КАМЕРА ДЛЯ СБОРА ЯЙЦЕКЛЕТОК ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКО
CAMERA FOR COLLECTION OF EGGS WHEN CARRYING OUT ECO

Настоящее изобретение относится к камерам для яйцеклеток, используемым при сборе, осмотре и селекции яйцеклеток для проведения процедур экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), а также их системам для перекачки текучей среды (насосным системам для текучей среды). Камера для яйцеклеток при ее использовании создает эффективную замкнутую систему, заполненную текучей средой, минимизирующую изменения окружающей среды, воздействию которых подвергается отобранная яйцеклетка, а значит, максимально увеличивающую ее жизнеспособность. Система для перекачки текучей среды создает особую предпочтительную полуавтоматическую систему, предусматривающую эффективное и безопасное извлечение яйцеклетки (яйцеклеток).
Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) представляет собой процесс, при котором женская половая клетка или яйцеклетка оплодотворяется вне организма, в котором она создается по своей природе. Эта технология используется для лечения нарушений репродуктивных функций человека, а ее разновидности применяются для других животных организмов, либо для решения задач ветеринарии, либо в других коммерческих целях. У людей ЭКО главным образом используется для лечения бесплодия, но также проводится на парах, которые являются носителями генной мутации, но не являются бесплодными (например, по результатам предимплантационной генетической диагностики). ЭКО предполагает извлечение одной или более женских половых клеток (яйцеклеток) из яичников женщины, а затем соединение со спермой в соответствующей текучей среде в лабораторных условиях, чтобы обеспечить возможность оплодотворения женских половых клеток. Одна или несколько оплодотворенных женских половых клеток далее переносятся обратно в матку женщины. Обычно этот процесс включает ряд дополнительных этапов, чтобы максимально увеличить вероятность благополучного наступления беременности, например гиперстимуляцию яичников, а также специальные технологии культивирования и селекции. Однако следует понимать, что по-прежнему этому процессу присущи проблемы, уменьшающие шансы на
благополучное наступление беременности, некоторые из которых проявляются в процессе сбора женских половых клеток или яйцеклеток. В частности, специалистам в данной области техники понятно, что подвергание женских половых клеток или яйцеклеток воздействию изменений окружающей среды или физиологических изменений, например температуры (Wang и др., 2001), растворенного 02 и pH (Wilding и др. 1998; Daya и др., 1988; Cockburn и др. 1973, либо подвергание воздействию летучих органических соединений (VOC) (Legro и др., 2010) может негативно сказываться на жизнеспособности яйцеклеток. Число пациентов, проходящих процедуру ЭКО в Великобритании, ежегодно увеличивается примерно на 6,5% за последние 5 лет, при этом в 2010 году было проведено 57652 таких процедур. Несмотря на накопленный опыт число детей, рожденных в результате процедуры ЭКО, остается на относительно низком уровне и составляет лишь 25,2%. Факты свидетельствуют о том, что это главным образом связано с качеством эмбрионов, что обычно считается присущей человеку непреодолимой проблемой. Однако опыт авторов изобретения в разработке и использовании замкнутой управляемой системы для оплодотворения и культивирования эмбрионов свидетельствует о том, что число рожденных детей может быть повышено (увеличение числа случаев имплантации эмбрионов с 19,8% до 32,8%) (Hyslop и др., 2012).
Качество яйцеклеток - решающий фактор, определяющий конечный результат (Scott M. Nelson, Debbie A. Lawlor Predicting Live Birth, Preterm Delivery, and Low Birth Weight in Infants Born from In Vitro Fertilisation: A Prospective Study of 144,018 Treatment Cycles). Потенциал развития яйцеклетки может очень легко пострадать от среды культивирования, например температуры, pH и показателей токсичности воздуха. Современные способы проведения ЭКО не обеспечивают оптимальных условий окружающей среды, поскольку они подвергают яйцеклетку/эмбрион воздействию внешней среды. Тем не менее, во всем мире они считаются единственно возможным практическим решением.
Современные технологии получения женских половых клеток или яйцеклеток в процессе проведения ЭКО предполагают аспирацию
жидкости в фолликулах яичников через иглу, проходящую через вершину влагалища под контролем ультразвука. Схема такого устройства для сбора на предшествующем уровне техники показана на Фигуре 3. Комплекс ооцит-яйценосный бугорок извлекается из стенки фолликула, когда жидкость аспирируется через иглу. Аспирация управляется всасыванием с помощью ножной педали. Игла посредством трубы соединена с пробкой (показана на Фигуре 3), которая может быть вставлена в верхнюю часть пробирки. В ходе процедуры извлечения яйцеклеток для сбора фолликулярной жидкости обычно используют до 10 пробирок. Когда одна пробирка заполняется, пробку извлекают и переносят на следующую пустую пробирку, а полную пробирку запечатывают крышкой и помещают в обогреваемый блок. Процедура сбора обычно проводится в операционной, при этом пациент находится под воздействием седативных средств. Фолликулярная жидкость, содержащая яйцеклетки, затем передается от врача-клинициста врачу-эмбриологу, находящемуся в лаборатории ЭКО (передача часто осуществляется через окно), где эмбриолог обрабатывает яйцеклетки. В лаборатории ЭКО пробирки переносятся в ламинарный шкаф или шкаф II класса, или изолятор. С пробирок снимаются крышки, после чего содержимое вливается в сосуд (ёмкость) для культивирования, помещенный на подогреваемый столик микроскопа. Затем сосуд взбалтывается/приводится во вращение и рассматривается под микроскопом для идентификации яйцеклеток. Яйцеклетки собирают пипеткой, помещают в среду для их "ополаскивания", а затем помещают в сосуд для культивирования, содержащий культуральную среду под маслом. Сосуды для культивирования с яйцеклетками далее содержатся в специализированных ЭКО инкубаторах в тщательно контролируемых условиях окружающей среды.
Современный процесс извлечения яйцеклеток имеет ряд недостатков. Во-первых, при извлечении яйцеклеток из среды организма пациента, имеющей температуру 37°C, перемещении вдоль иглы и трубы, а также при сборе в пробирку происходит потеря тепла. Обогреваемый блок, в котором хранятся пробирки в ходе процедуры, не обеспечивает корректной температуры. Поскольку
используется множество пробирок, при этом пробка просто переносится из пробирки в пробирке в ходе процедуры, в пробирки поступает воздух. Поскольку используется одна и та же пробка, это может также приводить к перекрестному загрязнению и потере тепла (Фигура 5). Дополнительная потеря тепла происходит, когда яйцеклетки обрабатываются эмбриологом, т.е. когда фолликулярная жидкость переносится из пробирки в сосуд для культивирования, когда чашка для культивирования взбалтывается для определения местонахождения яйцеклеток, в течение времени, необходимого эмбриологу для идентификации яйцеклеток, а также в процессе переноса яйцеклеток в культуральную лунку под масло.
Падение температуры при переходе от фолликула до чашки для культивирования составляет 2°C-3°C. Это частично вызвано существенным охлаждением, связанным с испарением (Фигура 6). Хорошо известно, что температура – важный фактор для сохранения способности яйцеклетки к последующему делению, т.е. для жизнеспособности яйцеклетки и способности к оплодотворению.
Во-вторых, поскольку сосуд для сбора представляет собой пробирку, фолликулярная жидкость находится в пробирке, сверху которой находится воздух. Когда одна пробирка заполняется, пробку извлекают, тем самым подвергая фолликулярную жидкость воздействию воздуха и создавая риск загрязнения, подвергания воздействию летучих органических соединений, а также колебанию уровня pH при равновесии с СО2 атмосферного воздуха.
В-третьих, идентификация яйцеклетки эмбриологом часто затруднена присутствием клеточных элементов крови и сгустков крови в фолликулярной жидкости. Это может увеличивать время, в течение которого яйцеклетки подвергаются воздействию окружающей среды. Это может также приводить к захвату яйцеклетки в кровяном сгустке, так что ее невозможно идентифицировать.
Наконец, современная процедура накладывает ограничения в плане физического соседства и отдаленности по времени между работой врача-клинициста и врача-эмбриолога. Задачи, выполняемые врачом-клиницистом и врачом-эмбриологом, независимы и выполняются последовательно. Женщина приглашается в
операционную, эмбриолог проводит ее идентификацию, после чего проводится процедура. Эмбриологу требуется неодинаковое время для обработки собранной фолликулярной жидкости и это обычно занимает большее времени, чем оперативное вмешательство. Чтобы не допустить ошибочной идентификации яйцеклеток, следующая женщина не может быть приглашена в операционную, пока вся фолликулярная жидкость предыдущей женщины не будет проверена, а яйцеклетки помещены в инкубатор. Таким образом, происходит задержка времени приема пациентов, поскольку, несмотря на то, что время операционного вмешательства 10 минут, задержка между приемом пациентов составляет 30 минут, что снижает эффективность работы сотрудников.
Фолликулярная жидкость должна немедленно направляться в лабораторию, что требует тесной физической связи между подразделениями, а это ограничивает планировку рабочей площадки и свободу действий. Для уменьшения рисков снижения жизнеспособности яйцеклеток, описанных выше, в наличии должен быть эмбриолог, чтобы отделить яйцеклетки немедленно по завершении процедуры извлечения яйцеклеток, при этом лаборатория эмбриологии часто находится по соседству с клиникой. Предпочтительно создать систему, которая позволит хранить собранные яйцеклетки до нескольких часов после сбора без ущерба для них, чтобы эмбриологи могли выполнять свою работу вне зависимости от графика работы клинического отделения. Деятельность в области ЭКО регулируется органом, свод правил которого требует, чтобы медицинские учреждения обладали эффективной системой наблюдения для идентификации и отслеживания перемещения гамет и эмбрионов при проведении процедур в клиническом отделении/лаборатории и недопущения несовпадений. Хотя электронная регистрация становится обычной процедурой в ряде центров по лечению бесплодия, она редко применяется в операционной из-за необходимости использования нескольких пробирок на одного пациента. Камера для яйцеклеток позволяет помечать один сосуд на одного пациента, а значит, делает электронную регистрацию в операционной в большей степени выполнимой, что снижает риск ошибочной идентификации образцов.
В некоторых учреждениях предпочтительно иметь возможность физически отделить друг от друга места, где выполняется работа клинического отделения и эмбриологического отделения. Например, это может произойти в случае, если женщине требуется проведение более сложной процедуры анестезии, которая должна проводиться в операционной, находящейся на удалении от эмбриологической лаборатории. Это является обычной практикой при проведении ЭКО «по транспортной схеме». В этих случаях яйцеклетки могут оставаться в пробирках более часа. Предпочтительно создать систему, позволяющую хранить яйцеклетки в среде, которая не снижает их потенциал развития.
Настоящее изобретение направлено на устранение одного или нескольких ограничений или решение проблем, относящихся к предшествующему уровню техники.
Согласно настоящему изобретению предложена камера для яйцеклеток, содержащая: сосуд, который может быть выполнен непроницаемым для воздуха, содержащий, по меньшей мере, одну боковую стенку, верхнюю стенку и нижнюю стенку, при этом, по меньшей мере, участок верхней стенки является прозрачным, при этом, по меньшей мере, участок нижней стенки является светопроницаемым; первый впуск, который может быть уплотнен; первый выпуск, который может быть уплотнен; фильтр с размером пор, подходящим для сбора яйцеклеток, расположенный в сосуде между первым впуском и первым выпуском и выполненный с возможностью разделения сосуда на первую внутреннюю камеру и вторую внутреннюю камеру.
Впуск и выпуск могут быть созданы в виде уплотняемых портов. Впуск и выпуск могут быть уплотняемыми на уплотняемых портах или могут уплотняться ближе по ходу или дальше по ходу от камеры, например путем уплотнения прикрепленной трубы. Уплотнение трубы может осуществляться, например, термосвариванием трубы, прикрепленной к впуску или выпуску.
В предпочтительном варианте осуществления уплотняемые порты являются самоуплотняемыми.
