WO2022202140A1 - 精子運動活性化処理装置及び精子運動活性化処理方法 - Google Patents

精子運動活性化処理装置及び精子運動活性化処理方法 Download PDF

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WO2022202140A1 PCT/JP2022/008526 JP2022008526W WO2022202140A1 WO 2022202140 A1 WO2022202140 A1 WO 2022202140A1 JP 2022008526 W JP2022008526 W JP 2022008526W WO 2022202140 A1 WO2022202140 A1 WO 2022202140A1
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sperm
container
hydrogen
water
motility
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弘 岡田
久美子 中田
徹 向井
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ミツボシプロダクトプラニング株式会社
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    • A61B17/43—Gynaecological or obstetrical instruments or methods for reproduction or fertilisation for artificial insemination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61J1/00—Containers specially adapted for medical or pharmaceutical purposes
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    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues

Definitions

  • the semen brought by the patient is stored in a semen collection container until the sperm test or prescribed treatment is performed.
  • the longer the time it takes to transport or store the collected sperm the more susceptible it is to oxidation and temperature changes due to contact with the air inside the collection container, which accelerates sperm aging. This will affect the accuracy of fertilization and implantation.
  • a semen collection container has been developed that has an excellent effect of suppressing deterioration of sperm and that can efficiently collect sperm.
  • Sperm collected at home or the like using such a semen collection container is brought to a medical institution and stored in a state in which deterioration during transportation is suppressed.
  • the success rate of fertility treatment can be improved by activating sperm motility.
  • the semen collection container described in the above-mentioned Patent Document 1 it is possible to suppress the deterioration of the sperm during transportation and storage, but if a separate semen collection container is used or the semen collection is performed at a medical institution.
  • Sperm function can be degraded if they are brought into the body for too long or are affected by temperature.
  • JP 2019-126453 A Japanese Patent No. 6572129
  • the present invention provides a sperm motility activation processing device and a sperm motility activation processing method that can activate the motility of sperms in a process that is easy to handle for sperm in the state of being collected. intended to provide.
  • the sperm motility activation processing device of the present invention is a sperm motility activation processing device for activating the motility of collected sperm, which is capable of storing hydrogen water and has a lid. and has a water storage container made of a material impermeable to the dissolved hydrogen, and a storage part containing the collected spermatozoa and made of a material that allows the hydrogen to pass through. and a semen collection container, and the storage part is filled with the hydrogen water by placing the semen collection container in the water storage container.
  • the semen collection container comprises a container body having an inner container for containing sperm and an outer container for covering the inner container, and an inner container inserted into the inner container so as to reduce the volume of the inner container.
  • a lid may be provided, and the hydrogen water may be filled around the inner container and inside the inner lid.
  • the hydrogen water preferably has a hydrogen concentration of 3.5 ppm to 7 ppm. Furthermore, it is preferable that the storage part of the semen collection container is made of polypropylene.
  • the invention of the sperm motility activation treatment method is a sperm motility activation treatment method for activating the motility of collected sperm, and it is possible to store hydrogen water with a hydrogen concentration of 3.5 ppm to 7 ppm.
  • the apparatus for activating sperm motility of the present invention configured as described above is provided by disposing a semen collection container having a reservoir through which hydrogen in hydrogen water is permeable in a reservoir in which hydrogen water is reserved. , to fill the surroundings of the reservoir in which the collected spermatozoa are stored with hydrogen water.
  • the hydrogen molecules dissolved in the hydrogen water can activate the motility of the sperm that is still stored in the reservoir of the semen collection container that the patient has used for semen collection at home or the like. .
  • This process for activating sperm motility is easy to handle, and can be done in the culture room before artificial insemination and other procedures are performed by embryologists with advanced expertise. In short, since the activation treatment can be performed before the sperm is collected from the sperm collection container, there is no risk of deteriorating the sperm, and sufficient time can be secured for activating the motility of the sperm. .
  • the semen collection container is of a form that facilitates semen collection and allows sperm to be stored in a small-capacity reservoir after semen collection, deterioration of sperm during transportation and storage can be suppressed, and It is possible to increase the surface area of the reservoir in contact with the hydrogen water in the water reservoir, and to promote the activation of sperm motility by hydrogen.
  • the storage part of the semen collection container suitable for semen collection, transport, and sperm motility activation treatment with hydrogen water can be made of polypropylene.
  • a sperm collection container in which the collected sperm is stored in a reservoir is placed in high-concentration hydrogen water and allowed to stand for a certain period of time or longer.
  • Such a simple treatment can activate sperm motility.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the state of semen collection by a semen collection container;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the state of the semen collection container during transportation.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the state of preparation of a semen collection container;
  • It is explanatory drawing which illustrates the manufacturing method of high concentration hydrogen water. It is a perspective view explaining the external appearance of a water storage container.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the semen collection container is left standing in hydrogen water in a water storage container;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the semen collection container is left standing in hydrogen water in a water storage container;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the semen collection container is left standing in hydrogen water in a water storage container;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the semen collection container is left standing in hydrogen water in
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of a sperm motility activation processing device 1 according to the present embodiment.
  • Infertility can be caused by both women and men, but in the case of male infertility patients, semen test findings are often below the standard value.
  • Tests that men undergo include a standard semen test for the purpose of examining the function of sperm production and an advanced sperm function test 1 for the purpose of examining sperm function.
  • total motility is a test item based on the WHO laboratory manual criteria, and 40% or more is the standard value indicating normal.
  • Other test items men receive include semen volume, sperm concentration, total sperm count, forward motility rate, normal sperm morphology rate, white blood cell count, advanced sperm function test 2 (ORP test (oxidative stress level)), etc. be.
  • Asthenozoospermia means a sperm motility rate of 40% or less and a forward motility rate of 32% or less.
  • Sperm motility in healthy men is usually 60% to 80%, and it is said that fertility declines when this motility decreases.
