сперматозоиды, обеспечивает пониженную возможность движения. Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению состоят из вещества, образующего сетку, состоящую из альгинатного геля, обогащенного гулуроновой кислотой. Функция биополимерной частицы в отношении консервирования сперматозоидов не зависит от трехмерной формы биополимерной частицы согласно настоящему изобретению. Таким образом, биополимерные частицы согласно настоящему изобретению могут иметь различные формы, такие как, например, сферическая или цилиндрическая форма.The term "biopolymer particle", as used here, means a particle, which, when it contains sperm, provides reduced ability to move. The biopolymer particles of the present invention are comprised of a network forming material consisting of alginate gel enriched with guluronic acid. The function of the biopolymer particle with respect to sperm preservation is independent of the three-dimensional shape of the biopolymer particle according to the present invention. Thus, the biopolymer particles according to the present invention can have various shapes, such as, for example, a spherical or cylindrical shape.

Альгинат представляет собой полимер, который состоит из гулуроновой кислоты (G) и маннуроновой кислоты (M). Альгинат является общей составной частью клеточной стенки у всех видов бурых водорослей (Phaeophyceae), и обычно его экстрагируют щелочным раствором. Отношения маннуроновой кислоты к гулуроновой кислоте (M/G) в альгинате широко варьируют в зависимости от конкретных альгинофитов (бурых водорослей, продуцирующих альгинат) и на протяжении различных сезонов.Alginate is a polymer that consists of guluronic acid (G) and mannuronic acid (M). Alginate is a common component of the cell wall in all types of brown algae (Phaeophyceae), and is usually extracted with an alkaline solution. The ratios of mannuronic acid to guluronic acid (M / G) in alginate vary widely depending on specific alginophytes (brown algae producing alginate) and over different seasons.

Альгинат также синтезируется бактериями Pseudomonas и Azotobacter (Svanem et al. (2001), The Journal of Biological Chemistry, Vol 276:34, 31542-31550, Jain et al. (2003), Molecular Microbiology, 47(4), 1123-1133, Scott and Quatrano (1982), Applied and Environmental Microbiology, 44:3, 754-756).Alginate is also synthesized by the bacteria Pseudomonas and Azotobacter (Svanem et al. (2001), The Journal of Biological Chemistry, Vol 276: 34, 31542-31550, Jain et al. (2003), Molecular Microbiology, 47 (4), 1123-1133 , Scott and Quatrano (1982), Applied and Environmental Microbiology, 44: 3, 754-756).

Альгинаты широко применяют, например, в пищевой промышленности, как, например, в качестве стабилизаторов и для регуляции вязкости, в фармацевтической и косметической промышленности в качестве, например, разрыхлителя. Для различных целей доступны как альгинаты, обогащенные гулуроновой кислотой, так и маннуроновой кислотой, соответственно (Mancini et al., (1999), Journal of Food Engineering 39, 369-378), и известны различные способы получения альгинатов, обогащенных гулуроновой кислотой (см. WO 8603781, US 4990601, US 5639467).Alginates are widely used, for example, in the food industry, as, for example, as stabilizers and for regulating viscosity, in the pharmaceutical and cosmetic industries as, for example, a baking powder. For various purposes, both alginates enriched in guluronic acid and mannuronic acid are available, respectively (Mancini et al., (1999), Journal of Food Engineering 39, 369-378), and various methods for producing alginates enriched in guluronic acid are known (see WO 8603781, US 4990601, US 5639467).

Термин "альгинат, обогащенный гулуроновой кислотой" или "G-обогащенный альгинат", как его используют здесь, означает альгинат, содержащий более высокие количества гулуроновой кислоты, чем маннуроновой кислоты в полимерных цепях, составляющих полисахарид. Примеры понимания термина "G-обогащенный", как обычно он используется специалистами в данной области техники, очевидны из предшествующего уровня техники, изложенного в двух предшествующих параграфах.The term "alginate enriched in guluronic acid" or "G-enriched alginate", as used here, means alginate containing higher amounts of guluronic acid than mannuronic acid in the polymer chains that make up the polysaccharide. Examples of the understanding of the term “G-enriched” as commonly used by those skilled in the art are apparent from the prior art set forth in the two preceding paragraphs.

Альгинатные гели образуются за счет взаимодействий между двухвалентными ионами, такими как Са2+, и блокируют структуру гулуроновой кислоты в полимерной цепи альгината. Таким образом, образование альгинатных гелей можно осуществлять в очень мягких условиях, и оно пригодно для иммобилизации клеток. Альгинатные гели, таким образом, широко применяют для иммобилизации различных типов клеток. Однако иммобилизацию в альгинате чаще всего применяют в качестве исходной точки для последующего образования различных типов капсул с жидкой сердцевиной.Alginate gels are formed due to interactions between divalent ions, such as Ca 2+ , and block the structure of guluronic acid in the polymer chain of alginate. Thus, the formation of alginate gels can be carried out under very mild conditions, and it is suitable for immobilizing cells. Alginate gels are thus widely used to immobilize various types of cells. However, immobilization in alginate is most often used as a starting point for the subsequent formation of various types of liquid core capsules.

При ссылке здесь далее на альгинат, альгинатный гель, альгинатную сетку или биополимерную частицу согласно настоящему изобретению, должно быть понятно, что указанный альгинат, альгинатный гель, альгинатная частица или биополимерная сетка или частица согласно настоящему изобретению является обогащенной гулуроновой кислотой.When referring hereinafter to alginate, alginate gel, alginate network or biopolymer particle according to the present invention, it should be understood that said alginate, alginate gel, alginate particle or biopolymer network or particle according to the present invention is enriched with guluronic acid.

Не ограничивающими примерами пригодных типов альгината являются FMC LF 10/40, FMC LF 10/60 и FMC LF 20/60, доступные от FMC Biopolymer AS, Драммен, Норвегия, или А2033 от Sigma, Осло, Норвегия.Non-limiting examples of suitable types of alginate are FMC LF 10/40, FMC LF 10/60 and FMC LF 20/60, available from FMC Biopolymer AS, Drammen, Norway, or A2033 from Sigma, Oslo, Norway.

Термин "срок хранения", как его используют здесь, означает время, в течение которого сперматозоиды сохраняют оплодотворяющую способность, как в отношении хранения in vitro до осеменения, так и in vivo после осеменения у животного-реципиента. Конкретный срок хранения сперматозоидов различного происхождения может варьировать. Тем не менее настоящая система консервирования, где сперматозоиды заключены в биополимерные частицы согласно настоящему изобретению, обеспечивает более длительный срок хранения после осеменения по сравнению со сперматозоидами, которыми осеменяют, после общепринятых способов хранения после сбора спермы. В соответствии с одним из примеров изобретения свиные сперматозоиды сохраняют отличную оплодотворяющую способность в течение более чем 12 часов после осеменения, более предпочтительно более чем 24 часов после осеменения. Согласно еще одному другому примеру изобретения бычьи сперматозоиды сохраняют отличную оплодотворяющую способность в течение более чем 12 часов после осеменения, более предпочтительно более чем 24 часов после осеменения.The term "shelf life", as used here, means the time during which the sperm retain fertility, both in terms of storage in vitro before insemination, and in vivo after insemination in the recipient animal. The specific shelf life of spermatozoa of different origin may vary. However, the present preservation system, where the spermatozoa are encapsulated in biopolymer particles according to the present invention, provides a longer shelf life after insemination compared to the inseminated sperm after conventional storage methods after sperm collection. In accordance with one example of the invention, the porcine sperm retain excellent fertility for more than 12 hours after insemination, more preferably more than 24 hours after insemination. According to yet another example of the invention, bovine spermatozoa retain excellent fertilization ability for more than 12 hours after insemination, more preferably more than 24 hours after insemination.

Термин "разведение", как используют здесь, означает любой способ, используемый для достижения беременности у самки животного. Не ограничивающий перечень таких способов включает ЭКО, искусственное осеменение и ВЦИС. Кроме того, разведение охватывает как разведение в отношении получения животных, обладающих особенно желательными характеристиками, так и в отношении коммерческой продукции.The term "breeding", as used here, means any method used to achieve pregnancy in a female animal. A non-limiting list of such methods includes IVF, artificial insemination and VTsIS. In addition, breeding encompasses both breeding in relation to obtaining animals with particularly desirable characteristics, and in relation to commercial products.

Термин "сперматозоиды", как используют здесь, включает сперматозоиды как таковые, а также сперматозоиды, содержащиеся в семенной жидкости, то есть сперму можно использовать непосредственно при образовании биополимеров согласно настоящему изобретению. Однако также сперматозоиды, выделенные из семенной жидкости, возможно, содержащиеся в других пригодных растворах для хранения, можно использовать для образования биополимерных частиц согласно настоящему изобретению.The term "sperm", as used here, includes sperm as such, as well as sperm contained in seminal fluid, that is, sperm can be used directly in the formation of biopolymers according to the present invention. However, sperm isolated from seminal fluid, possibly contained in other suitable storage solutions, can also be used to form biopolymer particles according to the present invention.

Термин "семенной контейнер", как используют здесь, включает все виды упаковок, пригодных для содержания и хранения сперматозоидов.The term "seed container", as used here, includes all types of packages suitable for containing and storing sperm.

Предшествующие способы инкапсуляции, раскрытые на предшествующем уровне техники и такие, как обсуждено выше, являются трудоемкими, и методы иммобилизации обычно содержат несколько стадий. Однако препарат биополимерных частиц согласно настоящему изобретению можно готовить в одностадийной методике. Точнее, частицы альгината кальция, содержащие сперматозоиды, легко образуются при минимальной физиологической и химической нагрузке на иммобилизованные клетки. Могут быть получены альгинатные частицы различных размеров и форм и с варьирующими типами альгината, концентрациями альгината и концентрациями иммобилизованных сперматозоидов.The prior encapsulation methods disclosed in the prior art and such as discussed above are labor intensive, and immobilization methods typically comprise several stages. However, the preparation of biopolymer particles according to the present invention can be prepared in a one-step method. More precisely, calcium alginate particles containing spermatozoa are easily formed with minimal physiological and chemical stress on immobilized cells. Alginate particles of various sizes and shapes and with varying types of alginate, alginate concentrations and immobilized sperm concentrations can be obtained.

С целью заключения сперматозоидов согласно настоящему изобретению использование альгината в качестве биополимерного материала особенно пригодно вследствие того факта, что i) можно образовать гели в мягких условиях, ii) альгинат нетоксичен по отношению как к сперматозоидам, так и к животному-реципиенту, и iii) альгинат растворяется в физиологических условиях и, следовательно, способен высвобождать сперматозоиды внутри матки или шейки матки.For the purpose of concluding spermatozoa according to the present invention, the use of alginate as a biopolymer material is particularly suitable due to the fact that i) gels can be formed under mild conditions, ii) alginate is non-toxic to both spermatozoa and the recipient animal, and iii) alginate dissolves under physiological conditions and, therefore, is able to release sperm inside the uterus or cervix.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения альгинатные частицы получают путем добавления раствора, содержащего альгинат и сперматозоиды, по каплям в гелеобразующий раствор, приводящего в результате к образованию альгинатных гранул с заключенными в них сперматозоидами.According to one aspect of the present invention, alginate particles are prepared by adding a solution containing alginate and spermatozoa dropwise to a gel-forming solution, resulting in the formation of alginate granules with spermatozoa enclosed therein.