В альтернативном варианте осуществления сосуд выполнен воздухонепроницаемым путем закупоривания трубок, прикрепленных к
сосуду. Закупоривание может достигаться путем введения пробки или механическим защемлением трубы (например, с использованием скоб для трубы), или путем термосваривания труба, как указано выше.
Предпочтительно, поскольку камера для яйцеклеток сама по себе представляет единый замкнутый блок, это позволяет заранее заполнять камеру текучей средой, например буферной средой или солевым раствором, и осуществлять процесс сбора яйцеклеток в герметичной среде. Это сводит к минимуму изменения физиологических условий, которые могут сказаться на жизнеспособности женской половой клетки. В частности, яйцеклетки все время остаются в замкнутой текучей среде. Это обеспечивает стабильность концентрации газов, в частности C02 и 02, а значит, позволяет поддерживать стабильный уровень pH. Замкнутая текучая среда также сводит к минимуму риск загрязнения и/или подвергания воздействию летучих органических соединений (VOC). Это также позволяет обеспечить непрерывность процесса сбора яйцеклеток между фолликулами и яичниками, устраняя необходимость в использовании множества камер для сбора при проведении одной процедуры. В случае необходимости всю фолликулярную жидкость можно заместить буферной средой или соответствующей альтернативной средой. Эмбриолог может видеть яйцеклетки под микроскопом через камеру для первичной идентификации, прежде чем камеру откроют и яйцеклетки перенесут в культуральную среду. Замкнутая система также позволяет сохранять яйцеклетки в физиологических условиях при обучении сотрудников проведению процедур сбора яйцеклеток.
В качестве опции камера для яйцеклеток оснащена съемной трубой, прикрепленной к одному или нескольким уплотняемым портам. В качестве опции съемная труба, соединяющая иглу и камеру, а также резервуар и камера теплоизолированы, чтобы минимизировать потерю тепла.
Если трубы прикреплены к одному или нескольким уплотняемым портам, порты будут открыты для обеспечения возможности входа в камеру для яйцеклеток и выхода из нее. Когда трубы сняты, порты предпочтительно закрываются или закрыты для поддержания
герметичности воздухонепроницаемой камеры.
Предпочтительно фильтр является плоским.
Предпочтительно фильтр размещен между верхней стенкой и нижней стенкой.
Предпочтительно фильтр продолжается перпендикулярно нижней стенке.
В качестве опции фильтр продолжается под углом от 25° до 90° от нижней стенки. В качестве альтернативы фильтр продолжается под углом от 45° до 90° от нижней стенки.
Предпочтительно фильтр продолжается под углом 80° от этой стенки.
Создав плоский фильтр, продолжающийся между верхней и нижней стенками подобным образом, гарантируется, что при сборе яйцеклеток камера для яйцеклеток может удерживаться в «ориентационном положении для сбора», при котором фильтр находится по существу в горизонтальной плоскости, а верхняя и нижняя стенки удерживаются по существу в вертикальной плоскости. Это позволяет силе тяжести способствовать пропусканию крови и других инородных веществ текучей среды через фильтр во вторую камеру, удерживая при этом яйцеклетку в первой камере. Камера затем может быть повернута на угол, составляющий по существу 90°, в «ориентационное положение для осмотра», при котором фильтр теперь находится по существу в вертикальной плоскости, а верхняя и нижняя стенки лежат по существу в горизонтальных плоскостях, фактически образуя герметичный сосуд с крышкой. В этом "ориентационном положении для осмотра" сила тяжести снова будет действовать на яйцеклетки, так что они будут отпадать от фильтра на внутреннюю поверхность нижней стенки.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор, который достаточно мал, чтобы женские половые клетки не могли проходить.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор, который достаточно велик, чтобы клеточные элементы крови могли проходить.
Площадь фильтра может составлять 1-18 см2 предпочтительно от 4 до 10 см2. Фильтр имеет размер пор 20-100 мкм, предпочтительно от 40 до 80 мкм, чтобы позволить пропускать клеточные элементы
крови, но не ооциты. В предпочтительных вариантах осуществления фильтр имеет размер пор от 40 до 60 мкм или менее. Фильтр изготавливается из нетоксичного материала, предпочтительно нейлона, и тестируется путем проведения испытания на токсичность в отношении спермы (sperm toxicity test) и/или исследования эмбрионов.
В одном варианте осуществления фильтр располагается под углом к основанию (режим наблюдения). В этом варианте осуществления фильтр может иметь выступ на верхнем конце, чтобы препятствовать прилипанию яйцеклеток.
В одном варианте осуществления фильтр является плоским. Плоский фильтр содействует перемещению яйцеклеток к основанию (в режиме наблюдения). Плоский фильтр также препятствует скоплению яйцеклеток и кровяных сгустков в нижней точке расположенного под углом фильтра.
Фильтр может иметь выступ на верхнем конце, чтобы препятствовать прилипанию яйцеклеток.
Предпочтительно нижняя стенка является по существу плоской.
Предпочтительно верхняя стенка является по существу плоской.
В качестве опции нижняя стенка является полностью светопроницаемой. В качестве опции нижняя стенка является полностью прозрачной. Предпочтительно верхняя стенка является полностью прозрачной.
Предпочтительно прозрачная верхняя стенка и светопроницаемая или прозрачная нижняя стенка подразумевают, что камера для яйцеклеток может использоваться в качестве герметичного блока под микроскопом, при этом эмбриологу не требуется открывать сосуд и изменять в нем физиологический баланс, чтобы исследовать содержимое.
Предпочтительно первый впуск расположен на боковой стенке, связанной с первой внутренней камерой.
По альтернативному варианту первый впуск может располагаться на верхней стенке (или крышке), связанной с первой внутренней камерой.
Предпочтительно первый впуск расположен так, что он
является самым верхним на камере для яйцеклеток, когда упомянутая камера находится в "ориентационном положении для сбора".
Предпочтительно первый выпуск расположен на боковой стенке, связанной со второй внутренней камерой.
Предпочтительно первый выпуск расположен так, что он является самым нижним на камере для яйцеклеток, когда упомянутая камера находится в "ориентационном положении для сбора".
Предпочтительно боковые стенки могут проходить параллельно в направлении от первой внутренней камеры ко второй внутренней камере. В качестве альтернативы боковые стенки могут сходиться друг к другу в направлении от первой внутренней камеры ко второй внутренней камере.
Предпочтительно там, где нижняя стенка пересекается с боковой стенкой в первой внутренней камере, имеется наклон.
В качестве опции наклон представляет собой радиальный наклон.
В качестве опции камера для яйцеклеток дополнительно содержит датчик воздуха, выполненный с возможностью распознавания, втягивается ли воздух в первую внутреннюю камеру.
Следует отметить, что существует также возможность визуально обнаружить воздух в камере.
Предпочтительно камера для яйцеклеток дополнительно содержит воздухоотводящий порт.
Предпочтительно воздухоотводящий порт расположен так, что он обращен к самому верхнему участку камеры для яйцеклеток, когда упомянутая камера находится в "ориентационном положении для сбора".
Существует возможность втягивания воздуха в первую внутреннюю камеру в процессе сбора яйцеклеток. Предпочтительно это должно быть визуально заметно в ходе процедуры сбора в «ориентационном положении для сбора». Предпочтительно это можно обнаружить с помощью датчика воздуха или можно определить визуально. Собранный воздух может быть удален через воздухоотводящий порт.
В качестве опции нижняя стенка верхней камеры может быть
оснащена визуальными метками. Предпочтительно визуальные метки представляют собой сетку.
Преимущество создания визуального маркера на нижней стенке заключается в том, что когда яйцеклетки находятся на нижней стенке в процессе обследования, это может облегчить и ускорить для эмбриолога идентификацию яйцеклеток до переноса, не прибегая к необходимости снятия крышки или открывания герметичной камеры для яйцеклеток. Нижняя стенка в идеале должна иметь толщину, схожую с толщиной ЭКО-сосудов для культивирования (от 0,1 до 3 мм), что позволит эмбриологу перенести ооциты в другой сосуд для культивирования, не изменяя фокусировки микроскопа.
В качестве опции в верхней камере расположено устройство для направления потока (или устройство для ограничения потока).
Функциональное назначение данного устройства заключается в уменьшении турбулентности текучей среды при ее поступлении в камеру. Это делается для уменьшения физической нагрузки на яйцеклетки, а также для содействия перемещению клеточных элементов крови напрямую в нижнюю камеру. Функциональное назначение данного устройства заключается также в снижении давления на фильтр со стороны текучей среды. Это уменьшает риск того, что яйцеклетка может быть захвачена фильтром. Функциональное назначение данного устройства заключается также в уменьшении объема текучей среды, который может потребоваться для смыва всех клеточных элементов крови из камеры. Функциональное назначение заключается в уменьшении общего объема текучей среды в камере, так что при снятии верхней стенки эмбриологом поверхностный уровень текучей среды будет ниже уровня боковой стенки (в «ориентационном положении исследования под микроскопом»). Функциональное назначение заключается в выполнении функции точки сбора капель текучей среды, когда крышка поднимается, так что они падают обратно в камеру. Функциональное назначение заключается в уменьшении риска того, что яйцеклетки засосутся в воздухоотводящий порт.
Предпочтительно устройство для направления потока представляет собой перегородку. Эта перегородка предпочтительно крепится к верхней стенке. Наиболее предпочтительно перегородка
выполнена заодно с верхней стенкой и выступает вниз от крышки (нижней поверхности верхней стенки) в камеру в конфигурации для осмотра. По альтернативному варианту она может крепиться к нижней стенке или боковым стенкам или быть выполненной заодно с ними, либо возможна любая другая комбинация. Предпочтительно она снимается вместе с верхней стенкой, когда камера открывается для изъятия яйцеклеток.
Предпочтительно перегородка расположена между входным портом и фильтром.
В качестве опции перегородка является линейной и находится в горизонтальном положении в «ориентационном положении для сбора». Предпочтительно она располагается под углом 90-95° к присоединенной части камеры. По альтернативному варианту перегородка не находится в горизонтальном положении в «ориентационном положении для сбора».
Предпочтительно перегородка имеет V-образную форму, при этом нижняя точка «буквы V» является самой нижней в ориентационном положении для сбора.
Предпочтительно между перегородкой и нижней стенкой имеется зазор, составляющий около l-5 мм.
Предпочтительно существует зазор 0,5-3 мм между каждым концом линейной перегородки и боковыми стенками.
Предпочтительно линейная перегородка может иметь ширину от 1 мм до 8 мм. Предпочтительно линейная перегородка может иметь ширину 5 мм.
Предпочтительно она расположена вблизи входного порта в верхней части камеры в «ориентационном положении для сбора».
По альтернативному варианту она расположена в нижней части верхней камеры в «ориентационном положении для сбора».
Перегородка может обладать кривизной или может располагаться под углом.
Альтернативная возможность уменьшения скорости потока, когда текучая среда поступает в камеру, заключается в изменении (увеличении) диаметра трубы перед ее вхождением в камеру. Это может осуществляться перед входным портом или после него, либо в
самом отверстии порта. Дополнительная альтернатива заключается в увеличении расстояния между впуском и перегородкой, однако это несколько менее предпочтительно, поскольку может потребовать большего объема исходных веществ.
Перегородка изготавливается из нетоксичного материала, предпочтительно полистирола или стекла, и в идеале не должна создавать серьезных препятствий при рассмотрении яйцеклеток под микроскопом.
Наличие перегородки уменьшает объем текучей среды, необходимый для устранения клеточных элементов крови из центральной полости, от >200 мл до менее 60 мл.
Предпочтительно все углы, в которых пересекаются две внутренние плоскости, имеют радиус >0,05 мм, но <10 мм. Это сделано для недопущения скопления яйцеклеток и другой фолликулярной жидкости в углах, составляющих 90 градусов.
Чтобы оператор мог извлечь яйцеклетку, сосуд должен иметь съемную крышку или точку доступа.
Одна из возможностей – использовать крышку с винтовой резьбой, которую можно снять. Другая возможность – использовать крышку с плотной фрикционной посадкой.