  • the sperm motility activation processing apparatus 1 of the present embodiment includes a water storage container 2 that stores hydrogen water HW, and a sperm collection container 3 that stores collected sperm S in a storage unit 31. and
  • the water storage container 2 may be made of a material that does not allow the hydrogen molecules (H 2 ) dissolved in the hydrogen water HW to pass therethrough.
  • H 2 hydrogen molecules
  • the water storage container 2 is made of stainless steel, aluminum, aluminum alloy, or the like, hydrogen will not permeate.
  • the shape of the water storage container 2 for example, as shown in FIGS. 1 and 6, it can be formed into a cylindrical shape.
  • a configuration in which a lid 22 that can be freely opened and closed can be combined with a cylindrical body portion 21 having a bottom can be used.
  • the lid 22 closed to the body portion 21 is fixed by fasteners 23 so that the lid 22 does not open during processing.
  • the hydrogen dissolved in the hydrogen water HW is released and the pressure inside the water storage container 2 increases, so the lid 22 is firmly fixed with the fasteners 23 .
  • At least the reservoir 31 of the semen collection container 3 is made of a material through which hydrogen molecules (H 2 ) dissolved in the hydrogen water HW can permeate.
  • a material through which hydrogen molecules (H 2 ) dissolved in the hydrogen water HW can permeate.
  • hydrogen molecules (H 2 ) dissolved in the hydrogen water HW can permeate.
  • polypropylene, polyethylene terephthalate polyester (PET), polyethylene and the like can be used.
  • the hydrogen in the hydrogen water HW stored inside will not leak out of the water storage container 2, which is made of a material that does not allow hydrogen to permeate.
  • the wall of the reservoir 31 of the semen collection container 3 that is left still in the hydrogen water HW allows only hydrogen dissolved in the hydrogen water HW to permeate.
  • the sperm S in the reservoir 31 can be activated by hydrogen simply by arranging the semen collection container 3 in the water reservoir 2 .
  • the semen collection container 3 includes a container body 32 having a reservoir 31 for storing sperm S, and an inner lid 33 for making the reservoir 31 a closed space after semen collection.
  • the container body 32 is integrally formed with a conical inner container 321 for containing the sperm S and a cylindrical outer container 322 for covering the inner container 321 .
  • a transparent or translucent container body 32 integrally molded from polypropylene will be described.
  • the inner lid 33 is also molded in a truncated cone shape from polypropylene.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a specific example in which the inner lid 33 is fitted inside the inner container 321 of the container body 32 .
  • the inner peripheral surface of the tapered portion (truncated conical portion) of the inner container 321 and the outer peripheral surface of the inner lid 33 have substantially the same shape, and the inclination angle of the tapered portion with respect to the axis of the container body 32 is from 10°. It can be about 30°.
  • the storage part 31 corresponds to the space surrounded by the lower part of the inner container 321 and the bottom surface of the inner lid 33 . That is, the outer peripheral surface of the inner lid 33 is in close contact with the truncated cone-shaped inner peripheral surface above the storage portion 31 formed in the cylindrical shape in the inner container 321 , and the bottom surface of the inner lid 33 is in contact with the storage portion 31 . It becomes the ceiling surface.
  • the volume of the reservoir 31 may be formed to be slightly larger than 10cc.
  • the inner peripheral surface of the inner container 321 and the inner surface of the reservoir 31 are mirror-finished so that semen is less likely to adhere to the wall surface.
  • the inner lid 33 When the screw groove of the grip part 331 is screwed into the screw groove of the container body 32, the inner lid 33 is firmly fixed to the container body 32, and the cylindrical reservoir 31 with the bottom and the bottom surface of the inner lid 33 are connected.
  • the sperm S enclosed in the space surrounded by is transported to a medical institution without being exposed to air or leaking.
  • the periphery of the inner container 321 that accommodates the sperm S in this manner is covered with a cylindrical outer container 322 .
  • the bottom opening of the outer container 322 is closed by the bottom lid 34, and the top opening of the inner lid 33 attached to the container body 32 is closed by the top lid 35.
  • an air layer is formed around the reservoir 31 . That is, air is sealed in the gap between the outer container 322 and the inner container 321 in the double structure by the lower lid 34 , and air is sealed in the inner space of the inner lid 33 by the upper lid 35 . Due to the heat insulation effect of such an air layer, it is possible to suppress the temperature change of the reservoir 31 .
  • the upper lid 35 and the lower lid 34 are detachable as shown in FIG. is removed, the outside of the inner container 321 is covered with the outer container 322, so that the protection performance of the storage part 31 can be enhanced. Also, by attaching the lower lid 34, it is possible to protect the collection portion 311 of the storage portion 31 formed thin as described later.
  • the hydrogen water HW stored in the water storage container 2 can be used regardless of how it is manufactured, as long as the predetermined concentration can be secured.
  • the hydrogen water HW used has a hydrogen concentration of 3.5 ppm to 7 ppm, preferably 5 ppm to 7 ppm.
  • a small tube 43 such as a test tube is placed in a pressure-resistant bottle 4 such as a pressure-resistant PET bottle, and a hydrogen generating agent 41 is placed therein.
  • the upper end of the small tube 43 is closed with a check valve 44 to prevent surrounding water from entering the small tube 43.
  • the purified water 42 has a super saturated concentration of 7ppm-10ppm (7mg/L- 10 mg/L) hydrogen molecules dissolve. At this time, a pressure of about 5 to 6.5 atmospheres is acting inside the pressure-resistant bottle 4 .
  • a diameter of about 70 mm to 150 mm and a height of about 110 mm to 160 mm can be used. Since the container body 32 of the semen collection container 3 has a diameter of about 50 mm to 100 mm and a height of about 70 mm to 150 mm, the size of the water storage container 2 can be determined according to the amount of hydrogen water HW to be stored. .