Получение альгинатных гранул известно специалистам в данной области техники, например, как раскрыто в Smidsrad, O. and Skjak-Brak, G. (1990) Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in Biotechnology 8, 71-78, и в US 6497902.The preparation of alginate granules is known to those skilled in the art, for example, as disclosed in Smidsrad, O. and Skjak-Brak, G. (1990) Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in Biotechnology 8, 71-78, and in US 6,497,902.

Различные гелевые растворы можно применять для образования биополимерных частиц, таких как альгинатные гранулы. Различные растворы, которые пригодны для образования различных биополимерных частиц, находятся в пределах знаний специалистов в данной области техники. Согласно настоящему изобретению двухвалентные ионы (здесь также названы гелеобразующими ионами), такие как кальций и барий, можно использовать для образования альгинатных частиц, например, для достижения гелеобразования альгината. Альгинаты образуют гели в присутствии многих двухвалентных ионов и многовалентных ионов. Применение ионов кальция приводит в результате к быстрому гелеобразованию и относительно прочным частицам. С другой стороны, использование ионов бария приводит в результате даже к более прочным частицам, которые более стабильны в физиологических условиях. Должно быть понятно, что тип и количество гелеобразующего иона, которые следует использовать для образования биополимерных частиц согласно настоящему изобретению, могут варьировать в соответствии, среди прочего, с желаемой прочностью образованного геля, типом и концентрацией используемого альгината, содержанием гулуроновой кислоты и длиной G-блока альгината, типом и источником используемых сперматозоидов, типом дополнительных агентов, которые нужно включать в частицы (таких как антибиотики, разбавители, антиоксиданты и т.д.), и что такие модификации находятся в пределах объема настоящего изобретения. Основываясь на предшествующем уровне техники и на руководстве настоящего описания, специалист в данной области техники должен идентифицировать и определить без лишней нагрузки различные соединения, которые могут быть совместно заключены со сперматозоидами в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению.Various gel solutions can be used to form biopolymer particles, such as alginate granules. Various solutions that are suitable for the formation of various biopolymer particles are within the knowledge of those skilled in the art. According to the present invention, divalent ions (also referred to as gelling ions), such as calcium and barium, can be used to form alginate particles, for example, to achieve gelling of alginate. Alginates form gels in the presence of many divalent ions and multivalent ions. The use of calcium ions results in rapid gelation and relatively strong particles. On the other hand, the use of barium ions results in even stronger particles that are more stable under physiological conditions. It should be understood that the type and amount of gelling ion to be used to form biopolymer particles according to the present invention can vary, inter alia, with the desired gel strength, type and concentration of the alginate used, guluronic acid content and G-block length alginate, the type and source of sperm used, the type of additional agents that need to be included in the particles (such as antibiotics, diluents, antioxidants, etc.), and so e modifications are within the scope of the present invention. Based on the prior art and on the guidance of the present description, one skilled in the art should identify and determine, without undue stress, various compounds that can be co-contained with sperm in biopolymer particles according to the present invention.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения ионы кальция и ионы натрия используют для образования биополимерных частиц. Таким образом, путем варьирования концентрации альгината и степени сшивания можно получить частицы с различными характеристиками высвобождения сперматозоидов и те, которые, например, адаптированы к конкретному виду животных или к конкретным условиям овуляции у различных животных.According to one aspect of the present invention, calcium ions and sodium ions are used to form biopolymer particles. Thus, by varying the concentration of alginate and the degree of crosslinking, it is possible to obtain particles with different characteristics of sperm release and those that, for example, are adapted to a particular animal species or to specific ovulation conditions in various animals.

Кроме того, концентрация альгината влияет на механические характеристики биополимерных частиц и, следовательно, также на характеристики растворения частиц. Концентрация альгината может, таким образом, варьировать в зависимости от характеристик растворения, необходимых в каждом случае в зависимости, например, от животного-реципиента. Специалист в данной области техники, основываясь на общих знаниях и основываясь на приведенном здесь руководстве и без лишней нагрузки, определит различные применимые концентрации G-богатого альгината для использования при получении биополимерных частиц согласно настоящему изобретению. Согласно одному аспекту изобретения концентрация альгината в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению находится между по меньшей мере 0,1 и 6%.In addition, the concentration of alginate affects the mechanical characteristics of biopolymer particles and, therefore, also the characteristics of the dissolution of particles. The concentration of alginate may thus vary depending on the dissolution characteristics required in each case depending on, for example, the recipient animal. A person skilled in the art, based on general knowledge and based on the guidance provided here and without undue burden, will determine the various applicable concentrations of G-rich alginate for use in the preparation of the biopolymer particles of the present invention. According to one aspect of the invention, the concentration of alginate in the biopolymer particles according to the present invention is between at least 0.1 and 6%.

Концентрация сперматозоидов, заключенных в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению, может варьировать в зависимости, например, от типа/источника сперматозоидов, породы, животного-реципиента, методик или системы осеменения, методик или системы оплодотворения, присутствия других агентов, включенных в частицы (антибиотиков, антиоксидантов, разбавителей, белков и т.д.). В принципе, не существует нижнего предела концентрации сперматозоидов, и эта концентрация может варьировать в зависимости, например, от способа оплодотворения, происхождения сперматозоидов, животного-реципиента, характеристик растворения биополимерных частиц и т.д. При руководстве настоящего описания и общих знаниях специалист в данной области техники должен без лишней нагрузки экспериментирования определять пригодную концентрацию сперматозоидов, которую нужно использовать в каждом случае на основании желаемого способа оплодотворения, происхождения сперматозоидов, животного-реципиента и т.д. Следует принять во внимание, что при применении ВЦИС в качестве желаемого способа оплодотворения можно использовать более низкие количества сперматозоидов по сравнению, например, с искусственным осеменением.The concentration of sperm contained in the biopolymer particles according to the present invention may vary, for example, depending on the type / source of sperm, breed, recipient animal, insemination techniques or system, fertilization techniques or system, the presence of other agents included in the particles (antibiotics, antioxidants, diluents, proteins, etc.). In principle, there is no lower limit for the concentration of sperm, and this concentration may vary depending, for example, on the method of fertilization, the origin of the sperm, the recipient animal, the dissolution characteristics of biopolymer particles, etc. With the guidance of the present description and general knowledge, a person skilled in the art should, without undue burden of experimentation, determine a suitable sperm concentration, which should be used in each case based on the desired method of fertilization, the origin of the sperm, the recipient animal, etc. It should be borne in mind that when using VTsIS, lower sperm counts can be used as the desired method of fertilization compared to, for example, artificial insemination.

Согласно одному аспекту изобретения концентрация сперматозоидов, таким образом, составляет по меньшей мере 0,1×106 сперматозоидов/мл.According to one aspect of the invention, the sperm concentration is thus at least 0.1 x 10 6 sperm / ml.

Открытия настоящего изобретения показывают, что для некоторых животных выживаемость сперматозоидов в высокой степени повышена при повышении концентрации сперматозоидов. Следовательно, в соответствии с одним примером настоящего изобретения по меньшей мере 2,5 х 109 свиных сперматозоидов/мл заключают в биополимерную частицу (см. фиг.4). Однако 100×106 свиных сперматозоидов/мл также приводят в результате к беременностям у самок животных. Для бычьих сперматозоидов применим такой же диапазон концентрации, как для свиных сперматозоидов.The discoveries of the present invention show that for some animals, sperm survival is highly enhanced with increasing sperm concentration. Therefore, in accordance with one example of the present invention, at least 2.5 x 10 9 porcine sperm / ml enclose in a biopolymer particle (see figure 4). However, 100 × 10 6 pork sperm / ml also result in pregnancies in female animals. For bovine spermatozoa, the same concentration range is applicable as for porcine sperm.

Концентрацию сперматозоидов в биополимерных частицах можно, кроме того, модифицировать путем изменения количества сперматозоидов относительно количества альгината перед гелеобразованием, либо путем концентрирования или разведения раствора сперматозоидов перед смешиванием раствора альгината и раствора, содержащего сперматозоиды. Однако, поскольку модификация количества сперматозоидов, в конечном счете, приводит к модификации концентрации альгината в полученных частицах, концентрация альгината в исходном растворе альгината должна быть отрегулирована, если концентрацию альгината в биополимерных частицах следует сохранить. Вследствие высокой вязкости альгината в растворе на практике может быть затруднительно использование раствора альгината более чем с 4-6% альгината. Таким образом, согласно одному аспекту изобретения биополимерные частицы состоят из альгината с низкой вязкостью.The sperm concentration in biopolymer particles can also be modified by changing the sperm count relative to the amount of alginate before gelation, or by concentrating or diluting the sperm solution before mixing the alginate solution and the sperm containing solution. However, since the modification of the sperm count ultimately leads to the modification of the concentration of alginate in the obtained particles, the concentration of alginate in the initial solution of alginate must be adjusted if the concentration of alginate in the biopolymer particles should be maintained. Due to the high viscosity of alginate in solution, in practice it may be difficult to use an alginate solution with more than 4-6% alginate. Thus, in one aspect of the invention, the biopolymer particles are composed of low viscosity alginate.

Кроме того, сперматозоиды, заключенные в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению, некоторым образом изолированы от окружающей среды и не высвобождаются до тех пор, пока сетка геля альгината кальция на растворится. Кроме того, сетка геля альгината кальция растворяется медленно в физиологических условиях, что вызывает медленно высвобождение сперматозоидов из матрикса иммобилизации. За счет этого эффекта сперматозоиды с оплодотворяющей способностью могут присутствовать в течение более длительных периодов времени. Скорости растворения можно контролировать, используя различные типы покрытий на матриксе иммобилизации. Различные полезные покрытия известны, включая, но не ограничиваясь ими, полилизин, хитозан, сульфат целлюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозу или полидиаллилдиметиламмония хлорид.In addition, the sperm contained in the biopolymer particles of the present invention are somewhat isolated from the environment and are not released until the calcium alginate gel network dissolves. In addition, the calcium alginate gel network dissolves slowly under physiological conditions, which causes the slow release of sperm from the immobilization matrix. Due to this effect, sperm with a fertilizing ability may be present for longer periods of time. Dissolution rates can be controlled using various types of coatings on the immobilization matrix. Various useful coatings are known, including, but not limited to, polylysine, chitosan, cellulose sulfate, hydroxypropyl methyl cellulose or polydiallyldimethylammonium chloride.

Для дальнейшего улучшения качества сперматозоидов сперматозоиды можно совместно заключать с различными растворами, важными для выживаемости и жизнеспособности сперматозоидов. Согласно одному воплощению изобретения в биополимерную частицу по настоящему изобретению включают разбавитель.To further improve sperm quality, sperm can be combined with various solutions that are important for sperm survival and viability. According to one embodiment of the invention, a diluent is included in the biopolymer particle of the present invention.

Разбавители для сперматозоидов обычно используют для нескольких целей:Sperm thinners are commonly used for several purposes:

- для увеличения объема- to increase the volume

- для стандартизации числа спермы в дозе ИО- to standardize the number of sperm in a dose of AI

- для получения буферной емкости- to obtain a buffer capacity

- для обеспечения физиологической окружающей среды в отношении осмомолярности- to provide a physiological environment in relation to osmolarity

- для поддержания питания клеток спермы- to maintain sperm cell nutrition

- для контроля микробиологического заражения (антибиотики), либо в случае криоконсервации- to control microbiological infection (antibiotics), or in the case of cryopreservation

- для защиты клеток спермы от повреждений при замораживании и оттаивании.- to protect sperm cells from damage during freezing and thawing.