Еще одна опция заключается в использовании крышки с переходной посадкой, которая механически проталкивается на уплотнительную прокладку и удерживается на месте, сдавливая уплотнительную прокладку для создания уплотнения.
Еще одна опция заключается в использовании термоуплотняемой крышки. Это может сочетаться с использованием крышки с винтовой резьбой или крышки с плотной фрикционной посадкой.
Закругленные края в точках соединения крышки и камеры позволяют не допустить захвата яйцеклеток в мертвой зоне точек соединения (т.е. при прямых углах обычно возникают проблемы).
Предпочтительно крышка может иметь толщину от 2мм до 10мм.
Крышка может иметь выступ для накрывания 5-25% верхней части фильтра, чтобы избежать захвата яйцеклеток в этой области фильтра.
Предпочтительно сосуд имеет визуальное или механическое средство, позволяющее видеть, нарушена ли целостность блока,
использован ли он или он открыт.
В качестве опции это средство может быть клейкой накладкой, соединяющей разъединяемые части блока. Эта накладка порвется при начале снятия крышки.
В качестве опции это средство может быть накладкой, установленной на камере путем горячей запрессовки.
По альтернативному варианту это может быть хрупкой секцией, соединяющей разъединяемые части блока.
В качестве опции может быть создан специальный инструмент для открывания крышки. Специальный инструмент позволяет снять крышку с минимальным риском расплескать содержимое.
Предпочтительно любого рода порты, которые требуются для удаления запертого воздуха из сосуда, содержат фильтр с размером пор 20-100 мкм. Это позволяет вывести воздух и клеточные элементы крови из камеры, но не женские половые клетки.
Предпочтительно фильтр накрывает выходной порт на внутренней стороне камеры.
Предпочтительно фильтр находится на самой внутренней поверхности, где отверстие порта пересекает стенку камеры. В качестве опции фильтр можно отодвинуть назад по одной линии с выходом фильтра. Предпочтительно сосуды могут штабелироваться для удобства хранения.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложена система для сбора яйцеклеток, содержащая камеру для яйцеклеток по первому аспекту, а также насосную станцию; при этом упомянутая камера для яйцеклеток посредством первого входного порта соединена с первой трубой и иглой, а также дополнительно соединена со второй трубой посредством выходного порта; при этом упомянутая насосная станция содержит первый заливной насос, связанный с резервуаром для стерильной жидкости и первой трубой, а также второй всасывающий насос, связанный со второй трубой и выполненный с возможностью прокачки текучей среды от иглы через камеру для яйцеклеток к выходной трубе.
Предпочтительно вторая труба связана с резервуаром для отходов.
Предпочтительно заливной насос представляет собой
перистальтический насос.
Наиболее предпочтительно как заливной насос, так и всасывающий насос представляют собой перистальтические насосы.
В качестве опции всасывающий насос может представлять собой вакуумный насос.
Предпочтительно камера для яйцеклеток помещена в обогреваемый корпус.
Наиболее предпочтительно, по меньшей мере, часть обогреваемого корпуса позволяет видеть камеру для яйцеклеток.
Наиболее предпочтительно обогреваемый корпус выполнен с возможностью удерживания камеры для яйцеклеток в «ориентационном положении для сбора".
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен способ сбора яйцеклеток или женских половых клеток животного организма с использованием камеры для сбора яйцеклеток по первому аспекту, содержащий этапы:
создание камеры для яйцеклеток, при этом первая труба соединена с камерой для яйцеклеток через первый входной порт, при этом первая труба связана с иглой, а вторая труба подсоединена через выходной порт;
заправка камеры для яйцеклеток путем заполнения камеры для яйцеклеток, первой трубы, второй трубы и иглы жидкостью;
аспирирование фолликулярной жидкости через иглу в камеру для яйцеклеток, так что жидкость протягивается через фильтр, размещенный в камере для яйцеклеток, тем самым удерживая яйцеклетки в первой внутренней камере камеры для яйцеклеток.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предложена насосная система для текучей среды для сбора яйцеклеток при проведении ЭКО, содержащая:
первый насос для перекачки текучей среды, имеющий первый входной порт и первый выходной порт, при этом упомянутый первый входной порт функционально связан с первым резервуаром через первое соединение по текучей среде, при этом упомянутый первый выходной порт функционально связан с выпускным портом через второе соединение по текучей среде, а также со вторым резервуаром через третье соединение по текучей среде, при этом
упомянутый выпускной порт и упомянутый второй резервуар соединены через четвертое соединение по текучей среде;
второй насос для перекачки текучей среды, имеющий второй входной порт и второй выходной порт, при этом упомянутый второй выходной порт функционально связан с третьим резервуаром через пятое соединение по текучей среде, при этом упомянутый второй входной порт функционально связан с упомянутым вторым резервуаром через шестое соединение по текучей среде;
множество селекторных клапанов, выполненных с возможностью установления избирательного сообщения по текучей среде между упомянутым первым насосом для перекачки текучей среды, упомянутым выпускным портом, упомянутым первым резервуаром, упомянутым вторым резервуаром, упомянутым третьим резервуаром и упомянутым вторым насосом для перекачки текучей среды, а также
контроллер, выполненный с возможностью приведения в действие любого из упомянутого множества селекторных клапанов.
Это создает преимущество в том, что насосная система для текучей среды может быть полностью подготовлена к работе, т.е. заполнена текучей средой, промыта, прокачана (удален воздух), и приведена в работу для сбора, например, яйцеклеток либо в полностью автоматическом режиме под управлением запрограммированного контроллера, либо, по меньшей мере, в полуавтоматическом режиме путем запуска вручную требуемого режима работы в контроллере, что обеспечивает проведение существенно усовершенствованной, эффективной, выполняемой с большим числом повторений процедуры сбора яйцеклеток, которая сводит к минимуму риски повреждения собранных яйцеклеток в процессе извлечения.
Предпочтительно упомянутый первый насос для перекачки текучей среды и упомянутый второй насос для перекачки текучей среды могут представлять собой перистальтические насосы.
Предпочтительно первый селекторный клапан и второй селекторный клапан могут быть функционально связаны в упомянутом втором соединении по текучей среде, при этом упомянутый первый селекторный клапан и третий селекторный клапан могут быть функционально связаны в упомянутом третьем соединении по текучей
среде, при этом упомянутый второй селекторный клапан и упомянутый третий селекторный клапан могут быть функционально связаны в упомянутом четвертом соединении по текучей среде, при этом, по меньшей мере, четвертый селекторный клапан может быть функционально связан в упомянутом шестом соединении по текучей среде.
Еще более предпочтительно упомянутый второй выходной порт может быть функционально связан с упомянутым вторым резервуаром через седьмое соединение по текучей среде, установленное параллельно упомянутому шестому соединению по текучей среде.
Предпочтительно пятый селекторный клапан может быть функционально связан в упомянутом седьмом соединении по текучей среде.
Предпочтительно упомянутый контроллер может быть приспособлен для выполнения, по меньшей мере, одной заданной последовательности приведения в действие любого или любой комбинации из упомянутого множества селекторных клапанов и/или упомянутого первого насоса, и/или упомянутого второго насоса для перекачки текучей среды.
В качестве опции упомянутая заданная последовательность может запускаться посредством, по меньшей мере, одного внешнего исполнительного механизма. Предпочтительно упомянутый, по меньшей мере, один исполнительный механизм может представлять собой педальный ножной переключатель. Предпочтительно упомянутый выпускной порт может соединяться с извлекающей иглой, выполненной с возможностью извлечения фолликулярной жидкости.
Предпочтительно скорость потока текучей среды, создаваемого упомянутым первым насосом для перекачки текучей среды и упомянутым вторым насосом для перекачки текучей среды, может избирательно регулироваться.
Предпочтительно упомянутый контроллер может дополнительно содержать пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью ввода команд в контроллер. Еще более предпочтительно упомянутый пользовательский интерфейс может быть дополнительно выполнен с возможностью отображения режима работы упомянутой системы для текучей среды и/или, по меньшей мере, одного заданного
физического параметра в упомянутой системе для текучей среды.
Предпочтительно один или каждый из упомянутых первого, второго и третьего резервуаров может быть функционально связан с регулируемым источником тепла, управляемым упомянутым контроллером.
Предпочтительно любое из упомянутых соединений по текучей среде с первого по седьмое может быть выполнено из гибкой трубы.
Предпочтительно любой из упомянутого множества селекторных клапанов может представлять собой пережимной клапан, выполненный с возможностью приведения в действие упомянутым контроллером.
Предпочтительно упомянутый второй резервуар может представлять собой камеру для яйцеклеток согласно первому аспекту настоящего изобретения.
Согласно формуле изобретения заявляется камера для яйцеклеток, содержащая: сосуд, который выполнен с возможностью быть непроницаемым для воздуха, содержащий, по меньшей мере, одну боковую стенку, плоскую верхнюю стенку и плоскую нижнюю стенку, при этом, по меньшей мере, участок верхней стенки является прозрачным, а, по меньшей мере, участок нижней стенки является светопроницаемым; первый впуск, который может быть уплотнен; первый выпуск, который выполнен с возможностью быть уплотненным; фильтр с размером пор больше, чем 10 микрон, расположенный в сосуде между первым впуском и первым выпуском и выполненный с возможностью разделения сосуда на первую внутреннюю камеру и вторую внутреннюю камеру, причем фильтр проходит под углом от 45° до 90° от плоской нижней стенки.
Предпочтительно первый впуск или первый выпуск являются самоуплотняемыми.
Предпочтительно камера оснащена съемной трубой, прикрепленной к первому впуску или первому выпуску.
Предпочтительно съемная труба, соединяющая иглу и камеру, а также резервуар и камеру, изолирована, чтобы минимизировать потерю тепла.
Предпочтительно фильтр продолжается перпендикулярно нижней стенке.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор, который достаточно мал, чтобы женские половые клетки не могли проходить.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор, который достаточно велик, чтобы клеточные элементы крови могли проходить.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор 20-100 мкм, предпочтительно от 40 до 80 мкм, чтобы позволить пропускать клеточные элементы крови, но не ооциты.
Предпочтительно фильтр имеет размер пор от 40 до 60 мкм или менее.
Предпочтительно фильтр имеет выступ на верхнем конце, чтобы препятствовать прилипанию яйцеклеток.
Предпочтительно нижняя стенка является полностью светопроницаемой.
Предпочтительно нижняя стенка является полностью прозрачной.
Предпочтительно верхняя стенка является полностью прозрачной.
Предпочтительно первый впуск расположен на боковой стенке, связанной с первой внутренней камерой.
Предпочтительно первый впуск расположен так, что он является самым верхним на камере для яйцеклеток, когда упомянутая камера находится в «ориентационном положении для сбора».
Предпочтительно первый выпуск расположен на боковой стенке, связанной со второй внутренней камерой.
Предпочтительно первый выпуск расположен так, что он является самым нижним на камере для яйцеклеток, когда упомянутая камера находится в «ориентационном положении для сбора».
Предпочтительно боковые стенки сходятся друг к другу в направлении от первой внутренней камеры ко второй внутренней камере.
Предпочтительно там, где нижняя стенка пересекается с боковой стенкой в первой внутренней камере, имеется наклон.
Предпочтительно камера дополнительно содержит датчик воздуха, выполненный с возможностью распознавания, втягивается ли воздух в первую внутреннюю камеру.
Предпочтительно камера дополнительно содержит воздухоотводящий порт.
Предпочтительно нижняя стенка верхней камеры оснащена визуальными метками.
Предпочтительно в верхней камере расположено устройство для направления потока или устройство для ограничения потока.
Предпочтительно устройство для направления потока представляет собой перегородку.
Предпочтительно перегородка крепится к верхней стенке.
Предпочтительно перегородка выполнена заодно с верхней стенкой и выступает вниз от крышки в камеру в конфигурации для осмотра.
Предпочтительно перегородка расположена между входным портом и фильтром.
Предпочтительно перегородка является линейной.