  • FIG. 7 shows a state in which the semen collection container 3 is placed in the water storage container 2 and the hydrogen water HW is stored.
  • a notch 322a is provided in the lower portion of the outer container 322 of the container body 32 as necessary to obtain hydrogen water. It is possible to make it easier for the HW to wrap around the inside of the outer container 322 as well.
  • the shape of the notch 322a is illustrated as an isosceles triangle, the shape and size are not limited to this, and the number of notches can be set arbitrarily.
  • the outer container 322 may be preliminarily provided with a perforation line for the notch 322a so that the outer container 322 can be easily cut off.
  • the semen collection container 3 can be stabilized in the hydrogen water HW in addition to the effect of providing the notch 322a.
  • the storage part 31 in which the sperm S is stored can be filled with the hydrogen water HW in all directions.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the state of treatment for recovering sperm S from the semen collection container 3 taken out from the water storage container 2 after the sperm motility activation treatment.
  • a collecting portion 311 is provided at the center of the bottom portion of the inner container 321 that serves as the storage portion 31 .
  • the collection part 311 is a circular thin-walled part formed so as to be easily perforated by the needle 51 (cannula) of the syringe 5 for collecting the sperm S.
  • the recovery part 311 is formed to have a diameter of, for example, about 1 mm and a thickness of about 0.1 mm, which is thinner than the surroundings.
  • step S1 the patient collects sperm S using the semen collection container 3 at home or in the waiting room of a medical institution.
  • the semen collection container 3 has a funnel-shaped opening above the inner container 321, which facilitates semen collection.
  • the sperm S ejaculated toward the inner container 321 of the container body 32 with the lower lid 34 attached flows down along the mirror-finished inner peripheral surface of the inner container 321 and is stored in the reservoir 31 . If the container main body 32 is transparent or translucent, the patient can easily visually confirm that the sperm S is stored in the storage part 31 and the amount of semen collected.
  • the patient quickly fits the inner lid 33 with the upper lid 35 attached to the container body 32 and screws it to firmly fix the inner lid 33 to the container body 32 .
  • the sperm S after sperm collection will not come into contact with the air, and the deterioration of the sperm S due to oxidation can be suppressed.
  • the lower lid 34 and the upper lid 35 are fitted to the container main body 32 to form an air layer around the reservoir 31 . Due to the heat insulating effect of this air layer, the temperature of the sperm S stored in the storage part 31 can be kept at an appropriate temperature. Furthermore, during transportation, the sperm collection container 3 can be stored in an external container made of a heat insulating material such as Styrofoam, or adjusted with a heat storage material or a cooling agent, etc., so that the temperature suitable for storing the sperm S (for example, 25 °C to 35°C). A heat storage material or the like can be placed in the space surrounded by the inner lid 33 and the upper lid 35 .
  • a heat storage material or the like can be placed in the space surrounded by the inner lid 33 and the upper lid 35 .
  • step S2 the semen collection container 3 is transported to a medical institution in a state where temperature changes are unlikely to occur.
  • hydrogen water having a predetermined concentration for example, hydrogen water HW having a hydrogen concentration of 7 ppm
  • a water storage container 2 are prepared in advance (step S3).
  • step S6 the lid 22 of the water storage container 2 is opened and the semen collection container 3 is placed therein. Also, as shown in FIG. 5, the hydrogen water HW produced in the pressure-resistant bottle 4 is poured into the water storage container 2 .
  • This hydrogen water HW contains dissolved hydrogen molecules of 7ppm-10ppm, which becomes a supersaturated concentration under high pressure. Therefore, as shown in FIG. 7, the semen collection container 3 can be immersed in the desired concentration of hydrogen water HW.
  • the lid 22 of the water storage container 2 After filling the hydrogen water HW, the lid 22 of the water storage container 2 is closed, and the lid 22 is fixed with the fastener 23 so that it does not open, and then left to stand for two hours (step S7).
  • the standing time can be 1 hour to 2 hours, or 2 hours or more.
  • the sperm S was kept in the sperm collection container 3 at 10°C, which is lower than the temperature suitable for storing the sperm S (for example, about 25°C to 35°C). and left for 2 hours. It can be said that this assumes various conditions during transportation to a medical institution after semen collection.
  • the semen collection container 3 was placed in hydrogen water HW with a hydrogen concentration of 7 ppm, and the semen collection container 3 was allowed to stand for 2 hours.
  • “Pattern 2” shows the experimental results of the sperm S in which the sperm S placed in the sperm collection container 3 was left in an environment of 10°C for 2 hours and then treated with the hydrogen water HW described above for 2 hours.
  • “Pattern 4" is the sperm collection container 3 placed in a highly heat-insulating outer container, left in an environment of 10 ° C. for 2 hours, and then treated with the above-described hydrogen water HW for 2 hours. Experimental results are shown.
  • Patent 2 and “Pattern 4" in FIG. 11 show the results of the treatment of leaving the semen collection container 3 in the hydrogen water HW with a hydrogen concentration of 7 ppm for 2 hours.
  • Figure 11 shows the maximum and minimum values of sperm motility (%), and the range of 0.25-0.75 around the median (0.5). are shown in bold.
  • sperm S collected by the syringe 5 is transferred to a spirits tube, it is subjected to sperm processing such as filtration and preparation, and assisted reproductive methods such as artificial insemination (AIH), in vitro fertilization (IVF), and intracytoplasmic insemination (ICSI). It is used for medical treatment (ART) (step S9).
  • AIH artificial insemination
  • IVF in vitro fertilization
  • ICSI intracytoplasmic insemination
  • the apparatus for activating sperm motility 1 of the present embodiment configured as described above has a reservoir 31 in which the hydrogen of the hydrogen water HW is permeable in the reservoir 2 in which the hydrogen water HW is stored.