В пределах знаний специалистов в данной области техники находится выбор соответствующего разбавителя, который можно использовать в биополимерных частицах согласно настоящему изобретению, основываясь, например, на типе (происхождении) сперматозоидов, виде, способе консервирования, температуре хранения, способе осеменения, зоосанитарных требованиях и международном законодательстве. Молочные разбавители и Трис являются только немногими не ограничивающими примерами разбавителей среди огромного числа применимых, имеющихся в продаже разбавителей для сперматозоидов. Другими полезными разбавителями являются разбавители, описанные в Aalbers, JG, Rademaker, JHM, Grooten, HJG and Johnson, LA, 1983: Fecundity of boar semen stored in BTS, Kiev, Zorlesco, и Modena extenders under field conditions. J. Anim. Sci. 75 (Suppl. 1), 314-315, и Aalbers, JG, Johnson, LA, Rademaker, JHM and Grooten, HJG, 1984: Use of boar spermatozoa for Al: fertility and morphology of semen diluted in BTS and used for insemination within 24 hrs or 25 to 48 hrs after collection. Proc. 10th Int Congr. Anim. Reprod and Artif. Insemin. Urbana IL, Vol II, No 180, pp 1-3, обычно известный как BTS. BTS имеется в продаже от Minitub i Tyskland (Minitub Abfull und Labortechnik GmbH & Co.KG, Hauptstrasse 41, DE-84184 Тиефенбач, Германия).It is within the knowledge of those skilled in the art to select an appropriate diluent that can be used in biopolymer particles according to the present invention, based, for example, on the type (origin) of spermatozoa, type, method of preservation, storage temperature, method of insemination, zoosanitary requirements and international law . Dairy diluents and Tris are just a few non-limiting examples of diluents among the wide variety of applicable commercially available sperm diluents. Other useful diluents are those described by Aalbers, JG, Rademaker, JHM, Grooten, HJG and Johnson, LA, 1983: Fecundity of boar semen stored in BTS, Kiev, Zorlesco, and Modena extenders under field conditions. J. Anim. Sci. 75 (Suppl. 1), 314-315, and Aalbers, JG, Johnson, LA, Rademaker, JHM and Grooten, HJG, 1984: Use of boar spermatozoa for Al: fertility and morphology of semen diluted in BTS and used for insemination within 24 hrs or 25 to 48 hrs after collection. Proc. 10th Int Congr. Anim. Reprod and Artif. Insemin. Urbana IL, Vol II, No. 180, pp 1-3, commonly known as BTS. BTS is commercially available from Minitub i Tyskland (Minitub Abfull und Labortechnik GmbH & Co.KG, Hauptstrasse 41, DE-84184 Tiefenbach, Germany).

Еще одним другим полезным разбавителем является разбавитель Tri X-Cell™, имеющийся в продаже от IMV (Instrument de Medecine Veterinaire, 10, rue Georges Clemenceau, B.P. 81, FR-61302 L'AIGLE Cedex, Франция).Another useful diluent is the Tri X-Cell ™ diluent commercially available from IMV (Instrument de Medecine Veterinaire, 10, rue Georges Clemenceau, B.P. 81, FR-61302 L'AIGLE Cedex, France).

Различные разбавители различаются по составу, pH, буферной емкости, осмомолярности и антибиотикам. Многие опубликованы, тогда как другие являются коммерческой тайной. Простейшие разбавители состоят только из различных растворов сахаров, как, например, лактозы и глюкозы. На основе общих знаний специалистов в данной области техники в области консервирования спермы должно быть понятно, что различные разбавители можно использовать согласно настоящему изобретению. Типы разбавителей, используемых согласно настоящему изобретению, могут варьировать в зависимости от происхождения спермы, типа используемого полимера, способа консервирования, температуры хранения и т.д. В пределах знаний специалистов в данной области техники находится определение и выбор типа и подходящего количества используемого разбавителя без отклонения от объема изобретения, раскрытого в описании и вложенной формуле изобретения.Different diluents vary in composition, pH, buffer capacity, osmolarity and antibiotics. Many are published, while others are trade secrets. The simplest diluents consist only of various solutions of sugars, such as, for example, lactose and glucose. Based on the general knowledge of those skilled in the art in the field of sperm preservation, it should be understood that various diluents can be used according to the present invention. The types of diluents used according to the present invention may vary depending on the origin of the sperm, the type of polymer used, the preservation method, storage temperature, etc. It is within the knowledge of those skilled in the art to determine and select the type and suitable amount of diluent used without deviating from the scope of the invention disclosed in the description and the attached claims.

Согласно настоящему изобретению могут быть образованы биополимерные частицы различных размеров в соответствии со способами, известными на предшествующем уровне техники. Какой размер является пригодным, зависит от различных факторов, таких как источник сперматозоидов, тип и размер используемого устройства для оплодотворения, размер и форма используемого семенного контейнера и т.д. Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению могут быть образованы диаметром, пригодным для всех методов осеменения предшествующего уровня техники для обеспечения легкости манипуляций, обращения, транспортировки и консервирования.According to the present invention, biopolymer particles of various sizes can be formed in accordance with methods known in the prior art. Which size is suitable depends on various factors, such as the source of sperm, the type and size of the fertilization device used, the size and shape of the seed container used, etc. The biopolymer particles according to the present invention can be formed by a diameter suitable for all prior art insemination methods to ensure ease of handling, handling, transportation and preservation.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения биополимерные частицы образуют внутри контейнера, такого как, например, трубка для осеменения, в результате чего получают частицы, отлично приспособленные к размеру контейнера. Таким образом, в случае образования биополимерных частиц внутри контейнера может не быть необходимости в каком-либо растворе для хранения.According to yet another aspect of the invention, biopolymer particles are formed inside a container, such as, for example, an insemination tube, resulting in particles perfectly adapted to the size of the container. Thus, in the case of the formation of biopolymer particles inside the container, there may not be a need for any storage solution.

Согласно одному аспекту изобретения биополимерные частицы содержат сперматозоиды, собранные от крупного рогатого скота. Согласно еще одному другому аспекту изобретения настоящие биополимерные частицы содержат сперматозоиды, собранные от свиней.In one aspect of the invention, the biopolymer particles comprise sperm collected from cattle. According to yet another aspect of the invention, the present biopolymer particles comprise sperm collected from pigs.

Хотя настоящее изобретение проиллюстрировано альгинатными частицами, содержащими сперматозоиды, собранные от крупного рогатого скота и свиней, соответственно, в биополимерные частицы можно также заключать сперматозоиды от других видов животных. Без ограничения в биополимерные частицы можно также заключать сперматозоиды, собранные, например, от лошадей, овец, коз, кроликов, домашней птицы, домашних питомцев, таких как породистые собаки, водных животных и различных вымирающих видов.Although the present invention is illustrated with alginate particles containing spermatozoa collected from cattle and pigs, respectively, sperm from other animal species can also be enclosed in biopolymer particles. Without limitation, spermatozoa collected, for example, from horses, sheep, goats, rabbits, poultry, pets such as thoroughbred dogs, aquatic animals and various endangered species can also be enclosed in biopolymer particles.

Кроме того, нигде не встречаются указания на то, что настоящие биополимерные частицы не могут быть полезны при консервировании человеческих сперматозоидов, и, следовательно, полезны при лечении бесплодия. Таким образом, должно быть понятно, что термин "животное", как его используют здесь, также охватывает людей.In addition, there are no indications that true biopolymer particles cannot be useful in preserving human sperm, and therefore are useful in the treatment of infertility. Thus, it should be understood that the term “animal,” as used herein, also encompasses humans.

Кроме того, методы консервирования сперматозоидов также широко требуются в рыбоводческом производстве. Таким образом, сперматозоиды, имеющие происхождение от водных животных, также можно заключать в биополимерные частицы согласно настоящему изобретению, и, следовательно, они также охвачены термином "животное", как используют здесь.In addition, sperm preservation methods are also widely required in fish farming. Thus, spermatozoa derived from aquatic animals can also be enclosed in biopolymer particles according to the present invention, and therefore they are also encompassed by the term “animal” as used herein.

Иммобилизацию сперматозоидов в сетке биополимерного геля можно также применять для создания микроокружения, которое благоприятно для хранения сперматозоидов даже внутри половых органов самки. Это можно осуществить с дополнительными растворами для совместного заключения, которые благоприятны по отношению к сперматозоидам, степени оплодотворения, здоровью животного и т.д. Например, не ограничивающими примерами веществ, которые повышают жизнеспособность во время хранения, являются антиоксиданты или белки, гормоны и т.д. Сперматозоиды могут быть также совместно заключены с другими агентами или соединениями, которые благоприятны в свете оплодотворяющей способности или здоровья животного. Такие агенты или соединения могут представлять собой, например, антибиотики, такие как, например, стрептомицин, неомицин, гентамицин, пенициллин, линкомицин, спектиномицин, амоксициллин, тилозин и т.д., которые можно применять для контроля или предупреждения венерических заболеваний, криопротекторы, антитела, гормоны или соединения, повышающие репродуктивную эффективность, например, такие как соединения, известные из US 5972592.Sperm immobilization in a biopolymer gel network can also be used to create a microenvironment that is favorable for storing sperm even inside the female genital organs. This can be done with additional solutions for joint conclusion, which are favorable in relation to sperm, the degree of fertilization, animal health, etc. For example, non-limiting examples of substances that increase viability during storage are antioxidants or proteins, hormones, etc. Sperm can also be co-concluded with other agents or compounds that are favorable in light of the fertilizing ability or health of the animal. Such agents or compounds can be, for example, antibiotics, such as, for example, streptomycin, neomycin, gentamicin, penicillin, lincomycin, spectinomycin, amoxicillin, tylosin, etc., which can be used to control or prevent sexually transmitted diseases, cryoprotectants, antibodies, hormones or compounds that increase reproductive efficiency, for example, such as compounds known from US 5972592.

Таким образом, согласно еще одному другому аспекту изобретения биополимерные частицы содержат в дополнение к сперматозоидам соединения, которые благоприятны по отношению к оплодотворяющей способности или здоровью животного, такие как, например, антиоксиданты, антибиотики, антитела, гормоны или агенты, повышающие репродуктивную эффективность, либо их комбинации. Согласно одному предпочтительному воплощению настоящего изобретения биополимерные частицы содержат антиоксиданты, например, такие как пируват.Thus, according to yet another aspect of the invention, biopolymer particles contain, in addition to spermatozoa, compounds that are favorable to the fertility or health of the animal, such as, for example, antioxidants, antibiotics, antibodies, hormones or agents that increase reproductive efficiency, or combinations. According to one preferred embodiment of the present invention, the biopolymer particles comprise antioxidants, for example, such as pyruvate.