Предпочтительно перегородка расположена под углом 90-95° к присоединенной части камеры.
Предпочтительно между перегородкой и нижней стенкой имеется зазор, составляющий около 1-5 мм.
Предпочтительно между каждым концом линейной перегородки и боковыми стенками существует зазор от 1 мм до 3 мм.
Предпочтительно линейная перегородка имеет ширину от 1 мм до 5 мм.
Предпочтительно углы, в которых пересекаются две внутренние плоскости, имеют радиус >0,05мм, но <10мм.
Предпочтительно камера содержит крышку выполненную с возможностью снятия.
Предпочтительно крышка представляет собой крышку с винтовой резьбой, которую можно снять.
Предпочтительно крышка представляет собой крышку с плотной фрикционной посадкой.
Предпочтительно крышка представляет собой термоуплотняемую крышку.
Предпочтительно крышка представляет собой крышку с переходной посадкой, которая механически посажена и удерживается
на уплотнительной прокладке, сдавливая уплотнительную прокладку для создания уплотнения.
Предпочтительно сосуд имеет визуальное или механическое средство, позволяющее видеть, нарушена ли целостность блока, использован ли он или он открыт.
Предпочтительно фильтр накрывает выходной порт на внутренней стороне камеры.
Предпочтительно поддается штабелированию для удобства хранения.
Также согласно формуле заявляется способ сбора яйцеклеток или женских половых клеток животного организма с использованием вышеуказанной камеры для сбора яйцеклеток, содержащий этапы:
получение камеры для яйцеклеток с первой трубой соединенной с камерой для яйцеклеток через первый входной порт, при этом первая труба связана с иглой, а вторая труба подсоединена через выходной порт;
заправка камеры для яйцеклеток путем заполнения камеры для яйцеклеток, первой трубы, второй трубы и иглы жидкостью;
аспирирование фолликулярной текучей среды через иглу в камеру для яйцеклеток, так что текучая среда протягивается через фильтр, размещенный в камере для яйцеклеток, тем самым удерживая яйцеклетки в первой внутренней камере камеры для яйцеклеток, причем при использовании камера для яйцеклеток может удерживаться в ориентационном положении для сбора, при котором фильтр расположен в по существу горизонтальной плоскости и верхняя и нижняя стенки удерживаются в по существу вертикальной плоскости и ориентационном положении для осмотра, при котором фильтр расположен в по существу вертикальной плоскости и верхняя и нижняя стенки удерживаются в по существу горизонтальной плоскости.
Также заявляется система для сбора яйцеклеток, содержащая вышеуказанную камеру для яйцеклеток и насосную станция; при этом упомянутая камера для яйцеклеток посредством первого впуска соединена с первой трубой и иглой, а также дополнительно соединена со второй трубой посредством выпуска; при этом упомянутая насосная станция содержит первый заливной насос,
связанный с резервуаром для стерильной жидкости и первой трубой, а также второй всасывающий насос, связанный со второй трубой и выполненный с возможностью прокачки текучей среды от иглы через камеру для яйцеклеток к второй трубе.
Предпочтительно вторая труба связана с резервуаром для отходов.
Предпочтительно заливной насос представляет собой перистальтический насос.
Предпочтительно как заливной насос, так и всасывающий насос представляют собой перистальтические насосы.
Предпочтительно всасывающий насос представляет собой вакуумный насос.
Предпочтительно камера для яйцеклеток помещена в обогреваемый корпус.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть обогреваемого корпуса позволяет видеть камеру для яйцеклеток.
Предпочтительно обогреваемый корпус выполнен с возможностью удерживания камеры для яйцеклеток в «ориентационном положении для сбора».
Также заявляется насосная система для текучей среды для сбора яйцеклеток при проведении ЭКО, содержащая:
первый насос для текучей среды, имеющий первый входной порт и первый выходной порт, при этом первый входной порт функционально соединен с первым резервуаром через первое соединение по текучей среде, при этом первый выходной порт функционально соединен с выпускным портом через второе соединение по текучей среде, а также со вторым резервуаром через третье соединение по текучей среде, при этом выпускной порт и второй резервуар соединены через четвертое соединение по текучей среде и причем второй резервуар представляет собой вышеуказанную камеру для яйцеклеток;
второй насос для текучей среды, имеющий второй входной порт и второй выходной порт, при этом второй выходной порт функционально связан с третьим резервуаром через пятое соединение по текучей среде, при этом второй входной порт функционально связан с вторым резервуаром через шестое
соединение по текучей среде;
множество селекторных клапанов, выполненных с возможностью установления избирательного сообщения по текучей среде между любым из первого насоса для текучей среды, выпускного порта, первого резервуара, второго резервуара, третьего резервуара и вторым насосом для текучей среды, а также
контроллер, выполненный с возможностью избирательного приведения в действие любого из множества селекторных клапанов.
Предпочтительно упомянутый первый насос для текучей среды и упомянутый второй насос для текучей среды представляют собой перистальтические насосы.
Предпочтительно первый селекторный клапан и второй селекторный клапан функционально соединены в упомянутом втором соединении по текучей среде, при этом упомянутый первый селекторный клапан и третий селекторный клапан функционально соединены в упомянутом третьем соединении по текучей среде, при этом упомянутый второй селекторный клапан и упомянутый третий селекторный клапан функционально соединены в упомянутом четвертом соединении по текучей среде, при этом, по меньшей мере, четвертый селекторный клапан функционально соединен в упомянутом шестом соединении по текучей среде.
Предпочтительно упомянутый второй выходной порт функционально связан с упомянутым вторым резервуаром через седьмое соединение по текучей среде параллельное упомянутому шестому соединению по текучей среде.
Предпочтительно пятый селекторный клапан функционально соединен в упомянутом седьмом соединении по текучей среде.
Предпочтительно упомянутый контроллер выполнен с возможностью выполнения, по меньшей мере, одной заданной последовательности приведения в действие любого или любой комбинации из упомянутого множества селекторных клапанов и/или упомянутого первого насоса и/или упомянутого второго насоса для текучей среды.
Предпочтительно упомянутая заданная последовательность может запускаться посредством, по меньшей мере, одного внешнего исполнительного механизма.
Предпочтительно упомянутый, по меньшей мере, один исполнительный механизм представляет собой педальный ножной переключатель.
Предпочтительно упомянутый выпускной порт является присоединяемым к извлекающей игле, выполненной с возможностью извлечения фолликулярной жидкости.
Предпочтительно скорость потока текучей среды, создаваемого упомянутым первым насосом для текучей среды и упомянутым вторым насосом для текучей среды, является избирательно регулируемой.
Предпочтительно упомянутый контроллер дополнительно содержит пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью ввода команд в контроллер.
Предпочтительно упомянутый пользовательский интерфейс дополнительно выполнен с возможностью отображения режима работы упомянутой системы для текучей среды и/или, по меньшей мере, одного заданного физического параметра в упомянутой системе для текучей среды.
Предпочтительно один или все из упомянутых первого, второго и третьего резервуаров функционально соединен с регулируемым источником тепла, управляемым упомянутым контроллером.
Предпочтительно любое из упомянутых соединений по текучей среде с первого по седьмое выполнено из гибкой трубы.
Предпочтительно любой из упомянутого множества селекторных клапанов представляет собой пережимной клапан, выполненный с возможностью приведения в действие упомянутым контроллером.
Предпочтительно фильтр проходит по углом от 70° до 90° от нижней стенки.
Предпочтительно перегородка является V-образной.
Чтобы обеспечить лучшее понимание настоящего изобретения, ниже будут описаны неограничивающие варианты осуществления со ссылкой на следующие Фигуры.
На Фигуре 1 показан вид в перспективе камеры для яйцеклеток согласно настоящему изобретению.
На Фигуре 2a показаны виды в разрезе, соответствующие изменению камеры для яйцеклеток, в ориентационном положении для
сбора (A) и в ориентационном положении для осмотра (B).
На Фигуре 2b показаны виды в разрезе другого варианта осуществления камеры для яйцеклеток в ориентационном положении для сбора (A) и в ориентационном положении для осмотра (B).
На Фигуре 3 показана схема системы предшествующего уровня техники, в которой используются пробирка и пробка.
На Фигуре 4 показана принципиальная схема, демонстрирующая систему заливки/систему промывки.
На Фигуре 5 показана диаграмма, демонстрирующая эффект изменения температуры в процессе сбора ооцитов. Среду аспирировали либо в традиционную камеру для сбора ооцитов (Традиционная), либо в прототип CHUMP1 (CHUMP1). Температуру регистрировали с интервалами в 1 минуту. Падение температуры было больше при использовании традиционной системы, как и время восстановления (n=7; P<0,001). Можно думать, что это является следствием повышенного испарения при использовании традиционной системы.
На Фигуре 6 показано охлаждение, которое происходит при стандартных процедурах сбора ооцитов, и потенциальная выгода от использования замкнутой системы. Авторы изобретения провели 6 смоделированных аспираций ооцитов, используя исходную температуру, соответствующую физиологической норме, с применением традиционной системы. Температуру аспирированной среды измеряли в открытой пробирке с интервалом времени 5 минут. В варианте (A) наблюдали существенное охлаждение (синяя линия). Авторы изобретения затем покрывали среду маслом и показали, что охлаждение не возникает. Это подтверждает, что охлаждение является результатом испарения.
На Фигуре 7 A-G показана схема системы, где система для сбора яйцеклеток продемонстрирована в работе. (A) Этап 1: Загрузка сосуда (емкости) для сбора в обогреваемый блок. Солевой раствор и мешок для отходов должны иметь маршрут подключения, проходящий через два перистальтических насоса, а затем подсоединяться к сосуду для сбора с помощью люэровских замков. Закрепляется игла для извлечения ооцитов. (B) Этап 2: С помощью ножного переключателя приводится в действие насос для солевого
раствора, заполняя сосуд для сбора теплым солевым раствором. Продолжение прокачки текучей среды, после того как сосуд заполнен, приведет к подготовке к работе также и извлекающей иглы. (C) Этап 3: После того как игла заняла соответствующее положение, может быть приведен в действие насос для отходов. Это обеспечивает всасывание для сбора эмбрионов. (D) Этап 4: Нежелательные инородные вещества в фолликулярной жидкости удаляются из сосуда для сбора посредством насоса для отходов. (E) Этап 5: Когда сбор завершен, фолликулярная жидкость, оставшаяся в извлекающей игле, прокачивается через магистрали, гарантируя, что все эмбрионы находятся в сосуде для сбора. (F) Этап 6: В сосуд закачивается достаточное количество теплого солевого раствора, чтобы вытеснить весь запертый воздух. (G) Этап 7: Сегмент нагреваемой области, содержащий сосуд для сбора, может быть снят для переноса в расположенную поблизости нагревательную станцию. Он не требует «снабжения энергией», но имеет достаточное количество латентной теплоты для переноса сосуда по комнате или в инкубатор.
На Фигуре 8 показан вид сверху первой конструкции камеры для яйцеклеток согласно настоящему изобретению.
На Фигуре 9 показана вторая, предпочтительная, конструкция камеры для яйцеклеток согласно настоящему изобретению.
На Фигуре 10 показана блок-схема алгоритма способа сборки камеры.
На Фигуре 11 показана упрощенная схема системы для перекачки текучей среды (насосной системы для текучей среды) согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фигуре 12 A-D показана система (A) в ходе последовательности "Заполнение камеры", (B) в ходе последовательности "Промывка", (C) в ходе последовательности "Удаление воздуха", а также (D) в ходе последовательности "Сбор яйцеклеток", при этом зачерненные компоненты системы обозначают активные компоненты системы.
На Фигуре 13 показана упрощенная блок-схема алгоритма высокоуровневого основного процесса, выполняемого контроллером.
На Фигуре 14A-E приведен иллюстративный пример (A)
пользовательского интерфейса контроллера, а также пользовательского интерфейса контроллера в ходе выполнения различных последовательностей: (B) "Сбор яйцеклеток", (C) "Промывка", (D) "Высокое давление" и (E) "Сбор яйцеклеток при высоком давлении".