  • the semen vessel 3 By arranging the semen vessel 3, the surroundings of the storing part 31 containing the collected sperm S are filled with the hydrogen water HW.
  • the sperm S that is in the storage part 31 of the semen collection container 3 that the patient has used for semen collection at home or the like, oxidation and the intrusion of dust that occur when the sperm S is taken out are prevented.
  • the movement of the sperm S can be activated by the hydrogen molecules dissolved in the hydrogen water HW without incurring any risk.
  • the semen collection container 3 is of a form that facilitates semen collection and can accommodate the sperm S in the storage part 31 with a small volume after semen collection, deterioration of the sperm S during transportation and storage is suppressed.
  • the surface area of the storage part 31 in contact with the hydrogen water HW in the water storage container 2 can be increased, and the activation of motility of the sperm S by hydrogen can be further promoted.

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Abstract

採精されたままの状態の精子に対して、取り扱いが容易な処理で、精子の運動を活性化させることができる精子運動活性化処理装置を提供する。　採精された精子（Ｓ）の運動を活性化させるための精子運動活性化処理装置（１）は、水素水（ＨＷ）の貯留が可能で蓋（２２）を有するとともに、溶解された水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器（２）と、採精された精子が収容されるとともに水素の透過が可能な素材によって形成された貯留部（３１）を有する採精容器（３）とを備えている。　そして、貯水容器の中に採精容器が配置されることによって、貯留部の周囲に水素水が充満される。

Description

精子運動活性化処理装置及び精子運動活性化処理方法
　本発明は、採精された精子の運動を活性化させるための精子運動活性化処理装置及び精子運動活性化処理方法に関するものである。
　人工授精（AIH：Artificial Insemination of Husband）、体外受精（IVF：In Vitro Fertilization）、顕微授精（ICSI：Intracytoplasmic sperm injection）などの生殖補助医療（ART：Assisted Reproductive Technology）の現場では、採精容器に精子を採取し、その採精容器を患者が自宅から医療機関まで持参することが行われている。
　そして、医療機関では、精子検査や所定の処置を行うまでの間、患者が持参した精液を採精容器に収容した状態で保管している。採取した精子は、持ち運び時間や保管時間が長くなればなるほど、採精容器内の空気との接触による酸化や温度変化の影響を受け易くなり、精子のエイジング（老化）が進み、生殖補助医療における受精着床の精度に影響することになる。
　そこで、特許文献１に開示されているように、精子の劣化の抑制効果に優れ、しかも精子を効率的に回収することが可能な採精容器が開発されている。このような採精容器を使って自宅などで採精された精子は、運搬時の劣化が抑えられた状態で医療機関に持ち込まれ、保管される。
　ところで不妊治療の成功率は、精子の運動率を活性化させることで向上させることができる。上記した特許文献１に記載された採精容器を使用することで、精子の運搬時や保管時の劣化を抑制することはできるが、別の採精容器を使用したり、採精後に医療機関に持ち込むまでに長時間が経過したり温度の影響を受けたりすると、精子の機能が劣化することがある。
　そして、男性不妊症の患者は、精液検査の所見が基準値を下回る場合が多く、運動率が低い精子は人工授精や体外受精に使用することができないこともある。そこで、特許文献２に開示されているように、水素分子を１(v/v)％以上含む気体、又は水素分子を飽和溶解度の１％以上含む液体に、直接、精子含有液を接触させることで、精子の運動性を改善させることが行われている。
特開２０１９－１２６４５３号公報 特許第６５７２１２９号公報
　しかしながら、特許文献２に開示された手法は、水素ガスや、水素ガスをバブリングなどにより生理食塩水等に溶解させた液体を、採精容器から取り出されて精子処理された後の精子懸濁液に、直接、接触させるものである。採精容器からの精子の回収は、培養室で専門の知識を有する者（胚培養士）によって行われる処置で、早い段階から専門性が高い処理が必要になるうえに、精子を劣化させるリスクを伴う処理でもある。
　そこで、本発明は、採精されたままの状態の精子に対して、取り扱いが容易な処理で、精子の運動を活性化させることができる精子運動活性化処理装置及び精子運動活性化処理方法を提供することを目的としている。