Биополимерные частицы согласно настоящему изобретению, возможно, можно хранить в хорошо известных растворах для хранения сперматозоидов, таких как, например, молочные разбавители, ФСБ (фосфатно-солевой буферный раствор), BTS, Tri X-Cell™, ЭДТА разбавители, разбавители Kiev, Modena, MR-A, Androhep, Acromax, Triladyl®, Biladyl®, Bioxcell, Biociphos plus и т.д., содержащие или не содержащие антиоксиданты, такие как, например, пируват, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (обычно сокращенный как Tempo), 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (обычно сокращенный как Tempol), супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, бутилированный окситолуол (обычно сокращенный как BHT), бутилированный гидроксианизол (обычно сокращенный как BHA). Выбор раствора для хранения не является критическим, насколько этот раствор хранения не содержит соединений, которые могут отрицательно влиять на характеристики биополимерных частиц. Например, в случае альгинатных частиц раствор для хранения не должен содержать слишком большие количества хелатирующих агентов, приводящих в результате к удалению двухвалентных ионов и, следовательно, растворению геля.The biopolymer particles of the present invention may possibly be stored in well-known sperm storage solutions, such as, for example, milk diluents, PBS (phosphate buffered saline), BTS, Tri X-Cell ™, EDTA diluents, Kiev, Modena diluents , MR-A, Androhep, Acromax, Triladyl®, Biladyl®, Bioxcell, Biociphos plus, etc., containing or not containing antioxidants, such as, for example, pyruvate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1- oxyl (usually abbreviated as Tempo), 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (usually abbreviated as Tempol), superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, butylated oxytoluene (usually abbreviated as BHT), butylated hydroxyanisole (usually abbreviated as BHA). The choice of storage solution is not critical as far as this storage solution does not contain compounds that can adversely affect the characteristics of biopolymer particles. For example, in the case of alginate particles, the storage solution should not contain too large amounts of chelating agents, resulting in the removal of divalent ions and, therefore, the dissolution of the gel.

В процессе хранения доля биополимерных частиц относительно раствора для хранения может варьировать в зависимости от типа и концентрации G-богатого альгината, источника сперматозоидов, используемого способа оплодотворения и т.д. В соответствии с примерами настоящего изобретения отношение раствора для хранения к биополимерным частицам составляет по меньшей мере 1:1, как, например, по меньшей мере 1:2, по меньшей мере 1:3, по меньшей мере 1:4, по меньшей мере 1:5, по меньшей мере 1:6, по меньшей мере 1:7, по меньшей мере 1:8, по меньшей мере 1:9 или по меньшей мере 1:10. Согласно настоящему изобретению можно использовать отношение раствора для хранения к биополимерным частицам вплоть до по меньшей мере 1:100.During storage, the proportion of biopolymer particles relative to the storage solution may vary depending on the type and concentration of G-rich alginate, sperm source, the method of fertilization used, etc. In accordance with the examples of the present invention, the ratio of the storage solution to the biopolymer particles is at least 1: 1, such as at least 1: 2, at least 1: 3, at least 1: 4, at least 1 : 5, at least 1: 6, at least 1: 7, at least 1: 8, at least 1: 9, or at least 1:10. According to the present invention, a ratio of storage solution to biopolymer particles of up to at least 1: 100 can be used.

Кроме того, биополимерные частицы согласно настоящему изобретению можно, возможно, хранить как при температуре окружающей среды, например, при 18°C или 20°C при физиологической температуре (37°C), так и в условиях охлаждения, например, при 5°C. Кроме того, биополимерные частицы можно дополнительно обрабатывать путем дегидратации, криоконсервации или лиофилизации. Тогда в случае криоконсервации биополимерные частицы оттаивают перед осеменением.In addition, the biopolymer particles according to the present invention can possibly be stored both at ambient temperature, for example, at 18 ° C or 20 ° C at physiological temperature (37 ° C), and under cooling conditions, for example, at 5 ° C . In addition, biopolymer particles can be further processed by dehydration, cryopreservation or lyophilization. Then, in the case of cryopreservation, the biopolymer particles are thawed before insemination.

Сперматозоиды, которые обычно представлены в жидкости, можно хранить в течение длительного периода времени при заключении в биополимерную частицу согласно настоящему изобретению. Согласно другому воплощению изобретения биополимерные частицы используют непосредственно для осеменения животного-реципиента. Возможно, биополимерные частицы можно растворять для высвобождения сперматозоидов перед осеменением. Однако биополимерные частицы можно также, согласно еще одному другому воплощению, использовать вместе и в комбинации со свободными сперматозоидами.Sperm, which are usually present in a liquid, can be stored for a long period of time when enclosed in a biopolymer particle according to the present invention. According to another embodiment of the invention, the biopolymer particles are used directly to inseminate the recipient animal. Perhaps biopolymer particles can be dissolved to release sperm before insemination. However, the biopolymer particles can also, according to yet another embodiment, be used together and in combination with free sperm.

Хотя данное изобретение описано в связи с его конкретными воплощениями, должно быть понятно, что оно способно к дальнейшим модификациям. Подразумевают, что данная заявка охватывает любые вариации, применения или приспособления изобретения, в целом следуя принципам изобретения и включая такие отклонения от настоящего описания, которые приходят из известной и общепринятой практики в области техники, к которой принадлежит изобретение, и которые можно применить к существенным признакам, раскрытым выше, и в соответствии с объемом вложенной формулы изобретения.Although the invention has been described in connection with its specific embodiments, it should be understood that it is capable of further modifications. It is intended that this application cover any variations, uses, or adaptations of the invention, generally following the principles of the invention and including those deviations from the present description that come from well-known and accepted practice in the field of technology to which the invention belongs, and which can be applied to the essential features disclosed above, and in accordance with the scope of the attached claims.

Приведенное выше описание различных аспектов настоящего изобретения выявляет общую природу изобретения, и специалист в данной области техники путем применения общих знаний в области искусственного осеменения и технологии разведения (включая содержание цитируемых здесь ссылок) легко модифицирует и/или адаптирует настоящие биополимерные частицы и их получение и использование для различных применений без ненужного экспериментирования, не отклоняясь от общей концепции настоящего изобретения и объема вложенной формулы изобретения. Следовательно, подразумевают, что такие адаптации или модификации находятся в пределах значения ряда эквивалентов раскрытых воплощений, основанных на положениях и руководствах, приведенных здесь. Должно быть понятно, что используемая здесь терминология предназначена для целей описания и не для ограничения. Таким образом, терминологию настоящей заявки специалист в данной области техники должен интерпретировать в свете положений и руководств, представленных здесь, в сочетании со знаниями специалистов в данной области техники.The above description of various aspects of the present invention reveals the general nature of the invention, and one skilled in the art, by applying general knowledge in the field of artificial insemination and breeding technology (including the contents of the references cited here), easily modifies and / or adapts the present biopolymer particles and their preparation and use for various applications without unnecessary experimentation, without deviating from the general concept of the present invention and the scope of the attached claims. Therefore, it is understood that such adaptations or modifications are within the meaning of a number of equivalents of the disclosed embodiments, based on the provisions and guidelines provided herein. It should be understood that the terminology used here is for description purposes and not limitation. Thus, the terminology of the present application should be interpreted by a person skilled in the art in light of the provisions and guidelines presented herein, in combination with the knowledge of those skilled in the art.

Приведенные ниже не ограничивающие примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение.The following non-limiting examples further illustrate the present invention.

ПримерыExamples

Пример 1 Иммобилизация сперматозоидов в альгинатеExample 1 Immobilization of sperm in alginate

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫMATERIALS AND METHODS

МатериалыMaterials

Использовали следующие химические вещества: CaCl2.H2O, K2HPO4, NaH2PO4, NaCl и цитрат натрия от Riedel de Наën (Зеельце, Германия); моногидрат глюкозы от Norsk Medisinaldepot (Осло, Норвегия); альгинат натрия (PROTANAL LF 10/60), поставляемый FMC Biopolymer A/S (Драммен, Норвегия).The following chemicals were used: CaCl 2 .H 2 O, K 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , NaCl and sodium citrate from Riedel de Naën (Seelze, Germany); glucose monohydrate from Norsk Medisinaldepot (Oslo, Norway); sodium alginate (PROTANAL LF 10/60), supplied by FMC Biopolymer A / S (Drammen, Norway).

Источник сперматозоидовSperm source

Бычьи сперматозоиды собирали в животноводческом комплексе Geno при Hallsteingard при г.Тронхейм, Норвегия. Сперматозоиды хряка собирали в животноводческом комплексе Norsvin при Хамаре, Норвегия. Бычьи сперматозоиды разводили 1+2 в молочном разбавителе спустя короткое время после эякуляции. Сперматозоиды хряка разводили 1+4 в TRI X-CELL™ (IMV Technologies, L'Aigle Cedex, Франция). Ни данное разбавление, ни выбор буферов для разведения не является критическим для методики иммобилизации или для долговременного выживания сперматозоидов после иммобилизации, но исключительно проводится для облегчения хранения до тех пор, пока сперматозоиды можно обрабатывать далее.Bull sperm were collected in the Geno livestock complex at Hallsteingard in Trondheim, Norway. Boar sperm were harvested at the Norsvin livestock complex at Hamar, Norway. Bull sperm were diluted 1 + 2 in a milk diluent shortly after ejaculation. Boar sperm were bred 1 + 4 in TRI X-CELL ™ (IMV Technologies, L'Aigle Cedex, France). Neither this dilution, nor the choice of dilution buffers is critical for the immobilization technique or for the long-term survival of the sperm after immobilization, but is exclusively done to facilitate storage until the sperm can be processed further.

Буферные растворыBuffer solutions

Использовали приведенные ниже культуральные среды. Модифицированная IVT: 3 г/л глюкозы, 20 г/л цитрата натрия, 2,1 г/л NaHCO3,1,16 г/л NaCl, 3 г/л ЭДТА, pH 7,35. BTS (с 3 мМ Ca): 37 г/л глюкозы, 0,44 г/л CaCl2, 4,5 г/л цитрата натрия, 1,25 г/л NaHCO3, 1,25 г/л ЭДТА, 0,74 г/л KCl, 1 г/л неомицина, pH 7,2. Гелеобразующий раствор для гранул: 7,3 г/л CaCl2, 5,96 г/л NaCl. Молочный разбавитель: 110 г/л обезжиренного молока Molico, 120 мл/л яичного желтка, 6,25 г/л стрептомицина, 1,5 млн. I.E./л пенициллина.The following culture media were used. Modified IVT: 3 g / L glucose, 20 g / L sodium citrate, 2.1 g / L NaHCO 3 , 1.16 g / L NaCl, 3 g / L EDTA, pH 7.35. BTS (with 3 mM Ca): 37 g / L glucose, 0.44 g / L CaCl 2 , 4.5 g / L sodium citrate, 1.25 g / L NaHCO 3 , 1.25 g / L EDTA, 0 , 74 g / l KCl, 1 g / l neomycin, pH 7.2. Gelling solution for granules: 7.3 g / l CaCl 2 , 5.96 g / l NaCl. Milk diluent: 110 g / l skim milk Molico, 120 ml / l egg yolk, 6.25 g / l streptomycin, 1.5 million IE / l penicillin.