На Фигуре 15 показан пример конструкции системы для перекачки текучей среды (насосной системы для текучей среды) на видах (a) сверху, (b) в перспективе, (c) сбоку и (d) спереди.
Камера 1 для яйцеклеток показана в общем виде на Фигуре 1. Камера 1 для яйцеклеток выполнена в виде закрытого сосуда (емкости), имеющего по существу плоскую верхнюю стенку 2 и по существу плоскую нижнюю стенку 3. Сосуд также имеет соответствующее число боковых стенок 8, чтобы образовать полиэдр (следует понимать, что одна или несколько стенок могут быть криволинейными, а не плоскими). Верхняя секция камеры, включающая в себя верхнюю стенку 2, может отделяться или сниматься с нижней секции камеры 1, однако при нормальном использовании в процессе сбора яйцеклеток и осмотра верхняя секция и нижняя секция камеры 1 для яйцеклеток соединены с использованием непроницаемого для жидкости и по существу воздухонепроницаемого уплотнения.
Камера 1 для яйцеклеток может быть образована, например, путем инжекционного формования, центробежного формования, экструзии, вакуумного формования, компрессионного формования либо путем трехмерной печати.
В одном варианте осуществления камера 1 выполнена из термопластичного или термореактивного материала. В число примеров термопластичных пластиков входят акрилонитрил-бутадиен-стирол, полиамид (Нейлон), ацетат (или целлюлоза), акриловый полимер, полиметилметакрилат, полипропилен, полистирол, полиэтилен низкой плотности или высокой плотности, поливинилхлорид, полихлорэтилен, uPVC. В число примеров термореактивных пластиков входят полиэфирная смола, эпоксидные смолы и поликарбонат. В предпочтительном варианте осуществления камера выполнена из полистирола, однако в другом варианте осуществления камера выполнена из стекла, предпочтительно
очищенного стекла.
Камера 1 может быть покрыта некоторым веществом, например, иметь нанокристаллическое алмазное покрытие. В предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере, внутренняя часть верхней камеры имеет покрытие.
Камера 1 для яйцеклеток содержит фильтр 4, который разделяет сосуд на первую камеру 5 (камера для сбора яйцеклеток) и вторую камеру 6. Фильтр 4 продолжается между верхней стенкой 2 и нижней стенкой 3, эффективно разделяя сосуд на две части. В этом варианте осуществления фильтр 4 является плоским и продолжается по существу перпендикулярно от нижней стенки 3. В альтернативном варианте осуществления фильтр может обладать кривизной, однако это менее предпочтительно, поскольку кровяные сгустки и яйцеклетки могут собираться в одном и том же месте, что усложняет идентификацию яйцеклеток в кровяных сгустках. Фильтр 4 может располагаться под альтернативным углом, например под углом более 25° от нижней стенки 3, в идеале под углом от 25° до 90° от нижней стенки 3, предпочтительно 70°. В качестве опции угол может составлять от 45° до 90°. Размер пор фильтра выбирается так, чтобы позволить крови и другим инородным веществам проходить через них, но не позволить пройти через них женской половой клетке. В одном варианте осуществления фильтр имеет размер пор 60-64 микрон. Поскольку размер клеточных элементов крови составляет 8-10 микрон, размер пор фильтра может превышать 10 микрон, но быть достаточно малым, чтобы удерживать женскую половую клетку. Предпочтительно размер пор меньше размера пор, используемого, например, в устройстве для сбора эмбрионов.
Первая камера 5 имеет входной порт (отверстие) 7, расположенный на боковой стенке. Предпочтительно впуск расположен так, что когда камера 1 для яйцеклеток находится в ориентационном положении для сбора, при котором первая камера пребывает над второй камерой и фильтр 4 по существу расположен горизонтально, впуск находится в самой верхней точке. Можно видеть, что в этом ориентационном положении боковые стенки,
связанные со второй камерой 6, сходятся друг к другу, чтобы способствовать поступлению текучей среды к выходному порту (отверстию) 9, расположенному на боковой стенке второй камеры 6. В ориентационном положении для сбора боковые стенки образуют воронку.
Предпочтительно выходной порт находится в самой нижней точке в «ориентационном положении для сбора», чтобы сила тяжести могла способствовать удалению всех клеточных элементов крови в выходную трубку. По альтернативному варианту этот порт может располагаться либо в другом месте на боковой стенке, либо на верхней стенке.
Предпочтительно размер второй камеры должен быть небольшим, чтобы уменьшить объем текучей среды, необходимый для промывки камеры с целью удаления клеточных элементов крови.
Устройство для направления потока расположено в первой камере. В предпочтительном варианте осуществления данное устройство выполнено в виде перегородки, будь то прямолинейной или криволинейной, которая работает на снижение турбулентности текучей среды при ее поступлении в камеру. Это сделано для уменьшения физической нагрузки на яйцеклетки, а также для содействия перемещению клеточных элементов крови напрямую в нижнюю камеру. В другом варианте осуществления устройство для направления текучей среды крепится к основанию камеры (в режиме наблюдения). Может также существовать механизм для снижения уровня текучей среды при снятии крышки, чтобы уменьшить риск расплескивания текучей среды. Это может достигаться, например, путем встраивания устройства для направления текучей среды в крышку, так что перегородка удаляется из камеры вместе с крышкой, тем самым снижая уровень текучей среды.
Там, где нижняя стенка 3 пересекается с фильтром 4, поверхность незначительно сужена для создания плавного наклона 11. Это содействует тому, что яйцеклетки лежат на удалении от фильтра 4, когда камера 1 для яйцеклеток расположена в ориентационном положении для осмотра. Это позволяет легче разглядеть собранные яйцеклетки и уменьшает вероятность того, что они скроются в мертвой зоне углов первой камеры.
Как входной порт 7, так и выходной порт 9 могут представлять собой самоуплотняемые порты. Когда эти порты закрыты, камера 1 для яйцеклеток представляет собой замкнутый, непроницаемый для текучей среды и воздухонепроницаемый сосуд (емкость). Порты пригодны для использования в изоляторе или шкафу 2 класса.
.
В одном варианте осуществления самоуплотняемые порты представляют собой соединители люэровского типа или поворотные соединители
Желательно порты предназначены для использования в медицине и предусматривают разъединение одной рукой. Наиболее предпочтительно порты могут быть оснащены звуковым индикатором разъединения (издают щелчок), который предупредит пользователя о том, что произошло разъединение. Порты должны представлять собой защищенные от утечек, не допускающие пролива клапаны, содержащие механизмы для предотвращения случайного разъединения. Порты должны обеспечивать возможность вращения подсоединенных трубок, чтобы не допустить образования перегибов. Предпочтительно также, чтобы порты имели эластомерные уплотнители. Порты и другие элементы камеры должны выдерживать стерилизацию гамма-излучением.
В идеале порты должны предусматривать создание безразрывного пути потока, который улучшает течение и исключает существование застойных областей потока.
В число примеров подходящих самоуплотняемых портов входят соединители серии SMC Polycarbonate (Colder Products Company), которые представляют собой поворотный соединитель, предоставляющий надежную и более безопасную альтернативу соединениям люэровского типа. Они также позволяют трубе свободно вращаться, когда она подсоединена. Другой пример - SRC-соединитель малого диаметра (Colder Products Company), исключающий возможность неправильного соединения с люэровскими соединителями. Соединители серии NS4 ABS (Colder Products Company) представляют собой не допускающие пролива клапаны компактного размера, выполненные из материала, используемого в медицине.
В качестве альтернативы вместо самоуплотняемых портов может использоваться механизм для укупорки трубок, такой как CompoSeal Universal (Fresenius Kabi), с целью уплотнения трубок, связанных с впусками и выпусками камеры для создания воздухонепроницаемой камеры. В представленном варианте осуществления воздухоотводящий порт 10 также связан с первой камерой. Он также включен в боковую стенку и позволяет легко вывести воздух, который может попасть в систему в процессе ее эксплуатации. В первой камере может также существовать датчик, который отключает систему при обнаружении воздуха и не допускает поступления в систему дополнительного воздуха.
Верхняя стенка 2 сосуда является прозрачной, чтобы позволить визуально осматривать содержимое сосуда, не открывая его. В показанном варианте осуществления прозрачной является по существу вся верхняя стенка, что предпочтительно, поскольку позволяет видеть как первую камеру 5, так и вторую камеру 6. Следует, однако, понимать, что в качестве альтернативы прозрачной является только часть верхней стенки 2, при условии, что она позволяет визуально осмотреть первую камеру 5, представляющую собой камеру для сбора яйцеклеток.
Нижняя стенка 3 сосуда также является прозрачной в представленном варианте осуществления. Это гарантирует, что если камеру 1 для яйцеклеток помещают под световой микроскоп для визуального осмотра ее содержимого, свет сможет поступать через нижнюю стенку 3. Опять же следует понимать, что в качестве альтернативы лишь часть нижней стенки 3 является прозрачной, при условии, что она позволяет визуально осмотреть первую камеру 5, представляющую собой камеру для сбора яйцеклеток.
Если камера 1 содержит прозрачный и/или светопроницаемый материал, этот материал предпочтительно является апирогенным и нетоксичным. Наиболее предпочтительно материал проходит испытания на уровень эндотоксинов, токсичность в отношении спермы и эмбриотоксичность. Предпочтительно материал показывает результаты <0,25 EU/ml, предпочтительно <0,03 EU/ml, в in vitro испытаниях на бактериальные эндотоксины. В число испытаний входят гель-тромб тест, кинетический турбидиметрический и
хромогенный тесты (количественные). Материал предпочтительно также проходит испытание на токсичность в отношении спермы, такое как анализ подвижности сперматозоидов (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10875871), и/или анализ стволовых клеток на токсичность. Материал предпочтительно также проходит испытание на эмбриотоксичность. В число таких испытаний входят испытание эмбриональных стволовых клеток (EST), испытание на эмбриотоксичность на модели зебрафиш (ZET), а также культуры целых эмбрионов крыс на постимплантационной стадии (rat postimplantation Whole Embryo Culture) (WEC). Предпочтительно результат такого испытания должен составлять >80% расширенных бластоцитов через 96 часов.
Камера 1 должна отвечать требованиям USP Класса VI и выдерживать стерилизацию согласно стандартам, составленным для медицинских устройств.
В одном варианте осуществления, который не показан, но предусмотрен авторами изобретения, нижняя стенка может иметь метки в виде сетки или другие заметные указатели, которые могут помочь при осмотре и определении местонахождения яйцеклеток в первой камере.
Размеры камеры 1 для яйцеклеток выбраны схожими с размерами оборудования, которое уже используется врачами-клиницистами и эмбриологами, например схожими с размерами чашки Петри или сосуда для сбора, используемыми в настоящее в настоящее время эмбриологами. Размеры также приспособлены для того, чтобы камера 1 для яйцеклеток была пригодна для наблюдения под микроскопом.
Площадь камеры для яйцеклеток составляет 2-16 см2, предпочтительно 4-10 см2.
Камера изготавливается из нетоксичного пластика, такого как полистирол, или стекла.
Камера 1 для яйцеклеток предпочтительно может интегрироваться с автоматической системой сбора, содержащей насос. Система показана на Фигуре 7. Камера 1 для яйцеклеток выполнена с возможностью крепления к трубе, которая соединяет камеру 1 через порты с иглой для сбора яйцеклеток, резервуаром с промывочной текучей средой и блоком для сбора отходов. Камера
для яйцеклеток выполнена с возможностью встраивания в систему управления температурой. В одном варианте осуществления система управления температурой содержит обогреваемый блок, выполненный с возможностью приема камеры для яйцеклеток в единственном ориентационном положении. В другом варианте осуществления труба и насос размещены в терморегулируемой корпусной системе. Автоматическая система сбора содержит механизм для соединения трубок с насосом в правильной конфигурации, такой как пронумерованные или имеющие цветовой код зажимы, либо трубы разной длины. Такой механизм уменьшает вероятность или не допускает ошибки оператора при соединении устройства с автоматической системой сбора.