　前記目的を達成するために、本発明の精子運動活性化処理装置は、採精された精子の運動を活性化させるための精子運動活性化処理装置であって、水素水の貯留が可能で蓋を有するとともに、溶解された水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器と、採精された精子が収容されるとともに前記水素の透過が可能な素材によって形成された貯留部を有する採精容器とを備え、前記貯水容器の中に前記採精容器が配置されることによって、前記貯留部の周囲に前記水素水が充満されることを特徴とする。
　ここで、前記採精容器は、精子を収容する内容器及び前記内容器を被覆する外容器を有する容器本体と、前記内容器の容積を小さくするように前記内容器の内部に挿入される内蓋とを備えており、前記水素水は、前記内容器の周囲及び前記内蓋の内部に充填される構成とすることができる。
　また、前記水素水は、水素濃度が3.5ppmから7ppmであることが好ましい。さらに、前記採精容器の前記貯留部は、ポリプロピレンによって形成されていることが好ましい。
　そして、精子運動活性化処理方法の発明は、採精された精子の運動を活性化させるための精子運動活性化処理方法であって、水素濃度が3.5ppmから7ppmとなる水素水の貯留が可能で蓋を有するとともに、溶解された水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器を準備するステップと、採精された精子が収容されるとともに前記水素の透過が可能な素材によって形成された貯留部を有する採精容器を前記貯水容器の前記水素水の中に配置するステップと、前記貯水容器の前記蓋をして、2時間以上静置させるステップとを備えたことを特徴とする。
　このように構成された本発明の精子運動活性化処理装置は、水素水が貯留された貯水容器の中に、水素水の水素の透過が可能な貯留部を有する採精容器を配置させることで、採精された精子が収容された貯留部の周囲に水素水を充満させる。
　すなわち、患者が自宅などで採精に使用した採精容器の貯留部に収容されたままの状態の精子に対して、水素水に溶解された水素分子により精子の運動を活性化させることができる。
　こうした精子運動の活性化処理は、取り扱いが容易な処理で、培養室で高度な専門知識を有する胚培養士が人工授精などの処置を行う前の段階から、行っておくことができる。要するに、採精容器から精子を回収する前に活性化処理を行うことができるので、精子を劣化させるリスクがなく、精子の運動性を活性化させるための時間も、充分に確保することができる。
　特に、採精容器が、採精がしやすいうえに、採精後に容積が小さい貯留部に精子を収容できる形態のものであれば、運搬時や保管時の精子の劣化を抑制できるうえに、貯水容器の中で水素水に接触する貯留部の表面積を広くすることができ、水素による精子の運動性の活性化を促進させることができる。
　また、貯水容器に貯留される水素水の水素濃度が高濃度であれば、精子運動率が増加する可能性を、より高めることができる。このように、採精、運搬及び水素水による精子運動活性化処理に適した採精容器の貯留部は、ポリプロピレンによって形成することができる。
　そして、精子運動活性化処理方法の発明では、高濃度の水素水の中に、採精されたままの精子が貯留部に収容された採精容器を配置して、一定時間以上、静置させる。このような簡単な処理で、精子の運動を活性化させることができる。
本発明の実施の形態の精子運動活性化処理装置の概要を示した説明図である。 採精容器による採精状況を模式的に示した説明図である。 運搬時の採精容器の状態を説明する断面図である。 採精容器の準備状況を模式的に示した説明図である。 高濃度の水素水の製造方法を例示する説明図である。 貯水容器の外観を説明する斜視図である。 貯水容器の水素水の中に採精容器を静置させた状態を例示する説明図である。 採精容器から精子を回収する処置を示した説明図である。 本発明の実施の形態の精子運動活性化処理方法の処理の流れを説明するフローチャートである。 複数の検体を使って精子運動率の変化を確認した実験結果を説明するグラフである。 条件の違いによる精子運動率の違いを確認した実験結果を説明するグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の精子運動活性化処理装置１の概要を示した説明図である。
　不妊原因は、女性側、男性側の双方に原因があり得るが、男性不妊症の患者の場合、精液検査の所見が基準値を下回る場合が多い。男性が受ける検査としては、造精機能を調べる目的の標準精液検査、精子機能を調べる目的の高度精子機能検査1などがある。標準精液検査では、WHOラボマニュアル基準に基づいて総運動率が検査項目となり、40％以上が正常を示す基準値となる。この他にも男性が受ける検査項目には、精液量、精子濃度、総精子数、前進運動率、正常精子形態率、白血球数、高度精子機能検査2（ORP検査（酸化ストレスレベル））などがある。
　そして、精子の運動性が低い場合は、精子無力症と診断される。精子無力症とは、精子運動率が40%以下、前進運動率が32％以下のことをいう。健常男性の精子運動率は、通常60％－80％で、この運動率が低下すると受精能が落ちると言われている。
　そこで、採精された精子の運動を活性化させるために、本実施の形態の精子運動活性化処理装置１を使った処置を行う。本実施の形態の精子運動活性化処理装置１は、図１に示すように、水素水ＨＷを貯留する貯水容器２と、採精された精子Ｓが貯留部３１に収容される採精容器３とを備えている。
　貯水容器２は、水素水ＨＷに溶解された水素分子（Ｈ２）を透過させることのない素材によって形成されていればよい。例えば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金などによって製作された貯水容器２であれば、水素を透過させてしまうことはない。
　貯水容器２の形状としては、例えば図１及び図６に示すように、円筒形に成形することができる。例えば、底のある円筒形の胴体部２１に対して、開閉自在の蓋２２を組み合わせた形態にすることができる。
　また、蓋２２が処理中に開かないように、胴体部２１に対して閉じられた蓋２２は、留め具２３によって固定される。処理中は、水素水ＨＷに溶解された水素が放出されて、貯水容器２の内部の圧力が高まることになるので、留め具２３によって蓋２２をしっかりと固定させる。
　これに対して、採精容器３の少なくとも貯留部３１は、水素水ＨＷに溶解された水素分子（Ｈ２）の透過が可能な素材によって形成される。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート・ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンなどが使用できる。