Иммобилизация клетокCell immobilization

Клетки сперматозоидов собирали в животноводческих комплексах Geno или Norsvin и разводили, как описано выше. Перед иммобилизацией сперматозоиды концентрировали центрифугированием (800 г, 20 мин, 20°C). Количество надосадочной жидкости, которое нужно удалять в каждой партии, зависит от желаемой концентрации сперматозоидов в готовых гранулах. После удаления избытка надосадочной жидкости клеточный осадок осторожно ресуспендируют путем мягкого перемешивания. Затем клеточную суспензию осторожно смешивают со стерильным 6% (мас./об) раствором альгината натрия. Альгинатный раствор добавляют в объемном отношении 2 части клеточной суспензии на 1 часть альгинатного раствора (Исследовано большое число различных комбинаций концентрации альгината, объемных отношений альгинатного раствора и клеточной суспензии. Типичные значения и методики приведены здесь).Sperm cells were harvested in Geno or Norsvin livestock complexes and bred as described above. Before immobilization, sperm cells were concentrated by centrifugation (800 g, 20 min, 20 ° C). The amount of supernatant that needs to be removed in each batch depends on the desired sperm concentration in the finished granules. After removing the excess supernatant, the cell pellet is carefully resuspended by gentle agitation. Then the cell suspension is carefully mixed with a sterile 6% (w / v) sodium alginate solution. The alginate solution is added in a volume ratio of 2 parts of the cell suspension to 1 part of the alginate solution (A large number of different combinations of the concentration of alginate, volume ratios of alginate solution and cell suspension have been studied. Typical values and methods are given here).

Смесь альгината и клеток добавляют по каплям к гелеобразующему раствору для гранул (см. выше). В целях получения гранул с диаметром 3 мм раствор добавляют через наконечники шприца с внутренним диаметром 0,5 мм. В целях получения гранул с меньшими диаметрами (вплоть до менее чем 1 мм в диаметре) используют систему, основанную на использовании воздушного потока в целях ограничения размера капель, которые образуются на иглах. Хлорид натрия используют в гелеобразующем растворе в целях обеспечения однородной концентрации полисахарида на протяжении гранулы (Smidsrad, O. and Skjak-Braek, G. (1990) Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in Biotechnology 8, 71-78). В целях ограничения количества Са2+ в гранулах гранулы перемешивают не более чем в течение 8 мин в гелеобразующем растворе для гранул. Всю процедуру иммобилизации проводят при температуре окружающей среды.A mixture of alginate and cells is added dropwise to the gelling solution for the granules (see above). In order to obtain granules with a diameter of 3 mm, the solution is added through the tips of the syringe with an inner diameter of 0.5 mm. In order to obtain granules with smaller diameters (up to less than 1 mm in diameter) use a system based on the use of air flow in order to limit the size of the droplets that form on the needles. Sodium chloride is used in the gel-forming solution to ensure a uniform polysaccharide concentration throughout the granule (Smidsrad, O. and Skjak-Braek, G. (1990) Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in Biotechnology 8, 71-78). In order to limit the amount of Ca 2+ in the granules, the granules are mixed for no more than 8 minutes in a gelling solution for the granules. The entire immobilization procedure is carried out at ambient temperature.

Хранение иммобилизованных сперматозоидов in vitro при температуре окружающей средыIn vitro storage of immobilized sperm at ambient temperature

Одной из целей методики иммобилизации является продление периода времени, в течение которого можно хранить сперматозоиды до осеменения. Следовательно, были проведены эксперименты, в которых сперматозоиды хранят in vitro при температуре окружающей среды в буферных растворах. Сравнительные образцы с не иммобилизованными сперматозоидами из того же эякулята включают во все эксперименты. Качество сперматозоидов оценивают путем измерений подвижности в различные моменты времени в течение периода хранения. В каждый момент времени образцы анализируют и регистрируют подвижность иммобилизованных сперматозоидов и подвижность контрольных образцов. Исследован ряд комбинаций растворов для хранения и плотностей клеток в целях оптимизации экспериментальной системы (данные не представлены). Экспериментальные условия, описанные ниже, являются типичными, и их использовали в описанных ниже экспериментах.One of the goals of the immobilization technique is to extend the period of time during which sperm can be stored until insemination. Therefore, experiments were carried out in which sperm cells were stored in vitro at ambient temperature in buffer solutions. Comparative samples with non-immobilized sperm from the same ejaculate are included in all experiments. Sperm quality is assessed by measuring motility at various points in time during the storage period. At each point in time, the samples are analyzed and recorded the mobility of the immobilized sperm and the mobility of the control samples. A number of combinations of storage solutions and cell densities were studied in order to optimize the experimental system (data not shown). The experimental conditions described below are typical and have been used in the experiments described below.

В экспериментах с бычьими сперматозоидами примерно 2 мл гранул с иммобилизованными сперматозоидами переносили в 13 мл центрифужные пробирки и добавляли раствор молочного разбавителя при объемном отношении 1+2. Контрольные образцы со свободно суспендированными сперматозоидами готовят путем получения суммарного разведения 1+15 в 13 мл центрифужных пробирках (во всех пробирках используют объем примерно 6 мл). В предшествующих экспериментах показано, что данное разведение является почти оптимальным для ограничения подвижности в течение хранения в сравнительных образцах (данные не представлены).In experiments with bovine sperm, approximately 2 ml of granules with immobilized sperm were transferred to 13 ml centrifuge tubes and a milk diluent solution was added at a volume ratio of 1 + 2. Control samples with freely suspended sperm are prepared by obtaining a total dilution of 1 + 15 in 13 ml centrifuge tubes (approximately 6 ml volume is used in all tubes). In previous experiments, it was shown that this dilution is almost optimal for limiting mobility during storage in comparative samples (data not shown).

В экспериментах со сперматозоидами хряка сперматозоиды хранили при 18°C в BTS (с 3 мМ Ca). В описанных ниже экспериментах контрольные образцы разводили 1+10 во всех экспериментах с получением суммарного объема 20 в 50 мл центрифужных пробирках (Ранее показано, что данное разведение является почти оптимальным для ограничения подвижности в течение хранения). Гранулы, содержащие иммобилизованные сперматозоиды, переносили в 50 мл центрифужные пробирки и добавляли BTS (с 3 мМ CaCl2) в отношении 1+3. Гранулы, содержащие иммобилизованные сперматозоиды, промывали раствором для хранения перед переносом в раствор для хранения.In experiments with boar sperm, sperm cells were stored at 18 ° C in BTS (with 3 mM Ca). In the experiments described below, control samples were diluted 1 + 10 in all experiments to obtain a total volume of 20 in 50 ml centrifuge tubes (It was previously shown that this dilution is almost optimal for limiting mobility during storage). Granules containing immobilized sperm were transferred to 50 ml centrifuge tubes and BTS (with 3 mM CaCl 2 ) was added in a 1 + 3 ratio. Granules containing immobilized sperm were washed with a storage solution before being transferred to a storage solution.

Хранение иммобилизованных сперматозоидов при 37°CStorage of immobilized sperm at 37 ° C

С целью оценки выживаемости сперматозоидов при физиологических температурах регистрировали подвижность сперматозоидов в течение хранения сперматозоидов при 37°C. Бычьи сперматозоиды переносили в буферный раствор перед экспериментами по хранению при 37°C. Как описано выше, сравнительные образцы из того же эякулята включали в каждый эксперимент. Тесты проводили в 13 мл центрифужных пробирках с суммарным объемом 8 мл в каждой пробирке. Сравнительные образцы разводили 1+4 в растворе для хранения. Для иммобилизованных сперматозоидов 3 мл гранул, содержащих сперматозоиды, добавляли к 6 мл буферного раствора и хранили в 13 мл центрифужной пробирке. Сперматозоиды хряка обрабатывали подобным способом за исключением того, что использовали нормальный BTS (с 3 мМ Ca).In order to assess sperm survival at physiological temperatures, sperm motility was recorded during sperm storage at 37 ° C. Bull sperm were transferred to a buffer solution before storage experiments at 37 ° C. As described above, comparative samples from the same ejaculate were included in each experiment. Tests were performed in 13 ml centrifuge tubes with a total volume of 8 ml in each tube. Comparative samples were diluted 1 + 4 in the storage solution. For immobilized sperm, 3 ml of granules containing sperm were added to 6 ml of buffer solution and stored in a 13 ml centrifuge tube. Boar sperm were treated in a similar manner except that normal BTS (with 3 mM Ca) was used.

Оценка подвижностиMobility assessment

Подвижность сперматозоидов оценивали с помощью микроскопической оценки. Образцы (типично 1 мл) отбирали из контейнеров для хранения и переносили в 1,5 мл пробирки Эппендорф. Пробиркам давали подогреться в течение минимум 15 минут в термоблоке при 37°C перед оценкой. Во время измерения 2,5 мкл образца добавляли на подогретое предметное стекло и сразу исследовали, используя световой микроскоп. Число подвижных сперматозоидов в каждом образце было установлено почти до 5% интервала. Если это практически возможно, экспериментатор не знает об идентификации образцов во время оценки.Sperm motility was evaluated using microscopic evaluation. Samples (typically 1 ml) were taken from storage containers and transferred to 1.5 ml Eppendorf tubes. The tubes were allowed to warm for a minimum of 15 minutes in a fuser at 37 ° C before evaluation. During the measurement, 2.5 μl of the sample was added onto a heated glass slide and immediately examined using a light microscope. The number of motile spermatozoa in each sample was established up to almost 5% of the interval. If practicable, the experimenter is not aware of the identification of the samples during the evaluation.

Иммобилизованные сперматозоиды должны быть высвобождены из гранул перед оценкой подвижности. С целью растворения альгинатных гранул 1 часть гранул добавляли к 3 частям раствора IVT в 13 мл центрифужной пробирке. Затем эти пробирки помещали во вращающийся барабан для пробирок и давали перемешиваться в течение примерно 30 мин перед оценкой.Immobilized sperm must be released from the granules before assessing motility. In order to dissolve the alginate granules, 1 part of the granules was added to 3 parts of an IVT solution in a 13 ml centrifuge tube. Then these tubes were placed in a rotating tube drum and allowed to mix for about 30 minutes before evaluation.

Результаты и обсуждениеResults and discussion

Выживаемость иммобилизованных сперматозоидовImmobilized Sperm Survival

Данные экспериментов по хранению сперматозоидов в сравнительных образцах (с не иммобилизованными сперматозоидами) и в образцах с иммобилизованными сперматозоидами представлены на фиг.1 для сперматозоидов как быка, так и хряка. Для сперматозоидов хряка представлены данные по 2 различным размерам гранул. Причина этого состоит в том, что размер гранул должен быть ниже 1 мм с целью применения этих гранул для внутриматочного осеменения при существующем доступном оборудовании.The data of experiments on the storage of sperm in comparative samples (with non-immobilized sperm) and in samples with immobilized sperm are presented in figure 1 for sperm of both the bull and the boar. For boar sperm, data are presented for 2 different granule sizes. The reason for this is that the granule size must be below 1 mm in order to use these granules for intrauterine insemination with existing equipment.

Как видно из данных, представленных на фиг.1, оказывается, что иммобилизованные сперматозоиды обладают несколько более низкой подвижностью, чем сперматозоиды в сравнительных образцах, спустя короткое время после иммобилизации. Это различие в подвижности может быть вызвано как процедурой иммобилизации, так и процедурой растворения, поскольку гранулы, содержащие иммобилизованные сперматозоиды, необходимо растворить перед оценкой подвижности. Однако нет необходимости в растворении гранул перед осеменением, поскольку гранулы в физиологических условиях должны растворяться медленно (данные не представлены).As can be seen from the data presented in figure 1, it turns out that immobilized sperm cells have slightly lower mobility than sperm cells in comparative samples, a short time after immobilization. This difference in motility can be caused by both the immobilization procedure and the dissolution procedure, since granules containing immobilized sperm cells must be dissolved before the mobility assessment. However, there is no need to dissolve the granules before insemination, since the granules under physiological conditions should dissolve slowly (data not shown).