Камера 1 для яйцеклеток используется следующим образом.
Камера 1 для яйцеклеток оснащена трубой 12, соединенной с входным портом 7. Дистальный конец трубы 12 (т.е. конец, дальний от сосуда) соединен с иглой 13 для сбора. Камера для яйцеклеток также оснащена второй трубой 14, соединенной с выходным портом. Данная вторая труба 14 связана с резервуаром для отходов на своем дистальном конце. Вторая труба 14 также связана с всасывающим насосом, выполненным с возможностью прокачки текучей среды через трубку из камеры 1 для яйцеклеток в резервуар для отходов. Этот насос может приводиться в действие ножной педалью. Во всех случаях труба настолько коротка, насколько это практически возможно.
Камера 1 для яйцеклеток наряду с трубой 12 и иглой 13 прокачиваются путем заполнения подогретой стерильной жидкостью, например солевым раствором. Труба 12 между иглой и входным портом 7 оснащена трехходовым краном 17 (показано на Фигуре 4), так что труба 12 может также соединяться с резервуаром 18 для теплой стерильной жидкости наряду с иглой 13 и входным портом 7 камеры 1 для яйцеклеток. При необходимости для открытия и закрытия возможных потоков текучей среды могут использоваться пережимные клапаны. Перистальтический насос может приводиться в действие для перекачки стерильной жидкости через трубку 12 из резервуара для стерильной жидкости как в камеру 1 для яйцеклеток, так и в иглу 13.
Камера 1 для яйцеклеток полностью заполнена текучей средой. Предпочтительно также, чтобы камера 1 для яйцеклеток находилась на подогреваемой плите или в обогреваемом корпусе, чтобы содержать камеру 1 при температуре тела или близкой к ней. Подогреваемая плита или обогреваемый корпус могут быть связаны с насосами, используемыми для перекачки жидкости через систему, представляющими собой часть большего насосного блока. Предпочтительно текучая среда нагрета до температуры 36,8±0,4°C 37°C.
В процессе сбора яйцеклеток камера для яйцеклеток удерживается в «ориентационном положении для сбора", при котором фильтр 4 расположен по существу горизонтально в камере. Это позволяет максимально использовать эффект гравитации при аспирировании фолликулярной жидкости и попытке отделить яйцеклетки или женские половые клетки от крови или инородных веществ в камере 1.
Сбор яйцеклеток обычно представляет собой дневную процедуру, при которой пациент находится под воздействием седативных средств. Игла 13 проходит через верхнюю часть влагалища пациента под контролем ультразвука в яичник. Фолликулярная жидкость и соответствующие женские половые клетки аспирируются путем перекачки жидкости через систему. Всасывающий насос используется для выведения заливочной жидкости через систему в резервуар для отходов, что приводит к втягиванию фолликулярной жидкости, содержащей женские половые клетки, через иглу 13 и трубку 12 в камеру 1 для яйцеклеток через входной порт 7. Текучая среда поступает в сосуд через входной порт и попадает в первую камеру 5, после чего через фильтр 4 поступает во вторую камеру 6. Перегородка замедляет поток текучей среды, которая растекается по длине перегородки. Затем она перетекает через перегородку в виде потока, поступающего через «завесу», с пониженной скоростью. Яйцеклетки и клеточные элементы крови переходят через перегородку и попадают на фильтр. Поскольку размер пор фильтра 4, составляющий 10-100 мкм, предпочтительно 20-60 мкм, выбран меньшим, чем размер женской половой
клетки/яйцеклетки, яйцеклетки удерживаются в первой камере 5, в то время как фолликулярная жидкость, клеточные элементы крови и другие инородные вещества меньшего размера проходят через фильтр 4 во вторую камеру 6 и, в конечном счете, выводятся из выходного порта 9 в резервуар для отходов. Размер пор позволяет осуществлять такое разделение главным образом благодаря силе тяжести, тем самым требуя минимального давления для аспирации, создаваемого по фильтру. Это приводит к тому, что яйцеклетки удерживаются в первой камере 5 в текучей среде без внешних воздействий. Важно, чтобы яйцеклетки отделялись от крови, присутствующей в фолликулярной жидкости, именно таким способом, чтобы предотвратить образование кровяных сгустков.
Существенно, что поскольку все яйцеклетки собраны в единственном сосуде, при этом фолликулярная жидкость выводится через систему, в конечном счете, в резервуар для отходов, это уменьшает количество текучей среды, которое эмбриолог должен исследовать, чтобы идентифицировать и отобрать надлежащие женские половые клетки/яйцеклетки.
Укупоренная камера хранится в инкубаторе, пока эмбриолог не будет готов ее осмотреть и открыть.
Существует возможность, что яйцеклетка находится в трубе 12 после аспирации, если она еще не втянута через входной порт 7. В конце сбора врач-клиницист может использовать заливной насос, чтобы гарантировать, что вся фолликулярная жидкость принудительно поступила в камеру 1 для яйцеклеток, и никакие яйцеклетки или женские половые клетки случайно не остались в трубе 12.
Если существует подозрение, что яйцеклетки могли застрять в игле после извлечения из организма женщины, иглу можно ввести в стерильную теплую жидкость, например солевой раствор, и промыть.
В одном варианте осуществления, который не показан, камера для яйцеклеток также оснащена датчиком воздуха, детектирующим, не поступает ли воздух в первую камеру в процессе аспирации. Существует риск того, что воздух может проникать в систему в процессе аспирации фолликулов, что может повлиять на уровень pH фолликулярной жидкости или жидкости, в которой яйцеклетки или
женские половые клетки удерживаются, либо в более серьезных случаях может привести к иссушению яйцеклеток. Датчик должен располагаться вверху первой камеры, когда камера находится в ориентационном положении для сбора. Затем может быть открыт воздухоотводящий порт 10 для удаления воздуха, чтобы минимизировать изменения физиологических условий, в которых находятся собранные яйцеклетки (например, изменения pH), и не допустить иссушения яйцеклеток. Воздухоотводящий порт 10 также может использоваться при отсутствии датчика.
Существует также возможность промыть иглу, если она засорилась в ходе процесса сбора. Труба 12 между иглой и входным портом 7 может быть оснащена трехходовым краном 17 (показано на Фигуре 4). Поток между иглой и входным портом 7 может быть перекрыт в точке A, например, используя пережимной клапан, а поток между резервуаром для стерильной жидкости и иглой может быть открыт, например, в точке B. Насос, предпочтительно перистальтический насос, используется для подачи стерильной жидкости из резервуара для стерильной жидкости через иглу, вытесняя все, что может блокировать проходной канал иглы или соответствующей трубы. После завершения промывки поток между резервуаром для стерильной жидкости и иглой снова может быть перекрыт, а поток между иглой и входным портом 10 может быть повторно открыт. В процессе промывки всасывающий насос, связанный с аспирацией, обычно бездействует.
Камеру 1 для яйцеклеток после этого можно снять и отсоединить от трубы 12, связанной с иглой 13, а также от второй трубы 14. Поскольку порты 7, 9, 10 являются уплотняемыми (предпочтительно самоуплотняемыми) и не подтекают, в камере создается герметичная среда для собранных яйцеклеток. На всем протяжении процесса сбора камера 1 для яйцеклеток остается на подогретом блоке, чтобы обеспечить содержание камеры 1 для яйцеклеток и ее содержимого при температуре тела, 37°C, или температуре, которая требуется эмбриологу (в некоторых случаях эмбриологи предпочитают содержать яйцеклетки при температуре чуть выше или ниже температуры тела). Камера может сохранять постоянную температуру, например температуру тела, при этом
женские половые клетки/яйцеклетки при необходимости могут удерживаться в камере в течение некоторого времени.
После того как яйцеклетки собраны, следующая стадия – осмотр и выбор эмбриологом наиболее жизнеспособных яйцеклеток/женских половых клеток для дальнейшего использования в данной процедуре. На Фигуре 2 наилучшим образом показано, что камеру 1 для яйцеклеток перемещают/переориентируют примерно на угол 90° из "ориентационного положения для сбора", при котором фильтр 4 находится по существу в горизонтальной плоскости в камере, в «ориентационное положение для осмотра», где нижняя стенка 3 теперь является нижней поверхностью, а фильтр 4 находится по существу в вертикальной плоскости. Такое изменение ориентационного положения позволяет эмбриологу поместить по- прежнему укупоренную камеру 1 для яйцеклеток под микроскоп, при этом камера для яйцеклеток находится в «ориентационном положении для осмотра» с целью проведения визуального наблюдения. Предпочтительно данное ориентационное положение также позволяет легче хранить и переносить камеру 1 для яйцеклеток. Нижняя стенка 3 является прозрачной и позволяет свету поступать в камеру, что особенно полезно, когда используется микроскоп с нижней подсветкой (т.е. источник света расположен под камерой 1 для яйцеклеток). Все присутствующие яйцеклетки/женские половые клетки удерживаются в первой камере 5, при этом, когда камера 1 для яйцеклеток находится в ориентационном положении для осмотра, они будут покоиться на дне камеры, которым является внутренняя поверхность нижней стенки 3. Нахождению яйцеклеток/женских половых клеток на самом краю первой камеры, в особенности на фильтре, где они, скорее всего, будут располагаться, когда камера 1 для яйцеклеток находится в ориентационном положении для сбора, препятствует наклонная поверхность 11 или закругленные края, образованные там, где нижняя стенка 3 пересекается с фильтром 4, и/или там, где нижняя стенка 3 пересекается с одной или несколькими боковыми стенками 8. Поскольку верхняя стенка 2 также является прозрачной, эмбриолог может видеть содержимое камеры 1 для яйцеклеток, не прибегая к необходимости открыть или
откупорить блок. Это ориентационное положение камеры также гарантирует, что фильтр не создает эмбриологу препятствий для осмотра. Нижняя стенка может быть оснащена метками или указателями, например координатной сеткой, чтобы помочь эмбриологу определить местонахождение яйцеклеток или женских половых клеток. До этого момента яйцеклетки/женские половые клетки остаются в фактически герметичной текучей среде (предпочтительно жидкой), в которой температура или pH практически или совсем не изменяется и куда доступ воздуха практически или полностью закрыт.
Следует понимать, что хотя в этом варианте осуществления вся верхняя стенка является прозрачной, в альтернативном варианте осуществления верхняя стенка может иметь лишь прозрачный оконный участок, при условии, что его размер достаточен, чтобы позволить эмбриологу видеть содержимое первой камеры. Полезно также иметь возможность визуализировать содержимое второй камеры, поскольку в процессе сбора специалисту-практику часто требуется посмотреть, значительное ли количество крови выделилось из фолликула. Все остальные стенки или секции сосуда в качестве опции также могут быть прозрачными или светопроницаемыми, чтобы позволить видеть аспирированную текучую среду с любого угла.