　要するに、水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器２の外には、内部に貯留された水素水ＨＷの水素が漏れ出すことがない。他方、水素水ＨＷの中に静置された採精容器３の貯留部３１の壁は、水素水ＨＷに溶解された水素のみを透過させる。この結果、貯水容器２の中に採精容器３を配置するだけで、貯留部３１の精子Ｓを水素によって活性化させることができるようになる。
　以下では、採精容器３について詳述する。採精容器３は、図２に示すように、精子Ｓを収容する貯留部３１を有する容器本体３２と、採精後に貯留部３１を密閉空間にするための内蓋３３とを備えている。
　容器本体３２は、精子Ｓを収容する円錐状の内容器３２１と、内容器３２１の周囲を被覆する円筒状の外容器３２２とが一体に成形されている。ここでは、ポリプロピレンによって一体に成型された、透明又は半透明の容器本体３２について説明する。
　一方、内蓋３３も、ポリプロピレンによって截頭円錐状に成型されている。図３に、容器本体３２の内容器３２１の内側に、内蓋３３を嵌め合わせた具体例の断面図を示した。内容器３２１のテーパー部分（截頭円錐形部分）の内周面と、内蓋３３の外周面とは、ほぼ同じ形状であり、容器本体３２の軸線に対するテーパー部分の傾斜角度は、10°から30°程度にすることができる。
　貯留部３１は、内容器３２１の下部と内蓋３３の底面に囲まれた空間が該当する。すなわち、内容器３２１において円筒状に形成される貯留部３１より上部の截頭円錐状の内周面には、内蓋３３の外周面が密着し、内蓋３３の底面は、貯留部３１の天井面となる。
　ここで、精子（精液）の１回の採精量は、3cc-10cc程度であることから、貯留部３１の容積も、10ccより少し大きくなる程度に形成されていればよい。また、内容器３２１の内周面及び貯留部３１の内面は、精液が壁面に付着しにくくなるように、鏡面加工が施されている。
　そして、内容器３２１の容積を小さくするように、内容器３２１の内部に挿入される内蓋３３の上縁には、容器本体３２の上縁に設けられたネジ溝と噛み合うネジ溝を有する把持部３３１が設けられる。把持部３３１の内側には、必要に応じてパッキンなどを設けてもよく、これによって精子Ｓの漏れや外気の侵入を防止する効果を高めることができる。
　この把持部３３１のネジ溝を、容器本体３２のネジ溝にねじ込むと、容器本体３２に対して内蓋３３がしっかりと固定され、底のある円筒状の貯留部３１と内蓋３３の底面とに囲まれた空間に封入された精子Ｓは、空気に触れたり漏れたりすることなく医療機関まで運搬される。
　このようにして精子Ｓが収容される内容器３２１の周囲は、円筒状の外容器３２２によって覆われている。そして、運搬時には、外容器３２２の下面開口は下蓋３４で塞がれ、容器本体３２に装着された内蓋３３の上面開口は、上蓋３５で塞がれる。
　この結果、貯留部３１の周囲には空気層が形成されることになる。すなわち、外容器３２２と内容器３２１との二重構造の隙間には、下蓋３４によって空気が封入され、内蓋３３の内空には、上蓋３５によって空気が封入される。こうした空気層の断熱効果によって、貯留部３１の温度変化を抑制することができる。
　ここで、上蓋３５及び下蓋３４は、図４に示すように着脱自在であって、医療機関に到着後に、精子運動活性化処理を行ったり、精子Ｓを回収する際（図８参照）には、取り外されるが、内容器３２１の外側が外容器３２２で覆われていることによって、貯留部３１の保護性能を高めることができる。また、下蓋３４を装着することによって、後述するように薄肉に形成される貯留部３１の回収部３１１を保護することができる。
　貯水容器２に貯留される水素水ＨＷについては、所定濃度が確保できるのであれば、どのようにして製造されたものであっても使用することができる。例えば、水素水ＨＷは、水素濃度が3.5ppmから7ppm、好ましくは5ppmから7ppmとなるものを使用する。
　例えば、水素濃度7ppmの水素水ＨＷを作る方法について、図５を参照しながら説明する。常温で常圧下における水素分子（Ｈ２）の水への溶解度（飽和濃度）は、1.6ppm(1.6mg/L)なので、これよりも濃度の高い水素水ＨＷを製造するには、水に圧力をかけた状態にする必要がある。
　例えば、耐圧型ペットボトルなどの耐圧ボトル４に、試験管などの小管４３を配置し、その中に水素発生剤４１を入れる。小管４３の上端は逆止弁４４で塞ぎ、小管４３の中には周囲の水が入らないようにする。
　また、耐圧ボトル４の内空の小管４３の周囲には、精製水４２を充填する。水素発生剤４１に少量の水を加えると、化学反応を起こして水素ガスを発生することになるが、小管４３の開口を逆止弁４４で塞いでいるため、小管４３の中から水素（Ｈ２）だけが上方に抜け出して、耐圧ボトル４の内部に充満されて精製水４２が加圧されることになる。
　また、次々と発生する水素ガスによって、耐圧ボトル４の中では水素ガスの循環が起き、24時間程度静置することで、精製水４２には超飽和濃度となる7ppm-10ppm(7mg/L-10mg/L)の水素分子が溶け込む。このとき、耐圧ボトル４の内部には、5気圧から6.5気圧程度の圧力が作用している。
　このようにして製造した水素水ＨＷを貯留させる貯水容器２は、例えば図６に示すような円筒状のステンレス容器によって形成される。貯水容器２は、処理中の温度変化を防ぐために、二重構造など保温性の高い構造となっていることが好ましい。
　また、貯水容器２の大きさとしては、直径が70mm-150mm程度、高さが110mm-160mm程度のものが使用できる。採精容器３の容器本体３２が、直径50mm-100mm程度、高さが70mm-150mm程度の大きさとなるので、貯留する水素水ＨＷの量に合わせて、貯水容器２の大きさを決めればよい。
　図７は、貯水容器２の中に採精容器３を配置し、水素水ＨＷを貯留した状態を示している。この図に示すように、下蓋３４と上蓋３５を外した採精容器３に対しては、容器本体３２の外容器３２２の下部に、必要に応じて切込み部３２２ａを設けることで、水素水ＨＷを外容器３２２内側にも回り込みやすくすることができる。この切込み部３２２ａの形状は、図示では二等辺三角形状にしているが、この形状や大きさに限定されるものではなく、設ける数についても任意に設定することができる。また、外容器３２２に、予め切込み部３２２ａの切り取り線を設けておき、切り取りやすくすることもできる。