Различие в подвижности между сравнительными образцами и иммобилизованными сперматозоидами уменьшается в течение периода хранения, поскольку оказывается, что подвижность в сравнительных образцах падает быстрее, чем в иммобилизованных образцах, особенно для сперматозоидов хряка. Для иммобилизованных сперматозоидов хряка подвижность примерно 50% была зарегистрирована после 5 суток хранения в гранулах диаметром 3 мм в данном конкретном эксперименте. В это время подвижность 10% была зарегистрирована в сравнительных образцах. Эти результаты показывают, что иммобилизация влияет на клетки или локальное окружение клеток благоприятно для их способности выдерживать хранение in vitro при 18°C.The difference in motility between comparative samples and immobilized sperm decreases during the storage period, since it turns out that mobility in comparative samples decreases faster than in immobilized samples, especially for boar sperm. For immobilized boar sperm, motility of approximately 50% was recorded after 5 days of storage in granules with a diameter of 3 mm in this particular experiment. At this time, 10% mobility was recorded in comparative samples. These results show that immobilization affects the cells or the local environment of the cells favorably for their ability to withstand in vitro storage at 18 ° C.

Для бычьих сперматозоидов отсутствует значимое различие в подвижности между сравнительными образцами и иммобилизованными сперматозоидами в последний период представленного эксперимента.For bovine sperm there is no significant difference in motility between comparative samples and immobilized sperm in the last period of the presented experiment.

Дальнейшая оптимизация условий хранения и методики иммобилизации может, однако, улучшить периоды хранения иммобилизованных бычьих сперматозоидов. Измерения потребления глюкозы и продуцирования лактата иммобилизованных бычьих сперматозоидов и не иммобилизованных сперматозоидов в сравнительных образцах показывают, что сперматозоиды, хранимые внутри сетки геля альгината кальция, обладают сниженной скоростью метаболизма (см. Пример 2).Further optimization of storage conditions and immobilization procedures may, however, improve the storage periods of immobilized bovine sperm. Measurements of glucose consumption and lactate production of immobilized bovine sperm and non-immobilized sperm in comparative samples show that sperm stored inside the calcium alginate gel network have a reduced metabolic rate (see Example 2).

С целью оценки, выдерживают ли иммобилизованные сперматозоиды физиологические условия, то есть условия, где активность сперматозоидов должна быть максимальной, эксперименты по хранению проводили при температуре 37°C. данные экспериментов по хранению in vitro сперматозоидов быка и хряка во время хранения при 37°C показаны на фиг.2.In order to assess whether immobilized sperm cells can withstand physiological conditions, that is, conditions where sperm activity should be maximum, storage experiments were carried out at a temperature of 37 ° C. data from in vitro storage experiments of bull and boar sperm during storage at 37 ° C are shown in FIG. 2.

Как видно в экспериментах по хранению in vitro при температурах окружающей среды, существует различие в подвижности между сравнительными образцами и образцами со сперматозоидами, иммобилизованными альгинатом, после приготовления образцов. Однако для сперматозоидов как быка, так и хряка подвижность падает достаточно быстро в сравнительных образцах с не иммобилизованными сперматозоидами во время хранения при 37°C. В образцах с иммобилизованными сперматозоидами подвижность падает значительно медленнее. После 15 часов хранения in vitro при 37°C подвижность сперматозоидов хряка при обоих диаметрах гранул все еще выше 50%. Действительно, подвижность все еще составляет примерно 30% после 60 часов хранения при 37°C в гранулах диаметром 3 мм.As can be seen in experiments on storage in vitro at ambient temperatures, there is a difference in mobility between comparative samples and samples with sperm immobilized with alginate after sample preparation. However, for sperm of both the bull and the boar, motility decreases quite quickly in comparative samples with non-immobilized sperm during storage at 37 ° C. In samples with immobilized sperm, motility decreases much more slowly. After 15 hours of in vitro storage at 37 ° C, boar sperm motility at both pellet diameters is still above 50%. Indeed, mobility is still about 30% after 60 hours of storage at 37 ° C in granules with a diameter of 3 mm.

Для бычьих сперматозоидов оказывается, что подвижность падает быстрее, чем для сперматозоидов хряка, в данной экспериментальной системе. Однако, как и для сперматозоидов хряка, существует значимое различие между скоростями падения подвижности во время хранения в данном эксперименте для бычьих сперматозоидов. После 24 хранения иммобилизованные бычьи сперматозоиды все еще обладают подвижностью 45%, тогда как в сравнительных образцах подвижность не зарегистрирована.For bovine spermatozoa, it turns out that motility decreases faster than for boar sperm in this experimental system. However, as for boar sperm, there is a significant difference between the rates of incidence of mobility during storage in this experiment for bovine sperm. After 24 storage, immobilized bovine spermatozoa still have 45% motility, while mobility was not recorded in comparative samples.

Необходимо помнить, что данные, представленные на фиг.2, получены с использованием искусственной экспериментальной системы, которая не является репрезентативной для ситуации in vivo у самки животного. Данные, представленные на фиг.2, однако, указывают на то, что сперматозоиды как быка, так и хряка выживают и могут сохранять подвижность в течение достаточно длительных периодов при иммобилизации в сетке геля альгината кальция даже при физиологической температуре. Эти данные могут также указывать на то, что иммобилизацию в сетках геля альгината кальция можно применять с целью ограничения подвижности сперматозоидов во время хранения при физиологических температурах. Это может быть особенно важно, поскольку время осеменения является критическим, в целях получения хороших результатов оплодотворения. Время осеменения является критическим, поскольку сперматозоиды обладают ограниченным временем выживания после осеменения. Эти результаты могут, следовательно, указывать на то, что иммобилизацию сперматозоидов в сочетании с контролируемым высвобождением после осеменения можно применять с целью увеличения периода времени от осеменения до оплодотворения.It must be remembered that the data presented in FIG. 2 were obtained using an artificial experimental system that is not representative of the in vivo situation in a female animal. The data presented in figure 2, however, indicate that the sperm of both the bull and the boar survive and can remain motile for quite long periods when immobilized in the gel network of calcium alginate even at physiological temperature. These data may also indicate that immobilization in calcium alginate gel networks can be used to limit sperm motility during storage at physiological temperatures. This can be especially important since the insemination time is critical in order to obtain good fertilization results. Insemination time is critical because sperm have a limited survival time after insemination. These results may therefore indicate that sperm immobilization combined with controlled release after insemination can be used to increase the time period from insemination to fertilization.

Испытания осемененияInsemination Tests

Испытания осеменения проводили суммарно у 9 свиноматок в одном стаде. Эти свиноматки были предназначены для выбраковки сразу после отъема предыдущего выводка поросят, но выбраковка была отсрочена вплоть до примерно 4 недель после осеменения.Insemination tests were performed in total in 9 sows in one herd. These sows were intended for culling immediately after weaning the previous brood of piglets, but culling was delayed until about 4 weeks after insemination.

На скотобойне половые органы собирали непосредственно после удаления из полости и исследовали в течение 15 минут. Число желтых тел в яичниках и число эмбрионов (если они были) в рогах матки подсчитывали и записывали. В результате прерывания беременности на этой ранней стадии возможность наблюдения каждого присутствующего эмбриона (даже дегенерированного) относительно высока. В результате наблюдения числа доношенных родившихся поросят существует высокий риск потери высокого процента эмбрионов, поскольку любое оплодотворенное яйцо и эмбрион, погибший до оссификации, рассасывается материнской системой, и в это время никакие остатки не будут видимыми. Столь много, как 30% оплодотворенных яиц свиньи, могут погибнуть и исчезнуть от оплодотворения до оссификации. В испытаниях авторов изобретения хороший показатель вероятности оплодотворения может быть вычислен для каждой свиноматки путем подсчета числа эмбрионов и числа желтых тел при 4 неделях.In a slaughterhouse, the genitals were collected immediately after removal from the cavity and examined for 15 minutes. The number of corpus luteum in the ovaries and the number of embryos (if any) in the horns of the uterus were counted and recorded. As a result of abortion at this early stage, the possibility of observing each present embryo (even degenerated) is relatively high. As a result of observing the number of full-term born piglets, there is a high risk of losing a high percentage of embryos, since any fertilized egg and embryo that died before ossification is absorbed by the maternal system, and no residues will be visible at this time. As many as 30% of fertilized pig eggs can die and disappear from fertilization to ossification. In the trials of the inventors, a good indicator of the probability of fertilization can be calculated for each sow by counting the number of embryos and the number of yellow bodies at 4 weeks.

Периодизация осеменений варьировала от обычной до одних суток раньше обычной, и проводили как однократные, так и двукратные осеменения. Результаты этих испытаний осеменения представлены в таблице 1.The periodization of insemination varied from normal to one day earlier than usual, and both single and double inseminations were carried out. The results of these insemination tests are presented in table 1.

Таблица 1:Table 1: Число осемененных свиноматок, частота беременности и частота оплодотворения (у беременных животных) в испытаниях осемененияThe number of inseminated sows, pregnancy rate and fertilization rate (in pregnant animals) in insemination trials СпособWay № свиноматокNo sows Беременные (%)Pregnant (%) Частота оплодотворения (%)Fertilization rate (%) Имм. сперма, сутки 11+2Imm. sperm, day 1 1 +2 55 4 (80%)4 (80%) 57%57% Повторно растворенная имм. сперма, сутки 1+2Re-dissolved imm. sperm, day 1 + 2 4four 2 (50%)2 (50%) 66%66%

Испытания осеменения также проводили с бычьими сперматозоидами. Эти испытания менее просты для количественного определения, поскольку большие опытные стада недоступны. Эти испытания проводили в одном стаде с 20 имеющимися в наличии нетелями. Нетели были синхронизированы по эструсу перед осеменением. Хорошие частоты оплодотворения достигнуты с использованием иммобилизованных бычьих сперматозоидов. В этом исследовании 6 из 12 нетелей, осемененных иммобилизованными сперматозоидами, хранимыми в течение 24 часов, были оплодотворены, что подтверждено контролем на беременность.Insemination tests have also been performed with bovine sperm. These tests are less easy to quantify, as large experimental herds are not available. These tests were carried out in a single herd with 20 available heifers. Heifers were synchronized by estrus before insemination. Good fertilization rates have been achieved using immobilized bovine sperm. In this study, 6 out of 12 heifers inseminated with immobilized sperm stored for 24 hours were fertilized, as confirmed by the pregnancy control.

Сперматозоиды были иммобилизованы в альгинате, их хранили в иммобилизованном состоянии при температуре окружающей среды в течение различных периодов, осеменяли растворенными или нерастворенными. Периодизация осеменений варьировала от обычной до одних суток раньше обычной, и проводили только однократные осеменения. Беременных животных проверяли путем ректального исследования через 5-7 недель после осеменения. Результаты этих испытаний показаны в таблице 2.Spermatozoa were immobilized in alginate, they were stored in an immobilized state at ambient temperature for various periods, inseminated with dissolved or undissolved. The periodization of insemination ranged from normal to one day earlier than usual, and only single inseminations were carried out. Pregnant animals were checked by rectal examination 5-7 weeks after insemination. The results of these tests are shown in table 2.