После того как эмбриолог осмотрел яйцеклетки и идентифицировал те, которые кажутся наиболее жизнеспособными, может быть снят участок 15 крышки камеры 1 для яйцеклеток, при этом участок 15 крышки содержит, по меньшей мере, участок верхней стенки 2, а в варианте осуществления, представленном на Фигуре 1, - всю верхнюю стенку 2. Этот участок крышки может быть оснащен выступающей секцией 19, которую пользователь может захватить, чтобы способствовать снятию участка 15 крышки. Предпочтительно выступающая секция 19 расположена сбоку участка 15 крышки, чтобы не препятствовать осмотру камеры. В одном варианте осуществления крышка снимается путем скручивания (вращения), в то время как в других участок 15 крышки можно просто поднять с участка 16 основания. Предпочтительно для снятия крышки требуется поворот менее чем на 20 градусов,
предпочтительнее менее чем на 10 градусов. Крышка может быть круглой или некруглой. До этого момента участок 15 крышки был уплотнен относительно участка 16 основания камеры 1 для яйцеклеток с помощью непроницаемого для жидкости и воздухонепроницаемого уплотнителя. Это гарантирует, что после аспирации камера для яйцеклеток была полностью непроницаема для воздуха и непроницаема для текучей среды, чтобы не допустить физиологических изменений и изменений окружающей среды, например уровня pH и температуры, либо попадания воздуха или кислорода, либо контакта с загрязняющими примесями. Предпочтительно это - термосваривание, лента с индикацией вскрытия или силиконовый уплотнитель, который, будучи разрушенным, не может создать повторного уплотнения. Это гарантирует, что камера для яйцеклеток используется лишь один раз и защищена от несанкционированного доступа. В одном варианте осуществления крышка 15 уплотнена относительно участка 16 основания с помощью удерживающего кольца 17. Удерживающее кольцо предпочтительно является изделием одноразового применения и выполнено с возможностью разрушения, когда крышка 15 снимается с основания 16. Удерживающее кольцо 17 может быть оснащено выступающим участком 18, продолжающимся из камеры, чтобы способствовать удалению удерживающего кольца 17 из камеры, когда это требуется. Камера одноразового использования также позволяет легче отслеживать пациента, поскольку камеру 1 для яйцеклеток можно оборудовать идентификатором пациента. Идентификатор пациента может представлять собой перманентный идентификатор. Когда участок 15 крышки снят, эмбриолог может извлечь выбранные яйцеклетки с помощью пипетки по известным технологиям. Собранные яйцеклетки или женские половые клетки могут использоваться в дальнейшем.
В одном варианте осуществления крышка представляет собой крышку, посаженную с натягом. В этом случае для снятия крышки предусмотрен инструмент. В одном варианте осуществления инструмент представляет собой ключ, который, будучи вставленным в крышку и повернутым, позволяет снять крышку. В одном варианте осуществления приемная область для инструмента (отверстие для
ключа) расположена в области крышки, в состав которой входит устройство для направления потока.
На Фигурах 8 и 9 представлены две конструкции камеры для яйцеклеток, имеющие незначительные различия. На Фигуре 9, где представлена предпочтительная конструкция, стороны верхней камеры 5 являются прямолинейными и не сходятся, как в конструкции, показанной на Фигуре 8. Кроме того, перегородка имеет V-образную форму и крепится к нижней стороне крышки 15, при этом форма крышки 15 согласуется с формой верхней камеры 5 (т.е. имеет плоское дно, параллельные стороны образуют арочный свод). Нижняя сторона крышки 15 может быть также утолщена, чтобы выступать в камеру 5 и смещать жидкость в камере 5 так, чтобы уменьшить риск расплескивания при снятии крышки 15. Толщина крышки 15 может уменьшаться в направлении фильтра 4, т.е. располагаться под углом, позволяя видеть весь фильтр 4. Кроме того, крышка 15 может иметь кольцевой уплотнитель из полистирола (не показано), который должен удаляться для снятия крышки 15. В некотором месте на наружной боковой стенке верхней камеры 5 может располагаться усиливающий язычок, предпочтительно сверху в режиме сбора яйцеклеток. Инструмент может опираться на усиливающий язычок, чтобы разрушить уплотнитель, позволяя «отодрать» уплотнитель. После разрушения кольцевой уплотнитель может быть снят путем отслаивания. Кольцевой уплотнитель может быть жестким (и хрупким), так чтобы отпасть «одним куском». Если усиливающий язычок находится в самой верхней точке камеры (в режиме сбора), воздуховыпускной канал предпочтительно может быть расположен в самой верхней части камеры под усиливающим язычком (в режиме наблюдения).
Кроме того, верхняя поверхность крышки 15 может содержать язычок, выполняющий функцию ручки для снятия крышки 15. Этот язычок предпочтительно может быть расположен так, чтобы не мешать осмотру камеры 5, например, непосредственно над перегородкой (режим наблюдения). Он может также располагаться в области верхней камеры 5 над перегородкой (в режиме сбора), предпочтительно справа или слева от центра.
Преимущества камеры для яйцеклеток
Камера для яйцеклеток имеет ряд преимуществ по сравнению с предшествующим уровнем техники;
Температура яйцеклетки контролируется в течение всего времени (жизнеспособность клетки повышается)
Яйцеклетки остаются в замкнутой текучей среде в течение всего времени, что позволяет поддерживать постоянный уровень pH и минимизировать риск загрязнения и/или подвергания воздействию летучих органических соединений (VOC)
Процесс сбора яйцеклеток является непрерывным, т.е. нет необходимости в переходе от пробирки к пробирке. Все яйцеклетки собраны в одной замкнутой камере (процесс менее трудоемкий, минимизирует риск загрязнения, не допускает потери тепла)
Яйцеклетки автоматически очищаются (отделяются от крови в фолликулярной жидкости) в камере и предоставляются эмбриологу в прозрачной текучей среде, а значит, могут быть легко идентифицированы (экономит время эмбриолога, охлаждение в меньшей степени, риск загрязнения сводится к минимуму).
Камера открывается только один раз в лаборатории эмбриологии (в идеале в изоляторе), когда эмбриолог готов извлечь яйцеклетки и поместить их в культуральную среду под масло (минимизирует риск загрязнения).
Яйцеклетки могут оставаться в замкнутой воздухонепроницаемой камере в инкубаторе после извлечения. Таким образом, клиническая процедура сбора яйцеклеток и эмбриологический процесс идентификации яйцеклеток становятся независимыми. Это позволяет более эффективно использовать время как врача-клинициста, так и врача-эмбриолога, и предоставляет свободу выбора места расположения лаборатории и клинического отделения.
Камера может использоваться для замещения фолликулярной жидкости буферной средой (или солевым раствором), создавая для яйцеклеток осмотически устойчивую среду со стабильным уровнем pH.
С точки зрения врача-клинициста система работает в значительной степени таким же образом, как и система, существующая в настоящее время, т.е. может применяться
существующий сбор через иглу и трубку, при этом камера может быть прозрачной, а аспирированная текучая среда может быть видна в новой системе подобно тому, как она видна в нынешней системе.
С точки зрения эмбриолога используется существующее оборудование (микроскопы, шкаф и т.д.), при этом сосуд имеет тот же размер, который уже применяется. В некоторых вариантах осуществления яйцеклетки могут располагаться на основании, отличном от того, которое используется в существующем способе, однако под микроскопом будут казаться такими же и их будет легко идентифицировать.
Сосуд по размеру/форме может быть схожим с современными чашками Петри, используемыми в процессе селекции и очистки ооцитов, при этом достаточно большим для обеспечения оптимальной площади фильтра.
Кроме того, камера для яйцеклеток может найти применение на рынке ЭКО в ветеринарии. Поскольку ЭКО в ветеринарии часто проводится в плохо контролируемых средах, преимущества камеры для яйцеклеток будут чрезвычайно востребованы.
Изготовление камеры для яйцеклеток
В предпочтительном способе изготовления камера для яйцеклеток выполнена из следующих компонентов;
Первая внутренняя камера - инжекционно-формованный полистирол
Вторая внутренняя камера - инжекционно-формованный полистирол
Крышка - инжекционно-формованный полистирол
Удерживающее кольцо - инжекционно-формованный полистирол
Соединитель воздуховыпускного канала – прошедший механическую обработку или инжекционно-формованный полистирол
Соединители впуска и выпуска - инжекционно-формованный полистирол
Сетка главного фильтра - 60мкм нейлоновая сетка
Сетка фильтра воздуховыпускного канала – 60 мкм нейлоновая сетка
Уплотнительная прокладка - силиконовая уплотнительная прокладка
Первая внутренняя камера, вторая внутренняя камера, крышка и удерживающее кольцо изготовлены из полистирола Luran HD-20, поставляемого BASF. Задача первой внутренней камеры заключается в сборе ооцитов в ходе процедуры сбора яйцеклеток. Она также предоставляет сосуд (емкость) для эмбриологов для селекции и очистки ооцитов, после того как процедура сбора завершена. Первая внутренняя камера - первый компонент в процедуре сборки. Все другие компоненты сопрягаются с этой камерой, при этом вторая внутренняя камера (или носовая камера) расположена спереди, уплотнительная прокладка, крышка и удерживающее кольцо размещены сверху, а воздушный соединитель и соединитель впуска находятся в портах на задней стенке.
Первая внутренняя камера обладает следующими признаками:
Оптически прозрачное основание для использования под микроскопом;
- разрушаемый наплавленный валик по верхней части камеры;
- выступ для расположения уплотнительной прокладки вблизи верхней части боковых стенок;
- соединение по посадке скольжения/посадке по установочному месту с компонентами крышки и уплотнительной прокладки;
- соединение по плотной посадке с выступом фильтра на второй внутренней камере/носовом компоненте;
- соединение по плотной посадке с воздушным соединителем и соединителем впуска;
- гладка поверхность по передней части для обеспечения хорошего контакта при сваривании со второй внутренней камерой/носовым компонентом.
Данная вторая внутренняя камера образует сквозной канал для потока из первой внутренней камеры к соединению выпуска. Она образует поверхность раздела с главной камерой посредством выступа, плотно посаженного в главную камеру. Выступ создает свариваемую поверхность для установки на нее сетки главного фильтра. После посадки в главную камеру используется ультразвуковая сварка для уплотнения их между собой.
Вторая внутренняя камера имеет следующие основные признаки:
Расположенный под углом выступ, создающий свариваемую
поверхность для сетки фильтра и соединение по посадочному месту с первой внутренней камерой;
- разрушаемый наплавленный валик вокруг впуска во вторую внутреннюю камеру/носовую камеру для сваривания с сеткой фильтра;
- разрушаемый наплавленный валик вокруг основания выступа для сваривания с первой камерой;
- соединение по плотной посадке с соединителем выпуска;
- плоская контактная область вокруг отверстия соединителя выпуска, обеспечивающая доступ для электрода, используемого при ультразвуковой сварке.
Крышка вставляется в верхнюю часть главной камеры, чтобы уплотнительная прокладка оказалась в промежуточном положении, и было создано «уплотненное» устройство. Вблизи задней части крышки находится перегородка. Она используется для уменьшения турбулентность потока и способствует распределению по сетке фильтра. Перегородка образует небольшой угол к центру камеры, что служит каналом «для сбора капель» при снятии крышки. Крышка представляет собой компонент, имеющий особенно толстое сечение и выступающий глубоко в главную камеру. Это выступание уменьшает объем жидкости главной камеры, оставляя требуемый рабочий объем текучей среды после снятия крышки. От верхней части крышки выступает язычок, создающий точку захвата, позволяющую пользователям поднять крышку с главной камеры.
Компонент крышки имеет следующие основные признаки:
Соединение по посадочному месту с главной камерой;
- гладкая плоская обработанная поверхность для создания конструкции типа «сэндвич» с уплотнительной прокладкой, образуя уплотнение;
- оптическая прозрачность, чтобы позволить пользователям видеть содержимое камеры;
- зазор, составляющий, по меньшей мере, 1 мм, между нижней частью перегородки и основанием камеры.
Удерживающее кольцо должно создавать удерживающий сварной шов с верхней частью главной камеры для создания конструкции типа «сэндвич» с силиконовой уплотнительной прокладкой и
образовывать уплотненное устройство. Кольцо имеет направляющий выступ по своему краю, который устанавливает его на главной камере, выравнивая с разрушаемым наплавленным валиком.
Удерживающее кольцо имеет следующие основные признаки:
- соединение по скользящей посадке с главной камерой;
- конструктивная целостность для сжатия силиконовой уплотнительной прокладки.
Соединитель воздуховыпускного канала предпочтительно выполнен путем механической обработки из полистирола Rexolite 1422. Он может быть инжекционно-формован из полистирола Luran HD-20.
Соединитель воздуховыпускного канала должен иметь два разрушаемых наплавленных валика: один - для приваривания сетки фильтра к первой внутренней камере, а второй – для вваривания соединителя в первую внутреннюю камеру. Этот соединитель воздуховыпускного канала создает поверхность раздела с компонентами трубок, которые соединяют насосы, клапаны и иглу с камерой. Труба определяет положение охватываемой части соединителя для трубок и посажена на него для создания уплотнения.