　水素水ＨＷは、内蓋３３の内部にも充填されるので、切込み部３２２ａを設けたことによる効果と併せて、水素水ＨＷの中で採精容器３を安定させることができる。そして、このようにして貯水容器２の中に採精容器３を設置することで、精子Ｓが収容された貯留部３１の全方向の周囲を水素水ＨＷで充満させることができる。
　図８は、精子運動活性化処理後に貯水容器２から取り出された採精容器３から、精子Ｓを回収する処置の状況を示した説明図である。貯留部３１となる内容器３２１の底部の中央には、回収部３１１が設けられている。
　回収部３１１は、精子Ｓを回収するシリンジ５の針５１（カヌラ）によって穿孔しやすいように形成された円形の薄肉部である。回収部３１１は、例えば直径1mm程度で、厚さ0.1mm程度に周囲より薄肉にして形成される。
　次に、本実施の形態の精子運動活性化処理方法について、図９に示したフローチャートを参照しながら説明する。
　ステップＳ１では、患者は自宅や医療機関の控室などで、採精容器３を使用して精子Ｓを採取する。採精容器３は、図２に示すように、内容器３２１の上方の投入口が漏斗状に広がっているので、採精が行いやすい。
　下蓋３４が付いた状態の容器本体３２の内容器３２１に向けて射精された精子Ｓは、鏡面加工された内容器３２１の内周面に沿って流れ落ち、貯留部３１に収容される。容器本体３２が透明又は半透明であれば、精子Ｓが貯留部３１に収容されていることや採精量を、患者自身が目視で簡単に確認することができる。
　患者は、採精後に素早く上蓋３５が付いた状態の内蓋３３を容器本体３２に嵌め合わせて、ねじ込むことで容器本体３２に内蓋３３をしっかりと固定する。こうすることで、採精後の精子Ｓが空気に接触することがなくなり、酸化による精子Ｓの劣化を抑制することができる。
　採精容器３は、保管時や運搬時には、下蓋３４と上蓋３５とが容器本体３２に嵌められていて、貯留部３１の周囲に空気層が形成されている。この空気層の断熱効果によって、貯留部３１に収容された精子Ｓの温度を、適度な温度に保つことができる。さらに運搬時には、採精容器３を発泡スチロールなどの断熱材によって形成された外部容器に収納したり、蓄熱材や保冷剤などで調整したりすることで、精子Ｓの保管に適した温度（例えば25℃から35℃程度）に保つことができる。蓄熱材等は、内蓋３３と上蓋３５とに囲まれた空間に入れることができる。
　このように温度変化が起きにくい状態にして、採精容器３は医療機関まで運搬される（ステップＳ２）。医療機関では、予め所定濃度の水素水（例えば水素濃度7ppmの水素水ＨＷ）と、貯水容器２が準備されている（ステップＳ３）。
　また、医療機関に持ち込まれた採精容器３に対しては、図４に示すように、採精容器３から上蓋３５と下蓋３４を外し（ステップＳ４）、必要に応じて外容器３２２の下部には、切込み部３２２ａを設ける（ステップＳ５）。
　ステップＳ６では、貯水容器２の蓋２２を開いて、その中に採精容器３を入れる。また、図５に示すように耐圧ボトル４で製造された水素水ＨＷを、貯水容器２に注ぐ。この水素水ＨＷには、高圧下で超飽和濃度となる7ppm-10ppmの水素分子が溶解されているが、溶解した水素分子は、貯水容器２に注いでもすぐには大気に放出されることはないので、図７に示すように、所望する濃度の水素水ＨＷの中に採精容器３を浸すことができる。
　水素水ＨＷの充填後に貯水容器２の蓋２２をして、留め具２３で蓋２２が開かないように固定したのちに、2時間、静置させる（ステップＳ７）。この静置させる時間は、1時間から2時間、あるいは2時間以上とすることができる。
　ここで、水素濃度7ppmの水素水ＨＷの中に、採精容器３を2時間、静置したときの精子運動率（％）の変化について調べた実験結果を、図１０を使って説明する。精子Ｓは、検体差が大きいため、今回の実験では7つの検体を使用して実験を行った。グラフの横軸に記した「開始時」とは、採精直後の状態を示す。開始時においても、精子運動率は、検体によって30％から80％のばらつきを示している。
　続いて、水素水ＨＷによる活性化処理の効果を明確にするために、精子Ｓの保管に適した温度（例えば25℃から35℃程度）よりも低い10℃で採精容器３に入れたままの状態にして、2時間、放置した。これは、採精後に医療機関まで運搬される間の様々な状態を想定しているとも言える。
　この10℃で2時間の放置によって、採精容器３に入れたままであっても、精子運動率は、すべての検体で10％以下に低下した。そこで、採精容器３ごと水素濃度7ppmの水素水ＨＷの中に入れ、そのまま採精容器３を2時間静置させる処置を行った。
　この結果、7つの検体の中で、2つの検体（#3,#6）については、精子運動率の顕著な改善が見られた。詳細には、10％以下に低下した精子運動率が30％から40％に改善した。運搬時も精子Ｓの保管に適した温度に保たれていれば、水素水ＨＷの処理により、正常値である40％以上の総運動率を達成できる検体が増えることが想定できる。
　そこで、条件を変えて、精子運動率（％）の違いを確認する実験を行った。その実験結果を図１１に示す。ここで、「パターン１」は、採精容器３に入れた精子Ｓを、10℃の環境下に2時間放置した後、さらに常温環境で2時間放置した精子Ｓの実験結果を示している。また、「パターン３」は、採精容器３を断熱性の高い外部容器に入れて、10℃の環境下に2時間放置した後、さらに常温環境で2時間放置した精子Ｓの実験結果を示している。
　一方、「パターン２」は、採精容器３に入れた精子Ｓを、10℃の環境下に2時間放置した後、上述した水素水ＨＷによる処理を2時間行った精子Ｓの実験結果を示している。また、「パターン４」は、採精容器３を断熱性の高い外部容器に入れて、10℃の環境下に2時間放置した後、上述した水素水ＨＷによる処理を2時間行った精子Ｓの実験結果を示している。
　すなわち、図１１の「パターン２」と「パターン４」が、水素濃度7ppmの水素水ＨＷの中に採精容器３を2時間静置させる処置を行った結果を示している。実験は、それぞれのパターンで10の検体を使用して行い、図１１には、精子運動率（％）の最大値と最小値を示すとともに、中央値(0.5)の周囲の0.25-0.75の範囲を太くして示した。