Таблица 2:Table 2: Испытания осеменений у крупного рогатого скота: Используемый способ, число осемененных нетелей и частота беременностиCattle insemination tests: Method used, number of inseminated heifers and pregnancy rate Испытание осемененийInsemination test СпособWay № нетелейNo heifers Беременные (%)Pregnant (%) 1one Сперма, имм., хранение в течение 24 часов при 18°C, растворена сразу перед осеменениемSperm, imm., Storage for 24 hours at 18 ° C, dissolved immediately before insemination 1212 6 (50%)6 (50%) 22 Сперма, имм., хранение в течение 24 часов при 18°C, осеменение в нерастворенном виде на одни сутки раньше обычного относительно эструсаSperm, imm., Storage for 24 hours at 18 ° C, insemination insoluble one day earlier than usual with respect to estrus 33 1 (33,3%)1 (33.3%) 33 Сперма, имм., хранение в течение 48 часов при 18°С, растворена непосредственно перед осеменениемSperm, imm., Storage for 48 hours at 18 ° C, dissolved immediately before insemination 55 4 (80%)4 (80%) 1Сутки 1=сутки сбора сперматозоидов 1 Day 1 = sperm collection day

Эти данные показывают, что сперматозоиды, иммобилизованные в гранулах альгината кальция, не только сохраняют подвижность, но также сохраняют все функциональные свойства, необходимые для оплодотворения. Таким образом, Geno и Norsvin продемонстрировали, что сперматозоиды, иммобилизованные в геле альгината кальция, можно применять для осеменения, и они могут вызывать оплодотворение как крупного рогатого скота, так и свиней.These data show that sperm immobilized in granules of calcium alginate not only retain motility, but also retain all the functional properties necessary for fertilization. Thus, Geno and Norsvin have demonstrated that sperm immobilized in a calcium alginate gel can be used for insemination, and they can cause fertilization in both cattle and pigs.

Пример 2. Потребление энергии иммобилизованными сперматозоидамиExample 2. The energy consumption of immobilized sperm

Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, считают, что иммобилизация сперматозоидов приводит в результате к сниженному потреблению энергии сперматозоидами, и что это полезно в отношении срока их хранения и способности к оплодотворению. Таким образом, для исследования этой теории бычьи сперматозоиды были иммобилизованы в гранулах альгината при концентрации примерно 150×106 сперматозоидов/мл и добавлены к 2-кратному объему гранул молочному буферу для разбавления. Сравнительные образцы со свободно суспендированными сперматозоидами готовили из того же эякулята, и они содержали такую же суммарную концентрацию сперматозоидов на суммарный объем в молочном буфере для разбавления. Образцы готовили в анаэробных условиях путем продувания N2 перед хранением при 20°C. Образцы молочного буфера для разбавления отбирали в течение периода хранения и измеряли продуцирование лактата сперматозоидами в образцах с помощью ВЭЖХ. Результаты представлены в таблице 3:Not limited to any particular theory, it is believed that sperm immobilization results in reduced energy consumption by sperm, and that this is useful in terms of shelf life and fertility. Thus, to study this theory, bovine spermatozoa were immobilized in alginate granules at a concentration of about 150 × 10 6 sperm / ml and added to a 2-fold granule volume with milk dilution buffer. Comparative samples with freely suspended spermatozoa were prepared from the same ejaculate, and they contained the same total sperm concentration per total volume in milk dilution buffer. Samples were prepared under anaerobic conditions by blowing N 2 before storage at 20 ° C. Samples of milk dilution buffer were taken over the storage period and lactate production was measured by sperm in the samples by HPLC. The results are presented in table 3:

Таблица 3:Table 3: Продуцирование лактата иммобилизованными и свободно суспендированными сперматозоидами во время хранения при температурах окружающей среды. Значения приведены в наномолях лактата, продуцируемого на 350 млн сперматозоидовThe production of lactate by immobilized and freely suspended sperm during storage at ambient temperatures. Values are in nanomoles of lactate produced by 350 million sperm. Время хранения (сутки)Storage time (day) Иммобилизованные сперматозоидыImmobilized sperm Сравнительные образцыComparative samples 1one 4,214.21 16,116.1 22 6,006.00 20,620.6 33 6,906.90 22,122.1

Пример 3: Иммобилизация спермы от черно-бурой лисицы (vulpes fulva) Смешанную сперму хорошего качества от трех взрослых самцов черно-бурой лисицы (Vulpes fulva) разводили в ЭДТА разбавителе 228×106 клеток спермы на мл и перевозили в лабораторию. Через три часа после сбора и разведения аликвоту спермы центрифугировали при 2000 об/мин в течение 10 мин. Осадок смешивали с альгинатом (LF10/60) и образовывали гранулы, как описано в данной патентной заявке. Гранулы хранили в модифицированном Biladyl при 18°C. Остальную сперму хранили в ЭДТА при 18°C в качестве контроля.Example 3: Immobilization of semen from a black fox (vulpes fulva) Good quality mixed sperm from three adult male black fox (Vulpes fulva) was diluted in an EDTA diluent of 228 × 10 6 sperm cells per ml and transferred to the laboratory. Three hours after collection and dilution, an aliquot of sperm was centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes. The precipitate was mixed with alginate (LF10 / 60) and granules were formed as described in this patent application. The granules were stored in modified Biladyl at 18 ° C. The remaining semen was stored in EDTA at 18 ° C as a control.

Гранулы растворяли через 48 часов. Как растворенную сперму, так и контрольную сперму нагревали до 35°C в течение 20 минут, после чего проводили оценку подвижности в виде процента подвижных сперматозоидов с помощью фазово-контрастной микроскопии при увеличении 10× и 25× на обогревающем столике при 38°C.The granules were dissolved after 48 hours. Both dissolved semen and control semen were heated to 35 ° C for 20 minutes, after which mobility was assessed as a percentage of motile spermatozoa using phase contrast microscopy at 10 × and 25 × magnification on a heating table at 38 ° C.

Таблица 4:Table 4: Подвижность спермы черно-бурой лисицы при хранении в иммобилизованном и не иммобилизованном (контроль) состоянииSperm motility of a black-brown fox during storage in an immobilized and non-immobilized (control) state Подвижность по прибытииMobility upon arrival Подвижность после хранения в течение 48 чMobility after storage for 48 hours Контрольная спермаControl sperm 75%75% 45-50%45-50% Иммобилизованная сперма (после растворения)Immobilized semen (after dissolution) 55-60%55-60%

Пример 4: Поросята, рожденные доношенными после однократного внутриматочного осеменения спермой хряка, иммобилизованной в альгинатеExample 4: Piglets born full-term after a single intrauterine insemination with boar sperm immobilized in alginate

Смешанную сперму от 3 взрослых хряков обрабатывали согласно настоящему изобретению, и гранулы использовали для внутриматочного осеменения свиноматки, которая впоследствии опоросилась после полного срока беременности. Свиноматка была отлучена от предшествующего помета 12 февраля 2007 и была осеменена спермой, иммобилизованной в альгинатных гранулах, однократно 12 февраля 2007. Свиноматка родила 16 живых поросят 10 июня 2007. В этом помете не было мертворожденных поросят, и все поросята выглядели нормальными при клиническом исследовании.Mixed semen from 3 adult boars was treated according to the present invention, and the granules were used for intrauterine insemination of a sow, which was subsequently farrowed after full gestation. The sow was weaned from its previous litter on February 12, 2007 and was seeded with sperm immobilized in alginate granules once on February 12, 2007. The sow gave birth to 16 live pigs on June 10, 2007. There were no stillborn piglets in this litter, and all pigs looked normal in a clinical study.

Пример 5: Иммобилизация спермы барана в альгинатеExample 5: Immobilization of ram sperm in alginate

Сперму от двух баранов для ИО собирали с помощью искусственной вагины и переносили в лабораторию в течение десяти минут. Сперму разводили 1+3 в разбавителе на основе обезжиренного молока (Curtis PG, Forteath AD, Polge C. Survival of bull sperm frozen in milk diluents containing varying concentrations of glycerol and fructose. Proc IVth Int Congr Anim Reprod 1961; 3:952-956), после чего добавляли альгинат и образовали гранулы, как описано в патентной заявке 0613288.0, пример 1. Гранулы хранили в разбавителе на основе обезжиренного молока либо при 5°C, либо при температуре окружающей среды. Иммобилизованные сперматозоиды высвобождали из гранул перед микроскопической оценкой подвижности в виде процента подвижных сперматозоидов через 24 и 48 часов после иммобилизации. Из практических соображений контроли не включали в данное исследование. Однако параметры жизнеспособности, включая подвижность, должны ухудшаться в процессе хранения жидкой спермы барана при 5°C или 20°C в течение 30 часов (Paulenz H, Soderquist L, Perez-Ре R, Berg KA. Effect of different extenders and storage temperatures on sperm viability of liquid ram semen. Theriogenology 2002:57(2):823-36).Sperm from two rams for AI was collected using an artificial vagina and transferred to the laboratory for ten minutes. Sperm was diluted 1 + 3 in a skim milk diluent (Curtis PG, Forteath AD, Polge C. Survival of bull sperm frozen in milk diluents containing varying concentrations of glycerol and fructose. Proc IVth Int Congr Anim Reprod 1961; 3: 952-956 ), after which alginate was added and granules were formed as described in patent application 0613288.0, Example 1. The granules were stored in a skim milk diluent either at 5 ° C or at ambient temperature. Immobilized sperm were released from the granules before microscopic assessment of motility as a percentage of motile sperm 24 and 48 hours after immobilization. For practical reasons, controls were not included in this study. However, viability parameters, including motility, should deteriorate during storage of ram sperm at 5 ° C or 20 ° C for 30 hours (Paulenz H, Soderquist L, Perez-Pe R, Berg KA. Effect of different extenders and storage temperatures on sperm viability of liquid ram semen. Theriogenology 2002: 57 (2): 823-36).

Таблица 5.Table 5. Подвижность иммобилизованной спермы барана, хранимой при различных температурах в течение 24 часов и 48 часовThe mobility of immobilized ram sperm stored at different temperatures for 24 hours and 48 hours Температура храненияStorage temperature Подвижность после 24 ч храненияMobility after 24 hours of storage Подвижность после 48 ч храненияMobility after 48 hours of storage Баран 1Ram 1 5°C5 ° C 75-85%75-85% 70-80%70-80% 20°C20 ° C 70-80%70-80% 65-75%65-75% Баран 2Ram 2 5°C5 ° C 75-85%75-85% 70-80%70-80% 20°C20 ° C 70-80%70-80% 65-75%65-75%

Claims (33)