　これらの結果を見ると、水素水ＨＷによる処理（「パターン２」，「パターン４」）を行うことによって、精子運動率が全体的に高くなることが確認できた。また、水素水ＨＷによる処理を行う前は、採精容器３に精子Ｓを保存しておくだけで、精子Ｓの運動率を再び活性化させることが充分に可能であることも確認できた（「パターン２」と「パターン４」との比較を参照）。
　ステップＳ８では、所定の時間、水素水ＨＷによる処理を行った採精容器３を貯水容器２から取り出して、図８に示すように、シリンジ５の針５１を貯留部３１の回収部３１１に挿し込んで、貯留部３１に収容された精子Ｓをシリンジ５に回収する。この際、内蓋３３は嵌めたままの状態で良いので、精子Ｓと外気との接触を避けることができ、精子Ｓの酸化やゴミ等の侵入を防ぐことができる。
　シリンジ５によって回収された精子Ｓは、スピリッツ管に移された後に、ろ過や調製などの精子処理がされて、人工授精（AIH）、体外受精（IVF）、顕微授精（ICSI）などの生殖補助医療（ART）に使用される（ステップＳ９）。
　次に、本実施の形態の精子運動活性化処理装置１及び精子運動活性化処理方法の作用について説明する。
　このように構成された本実施の形態の精子運動活性化処理装置１は、水素水ＨＷが貯留された貯水容器２の中に、水素水ＨＷの水素の透過が可能な貯留部３１を有する採精容器３を配置させることで、採精された精子Ｓが収容された貯留部３１の周囲に水素水ＨＷを充満させる。
　すなわち、患者が自宅などで採精に使用した採精容器３の貯留部３１に収容されたままの状態の精子Ｓに対して、精子Ｓを取り出したときに起きる酸化やゴミ等の侵入などのリスクを負うことなく、水素水ＨＷに溶解された水素分子により精子Ｓの運動を活性化させることができる。
　こうした精子Ｓの運動性の活性化処理は、取り扱いが容易な処理で、培養室で高度な専門知識を有する胚培養士が人工授精などの処置を始める前の段階から、行っておくことができる。要するに、生殖補助医療（ART）を行う前の医療機関に持ち込まれた時点から、精子Ｓを劣化させるリスクを伴うことなく、水素水ＨＷによる精子Ｓの活性化処理を始めることができる。このため、精子Ｓの運動率を活性化させるための時間も、充分に確保することができ、前進運動性や前進運動する精子の移動距離などの運動性が向上した精子Ｓに対して、専門知識を有する者が人工授精などの処置を実施することができるようになる。
　特に、採精容器３が、採精がしやすいうえに、採精後に容積が小さい貯留部３１に精子Ｓを収容できる形態のものであれば、運搬時や保管時の精子Ｓの劣化を抑制できるうえに、貯水容器２の中で水素水ＨＷに接触する貯留部３１の表面積を広くすることができ、水素による精子Ｓの運動性の活性化を、より促進させることができる。
　また、貯水容器２に貯留される水素水ＨＷの水素濃度が高濃度であれば、精子運動率が増加する可能性を、より高めることができる。このように、採精、運搬及び水素水ＨＷによる精子運動活性化処理に適した採精容器３の貯留部３１は、ポリプロピレンによって形成することができる。
　そして、本実施の形態の精子運動活性化処理方法では、高濃度の水素水ＨＷの中に、採精されたままの精子Ｓが貯留部３１に収容された採精容器３を配置して、一定時間以上、静置させるだけで良い。このような簡単な処理で、精子Ｓの運動性を活性化させることができ、受精率を高めることが可能になる。
　以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
　例えば、前記実施の形態では、具体的な採精容器３の形状を説明したが、これに限定されるものではなく、精子Ｓを収容する貯留部３１が水素透過性の素材によって形成された採精容器であれば、そのまま貯水容器に入れて、水素水ＨＷによって精子Ｓの運動性を活性化させることができる。
　また、前記実施の形態では、水素水ＨＷを水素発生剤と耐圧ボトル４を使って製造する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、市販されている水素水生成機などで製造された水素水や、市販されている水素水を使用することもできる。
［関連出願への相互参照］
　本出願は、2021年3月24日に日本国特許庁に出願された特願2021-050131に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
 

Claims (5)

  1. 　採精された精子の運動を活性化させるための精子運動活性化処理装置であって、
    　水素水の貯留が可能で蓋を有するとともに、溶解された水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器と、
    　採精された精子が収容されるとともに前記水素の透過が可能な素材によって形成された貯留部を有する採精容器とを備え、
    　前記貯水容器の中に前記採精容器が配置されることによって、前記貯留部の周囲に前記水素水が充満されることを特徴とする精子運動活性化処理装置。
  2. 　前記採精容器は、精子を収容する内容器及び前記内容器を被覆する外容器を有する容器本体と、前記内容器の容積を小さくするように前記内容器の内部に挿入される内蓋とを備えており、
    　前記水素水は、前記内容器の周囲及び前記内蓋の内部に充填されることを特徴とする請求項１に記載の精子運動活性化処理装置。
  3. 　前記水素水は、水素濃度が3.5ppmから7ppmであることを特徴とする請求項１又は２に記載の精子運動活性化処理装置。
  4. 　前記採精容器の前記貯留部は、ポリプロピレンによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の精子運動活性化処理装置。
  5. 　採精された精子の運動を活性化させるための精子運動活性化処理方法であって、
    　水素濃度が3.5ppmから7ppmとなる水素水の貯留が可能で蓋を有するとともに、溶解された水素を透過させることのない素材によって形成された貯水容器を準備するステップと、
    　採精された精子が収容されるとともに前記水素の透過が可能な素材によって形成された貯留部を有する採精容器を前記貯水容器の前記水素水の中に配置するステップと、
    　前記貯水容器の前記蓋をして、2時間以上静置させるステップとを備えたことを特徴とする精子運動活性化処理方法。
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