1. Биополимерные частицы для консервирования сперматозоидов, где сперматозоиды заключены в сетку биополимерного геля, и где биополимер, в который заключены сперматозоиды, содержит альгинат, обогащенный гулуроновой кислотой.1. Biopolymer particles for preserving sperm, where the sperm are enclosed in a biopolymer gel network, and where the biopolymer in which the sperm are enclosed contains alginate enriched in guluronic acid. 2. Частицы по п.1, где биополимер, в который заключены сперматозоиды, включает альгинат кальция.2. Particles according to claim 1, where the biopolymer in which the sperm are enclosed includes calcium alginate. 3. Частицы по п.1, где концентрация альгината составляет по меньшей мере 0,1%.3. Particles according to claim 1, where the concentration of alginate is at least 0.1%. 4. Частицы по п.3, где концентрация альгината составляет между по меньшей мере 0,1% и 6% альгината.4. Particles according to claim 3, where the concentration of alginate is between at least 0.1% and 6% alginate. 5. Частицы по п.4, где концентрация альгината составляет по меньшей мере 1%.5. Particles according to claim 4, where the concentration of alginate is at least 1%. 6. Частицы по п.4, где концентрация альгината составляет по меньшей мере 2%.6. Particles according to claim 4, where the concentration of alginate is at least 2%. 7. Частицы по п.4, где концентрация альгината составляет 6%.7. Particles according to claim 4, where the concentration of alginate is 6%. 8. Частицы по п.1, имеющие концентрацию сперматозоидов по меньшей мере 0,1×106 сперматозоидов/мл.8. Particles according to claim 1, having a sperm concentration of at least 0.1 × 10 6 sperm / ml. 9. Частицы по п.8, имеющие концентрацию сперматозоидов по меньшей мере 100×106 сперматозоидов/мл.9. Particles of claim 8, having a sperm concentration of at least 100 × 10 6 sperm / ml. 10. Частицы по п.8, имеющие концентрацию сперматозоидов по меньшей мере 2,5×109 сперматозоидов/мл.10. Particles of claim 8, having a sperm concentration of at least 2.5 × 10 9 sperm / ml. 11. Частицы по п.1, где частицы хранят в растворе.11. Particles according to claim 1, where the particles are stored in solution. 12. Частицы по п.11, где отношение раствор для хранения: биополимерные частицы составляет по меньшей мере между 1:1 и 1:100.12. The particles according to claim 11, where the ratio of the solution for storage: biopolymer particles is at least between 1: 1 and 1: 100. 13. Частицы по п.1, где сперматозоиды заключены совместно с одним или более чем одним антиоксидантом.13. Particles according to claim 1, where the sperm are enclosed together with one or more than one antioxidant. 14. Частицы по п.13, где антиоксидант выбран из группы, состоящей из пирувата, 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила, 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила, супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, бутилированного гидрокситолуола, бутилированного гидроксианизола.14. The particles of claim 13, wherein the antioxidant is selected from the group consisting of pyruvate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl, superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, butylated hydroxytoluene, butylated hydroxyanisole. 15. Частицы по п.1, где указанная частица покрыта оболочкой.15. Particles according to claim 1, where the specified particle is coated. 16. Частицы по п.15, где покрытие выбрано из группы, состоящей из полилизина, хитозана, сульфата целлюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы или полидиаллилдиметиламмония хлорида.16. The particles of claim 15, wherein the coating is selected from the group consisting of polylysine, chitosan, cellulose sulfate, hydroxypropyl methyl cellulose or polydiallyldimethylammonium chloride. 17. Частицы по п.1, где сперматозоиды дополнительно заключены совместно с соединениями или агентами, которые полезны для оплодотворяющей способности и/или здоровья животного.17. The particles according to claim 1, where the sperm cells are additionally enclosed in conjunction with compounds or agents that are useful for the fertilizing ability and / or health of the animal. 18. Частицы по п.17, где сперматозоиды заключены совместно с одним или более чем одним из соединений или агентов, выбранных из группы, состоящей из разбавителей, криопротекторов, антибиотиков, антител, антиоксидантов, белков и гормонов.18. The particles of claim 17, wherein the spermatozoa are enclosed in conjunction with one or more of one of the compounds or agents selected from the group consisting of diluents, cryoprotectants, antibiotics, antibodies, antioxidants, proteins and hormones. 19. Частицы по п.1, где сперматозоиды имеют происхождение от животного, выбранного из группы, состоящей из свиней, крупного рогатого скота, лошадей, овец, коз, кроликов, домашней птицы, домашних питомцев, таких как породистые собаки, пушных зверей, водных животных и вымирающих видов животных.19. Particles according to claim 1, where the sperm are derived from an animal selected from the group consisting of pigs, cattle, horses, sheep, goats, rabbits, poultry, pets, such as thoroughbred dogs, fur animals, aquatic animals and endangered species of animals. 20. Частицы по п.19, где сперматозоиды собирают от животного, выбранного из группы, состоящей из свиней, крупного рогатого скота, пушных зверей и лошадей.20. Particles according to claim 19, where the sperm are collected from an animal selected from the group consisting of pigs, cattle, fur animals and horses. 21. Частицы по п.1, где сперматозоиды содержатся в семенной жидкости.21. The particles according to claim 1, where the sperm are contained in seminal fluid. 22. Частицы по п.1, где частицы дополнительно обрабатывают путем дегидратации, криоконсервации или лиофилизации.22. Particles according to claim 1, where the particles are further processed by dehydration, cryopreservation or lyophilization. 23. Частицы по п.1, где частицы образуют непосредственно в семенном контейнере.23. Particles according to claim 1, where the particles form directly in the seed container. 24. Способ получения частиц по п.1, где смесь альгината и сперматозоидов добавляют в гелеобразующий раствор.24. The method of producing particles according to claim 1, where a mixture of alginate and sperm is added to the gelling solution. 25. Способ по п.24, где гелеобразующий раствор содержит один или более чем один из нижеследующих ионов, выбранных из группы, состоящей из кальция, натрия, бария, магния.25. The method according to paragraph 24, where the gelling solution contains one or more than one of the following ions selected from the group consisting of calcium, sodium, barium, magnesium. 26. Способ по п.25, где гелеобразующий раствор содержит ионы кальция и натрия.26. The method according A.25, where the gel-forming solution contains calcium and sodium ions. 27. Способ по любому из пп.24-26, где частицы дополнительно обрабатывают путем дегидратации, криоконсервации или лиофилизации.27. The method according to any one of paragraphs.24-26, where the particles are further processed by dehydration, cryopreservation or lyophilization. 28. Применение биополимерных частиц по п.1 в разведении животных.28. The use of biopolymer particles according to claim 1 in animal breeding. 29. Применение по п.28, где частицы применяют в разведении животных, выбранных из группы, состоящей из свиней, крупного рогатого скота, лошадей, овец, коз, кроликов, домашней птицы, домашних питомцев, таких как породистые собаки, пушных зверей, водных животных и вымирающих видов животных.29. The application of claim 28, wherein the particles are used in breeding animals selected from the group consisting of pigs, cattle, horses, sheep, goats, rabbits, poultry, pets, such as thoroughbred dogs, fur animals, aquatic animals and endangered species of animals. 30. Применение по п.28, где частицами осеменяют непосредственно.30. The application of claim 28, wherein the particles are seeded directly. 31. Применение по п.28, где частицы растворяют перед осеменением.31. The use of claim 28, wherein the particles are dissolved before insemination. 32. Применение по п.28, где частицы используют вместе со свободными сперматозоидами.32. The application of claim 28, wherein the particles are used together with free sperm. 33. Способ оплодотворения животного с помощью сперматозоидов, консервированных в частицах по п.1, включающий стадии, на которых (а) получают частицы по п.1, в которых консервированы сперматозоиды, и (б) вводят указанные частицы реципиентной самке животного. 33. The method of fertilizing an animal using sperm preserved in particles according to claim 1, comprising the steps of (a) obtaining particles according to claim 1, in which the sperm are preserved, and (b) these particles are introduced to the recipient female animal.
RU2009103200/21A 2006-07-04 2007-07-03 Spermatozoid conservation and controlled delivery/release RU2438309C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0613288A GB0613288D0 (en) 2006-07-04 2006-07-04 Preservation and controlled delivery/release of spermatoza
GB0613288.0 2006-07-04
US80771606P 2006-07-19 2006-07-19
US60/807,716 2006-07-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009103200A RU2009103200A (en) 2010-08-10
RU2438309C2 true RU2438309C2 (en) 2012-01-10

Family

ID=36926446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103200/21A RU2438309C2 (en) 2006-07-04 2007-07-03 Spermatozoid conservation and controlled delivery/release

Country Status (11)

Country Link
CN (1) CN101616578B (en)
BR (1) BRPI0713899A2 (en)
DK (1) DK2048943T3 (en)
ES (1) ES2525327T3 (en)
GB (1) GB0613288D0 (en)
NZ (1) NZ574510A (en)
PT (1) PT2048943E (en)
RU (1) RU2438309C2 (en)
SI (1) SI2048943T1 (en)
UA (1) UA98467C2 (en)
ZA (1) ZA200900641B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504581C2 (en) * 2012-02-02 2014-01-20 Константин Владимирович Кириенко Method for vital immobilisation of human and animal sperm cells

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3547834B1 (en) * 2016-12-05 2021-08-04 Spermvital AS Sustained release composition
CN107251892A (en) * 2017-05-25 2017-10-17 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 It is a kind of suitable for the solution for dilution of cock semen of torrid areas, preparation and its application process
WO2019234010A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-12 Spermvital As Functionalized kit for preparing hydrogels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5876742A (en) * 1994-01-24 1999-03-02 The Regents Of The University Of California Biological tissue transplant coated with stabilized multilayer alginate coating suitable for transplantation and method of preparation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504581C2 (en) * 2012-02-02 2014-01-20 Константин Владимирович Кириенко Method for vital immobilisation of human and animal sperm cells

Also Published As

Publication number Publication date
SI2048943T1 (en) 2015-01-30
PT2048943E (en) 2014-12-03
RU2009103200A (en) 2010-08-10
ZA200900641B (en) 2010-07-28
NZ574510A (en) 2011-11-25
BRPI0713899A2 (en) 2012-12-11
CN101616578B (en) 2015-08-12
CN101616578A (en) 2009-12-30
ES2525327T3 (en) 2014-12-22
UA98467C2 (en) 2012-05-25
GB0613288D0 (en) 2006-08-16
DK2048943T3 (en) 2014-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007270125B2 (en) Preservation and controlled delivery/release of spermatozoa
Morrell Artificial insemination: current and future trends
Morrell et al. Reproduction biotechnologies in germplasm banking of livestock species: a review
WO2006072046A2 (en) Method for sex biasing of artificial insemination
US20120264105A1 (en) Composition for Preserving Reproductive Cells and Method of Using
RU2438309C2 (en) Spermatozoid conservation and controlled delivery/release
Pickett et al. Extension and storage of stallion spermatozoa: a review
Gibb et al. Field fertility of liquid stored and cryopreserved flow cytometrically sex‐sorted stallion sperm
Talukdar et al. Cryopreservation induces capacitation-like changes of the swamp buffalo spermatozoa
Bertol Cryopreservation of epididymal sperm
Kikuchi et al. Reproduction in pigs using frozen-thawed spermatozoa from epididymis stored at 4 C
RU2470610C2 (en) Improvements in and related to reproduction of mammals
Parker et al. In Vitro and Xenogenous Capacitation‐Like Changes of Fresh, Cooled, and Cryopreserved Stallion Sperm as Assessed by a Chlortetracycline Stain
Berliner Dilutors for stallion and jack semen
NO337570B1 (en) Preservation of spermatozoa
Lindeberg embryo technology in the farmed european polecat (Mustela putorius)
Tkachev et al. Efficiency of house poultry sperm cryopreservation by the Kharkiv technology
KR20210075278A (en) Novel composition for cryopreservating goat sperm and uses thereof
Koçyi̇Ğit et al. Effect of SpermVital® technology on conception rate in repeat breeder multiparous dairy cows: preliminary results
CN117187168A (en) High-safety bovine oocyte in-vitro maturation culture solution and preparation method and application thereof
JP2023056203A (en) Liquid for preservation of embryo, comprising trehalose and diarylheptanoid compound
Kasimanickam et al. The Interaction Of Blood Urea Nitrogen And Semen Type In A Fixed Time AI Program In Angus Cross Beef Cows–A Pilot Study
Lazio Corpus Journal of Dairy and Veterinary Science (CJDVS)