Соединитель воздуховыпускного канала имеет следующие основные признаки:
Соединитель трубы (с зазубринами или скользящий микро разъем люэровского типа) для уплотнения со стандартными материалами для трубок, используемыми в области ЭКО;
- соединитель трубы для уплотнения с трубами диаметром 1 мм ID и 2 мм OD;
- соединение по плотной посадке с первой внутренней камерой;
- разрушаемый наплавленный валик для приваривания сетки фильтра по соединителю;
- разрушаемый наплавленный валик для вваривания соединителя в первую внутреннюю камеру.
Соединитель впуска/выпуска должен иметь разрушаемый наплавленный валик для вваривания соединителя в первую внутреннюю камеру (впуск) и вторую внутреннюю камеру (выпуск).
Этот соединитель впуска/выпуска создает поверхность раздела с компонентами трубок, которые соединяют насосы, клапаны и иглу с камерой. Труба определяет положение охватываемой части соединителя для трубок и посажена на него для создания уплотнения.
Соединитель впуска/выпуска имеет следующие основные признаки:
Соединитель трубы (с зазубринами или скользящий микро разъем люэровского типа) для уплотнения со стандартными материалами для трубок, используемыми в области ЭКО;
- соединитель трубы для уплотнения с трубами диаметром 1 мм ID и 2 мм OD;
- соединение по плотной посадке с главной и носовой камерами;
- разрушаемый наплавленный валик для вваривания соединителя в первую и вторую внутренние камеры.
Соединители впуска/выпуска предпочтительно выполнены путем механической обработки из полистирола Rexolite 1422. Они могут быть инжекционно-формованы из полистирола Luran HD-20 либо по-отдельности, либо в виде части первой внутренней камеры и носовой камеры.
Сетка фильтра воздуховыпускного канала изготавливается из нейлоновой сетки, поставляемой компанией Millipore, с размером пор 60 мкм. Сетка фильтра воздуховыпускного канала обеспечивает площадь фильтрации, составляющую 1,13 мм2. Фильтр приваривают к соединителю впуска для воздуха, который затем вваривают в главную камеру для создания уплотнения. Данный фильтр действует как предохранительное средство, чтобы не допустить утечки яйцеклеток через воздуховыпускной канал.
Сетка фильтра воздуховыпускного канала имеет следующие основные признаки:
Изготовлена из нейлона;
- размер пор фильтра составляет 60 мкм.
Силиконовая уплотнительная прокладка изготавливается из силикона для использования в медицине и накладывается на выступающий участок компонента крышки. Когда крышка вставлена в
главную камеру, уплотнительная прокладка занимает промежуточное положение. Когда удерживающее кольцо затем приваривается по месту, уплотнительная прокладка сдавливается и создает уплотнение на главной камере.
Силиконовая уплотнительная прокладка имеет следующие основные признаки:
Соединение по посадочному месту с выступающим участком компонента крышки;
- толщина 0,5-1 мм для обеспечения требуемого сжатия с целью создания уплотнения.
Компоненты изготавливаются комплектно на оборудовании для инжекционного формования или оборудовании с числовым программным управлением (CNC). Каждый инжекционно-формованный компонент имеет свою индивидуальную литьевую форму, помещаемую в формовочную машину. Поставляемый компанией BASF полистирол Luran HD-20 в гранулах внасыпную подается во входной бункер машины. После этого для индивидуальных компонентов вводятся параметры формования, и процесс протекает автоматически, после чего готовые компоненты выводятся из машины и собираются в контейнерах для грузов без тары, перед тем как пакуются каждый в отдельности. Каждый компонент, прошедший CNC-механическую обработку, изготавливается по заданной программе механической обработки, после чего готовые компоненты собираются, проходят ультразвуковую промывку и упаковываются. Каждый отдельный компонент затем поступает на участок сборки и подвергается сборке, как показано на Фигуре 10.
Для сборки камер используется ультразвуковая сварка компонентов. Это исключает необходимость использования вредных растворителей при соединении компонентов. Применяется стандартный аппарат для ультразвуковой сварки с набором электродов для ультразвуковой сварки, используемых в зависимости от требуемой геометрии сварного шва. Производственный процесс по возможности проводится в помещении минимум 7 класса чистоты.
Система для перекачки текучей среды (насосная система для текучей среды)
Система 100 для перекачки текучей среды (насосная система
для текучей среды), пригодная для сбора яйцеклеток при проведении ЭКО, описана со ссылкой на Фигуры 7 и 11-15. На фигуре 11 показана схема предпочтительного варианта осуществления системы для перекачки текучей среды системы для сбора яйцеклеток, описанной на Фигуре 7 A-G. Предпочтительный вариант осуществления системы 100 для перекачки текучей среды содержит первый перистальтический насос 102, второй перистальтический насос 104, подогреваемый резервуар 106 для солевого раствора, резервуар 108 для отходов, камеру 110 для сбора яйцеклеток с подогреваемым столом, выпускной порт 112, присоединяемый, например, к игле 114, а также контроллер (на схеме не показан).
Система 100 для перекачки текучей среды может содержать съемный контейнер (корпус камеры) для размещения камеры. Задняя сторона корпуса камеры, на которую приходится наибольший контакт с системой 100 для перекачки текучей среды, может быть выполнена из алюминия; это сделано для обеспечения переноса тепла от подогреваемого стола на насосе в камеру. Передняя часть корпуса камеры может иметь крышку, выполненную из прозрачного материала Perspex, чтобы позволить оператору визуально наблюдать сбор текучей среды в камеру. Камера вставлена в корпус камеры, при этом крышка из материала Perspex закрыта. Камера корпуса вдвигается по двум выступам системы 100 для перекачки текучей среды в рабочих целях.
Входной порт 116 первого перистальтического насоса 102 соединен по текучей среде с подогреваемым резервуаром 106 для солевого раствора посредством первой трубы 118, а выходной порт 120 соединен по текучей среде с узлом 122 соединения по текучей среде посредством второй трубы 124. Выпускной порт 112 (вместе с иглой 114) соединен по текучей среде с узлом 122 соединения по текучей среде посредством третьей трубы 126, при этом узел 122 соединения по текучей среде дополнительно соединен по текучей среде с входным портом 128 камеры 110 для сбора яйцеклеток посредством четвертой трубы 130. Выходной порт 132 второго перистальтического насоса 104 соединен по текучей среде с резервуаром 108 для отходов посредством пятой трубы 134. Входной
порт 136 второго перистальтического насоса 104 соединен по текучей среде с первым выходным портом 138 камеры 110 для сбора яйцеклеток посредством шестой трубы 140 и со вторым выходным портом 142 камеры 110 для сбора яйцеклеток посредством седьмой трубы 144.
Первый приводимый в действие селекторный клапан 202 функционально связан со второй трубой 124, второй приводимый в действие селекторный клапан 204 функционально связан с четвертой трубой 130, третий приводимый в действие селекторный клапан 206 функционально связан с третьей трубой 126, четвертый приводимый в действие селекторный клапан 208 функционально связан с седьмой трубой 144, а пятый приводимый в действие селекторный клапан 210 функционально связан с шестой трубой 140.
Контроллер (не показан) функционально связан, по меньшей мере, с приводимыми в действие селекторными клапанами 202, 204, 206, 208 и 210, а также с первым и вторым перистальтическими насосами 102 и 104. Контроллер (не показан) также может быть функционально связан с любым регулируемым нагревателем (не показан) камеры 110 для сбора яйцеклеток и подогреваемым резервуаром 106 для солевого раствора. Кроме того, контроллер (не показан) также может быть функционально связан с любым датчиком, встроенным в систему 100 для перекачки текучей среды. Датчики могут быть выполнены с возможностью определения физических параметров в системе 100 для перекачки текучей среды, таких как, например, скорость потока текучей среды, температура текучей среды и/или температура окружающей среды.
Контроллер может быть выполнен с возможностью задействования селекторных клапанов 202-210 в заданной последовательности и управления работой первого и второго перистальтических насосов 102 и 104 для перекачки текучей среды. Например, контроллер (не показан) может быть выполнен с возможностью выполнения последовательности "Заполнение камеры", как показано на Фигуре 12A. В этом случае приводятся в действие третий и четвертый селекторные клапаны 206, 208 (т.е. закрываются), чтобы образовать путь прохождения текучей среды от подогреваемого резервуара 106 для солевого раствора через камеру
110 для сбора яйцеклеток через шестую трубку 140 и второй перистальтический насос 104 в резервуар 108 для отходов. Оба насоса 102 и 104 приводятся в действие для перемещения текучей среды из подогреваемого резервуара 106 для солевого раствора в камеру 110 для сбора яйцеклеток и через нее в резервуар 108 для отходов, заполняя при этом камеру 110 для сбора яйцеклеток подогретым жидким солевым раствором.
После выполнения последовательности "Заполнение камеры" контроллер выполняет последовательность "Промывка", как показано на Фигуре 12B. При выполнении этой последовательности второй, четвертый и пятый селекторные клапаны 204, 208, 210 закрываются, образуя путь прохождения текучей среды из подогреваемого резервуара для солевого раствора к выпускному порту 112 и игле 114. Первый перистальтический насос 102 приводится в действие для промывки солевым раствором выпускного порта 112 и иглы 114. Соединение для переноса текучей среды в камеру 110 для сбора яйцеклеток заблокировано.
После промывки системы контроллер может выполнить последовательность "Удаление воздуха", либо автоматически после выполнения последовательности "Промывка", либо после запуска вручную, например, с помощью внешнего исполнительного механизма (например, ножной педали). Как показано на Фигуре 12C, третий и четвертый селекторные клапаны 206, 208 закрыты, образуя путь прохождения текучей среды из подогреваемого резервуара 106 для солевого раствора через камеру 110 для сбора яйцеклеток и далее в шестую трубку 140. Первый перистальтический насос 102 приводится в действие, чтобы добавить регулируемое количество жидкого солевого раствора в камеру для сбора яйцеклеток с целью удалить весь оставшийся воздух, запертый в камере 110 для сбора яйцеклеток в процессе выполнения последовательности "Заполнение камеры".
Система для перекачки текучей среды теперь «подготовлена к работе» и контроллер запускает выполнение последовательности "Сбор яйцеклеток" либо автоматически, либо после запуска вручную с помощью внешнего исполнительного механизма (не показан), например, ножной педали. Как показано на Фигуре 12D, первый и
пятый селекторные клапаны 202, 210 закрыты, образуя путь прохождения текучей среды от выпускного порта 112 и иглы 114 в камеру 110 для сбора яйцеклеток, а также путь прохождения текучей среды от камеры 110 для сбора яйцеклеток в резервуар 108 для отходов через второй перистальтический насос 104. Второй перистальтический насос 104 приводится в действие, чтобы переместить текучую среду из иглы через камеру для сбора яйцеклеток. Все извлеченные яйцеклетки будут захвачены в камере 110 для сбора яйцеклеток. Избыточная текучая среда перемещается в резервуар 108 для отходов. Как пояснялось ранее, камера для сбора яйцеклеток выполнена с возможностью недопущения перемещения яйцеклеток в резервуар 108 для отходов.
Функция "Высокое давление", которая может осуществляться контроллером, позволяет управлять, например, последовательностью "Промывка" и последовательностью "Сбор яйцеклеток" насосами 102, 104, работающими в режиме более высокого расхода. Однако скорость, с которой работает один или два насоса 102, 104, может регулироваться для придания любой надлежащей скорости.
На Фигуре 13 на блок-схеме алгоритма высокоуровневого основного процесса показана структура выдачи команд и последовательностей системы 100 для перекачки текучей среды, реализуемая посредством контроллера (не показан). После того как питание системы 100 включено, выполняется последовательность автоматической инициализации, при которой контроллер устанавливает связь со всеми исполнительными механизмами (т.е. селекторными клапанами, насосами) и датчиками (если они предусмотрены), а также пользовательским интерфейсом и аппаратным обеспечением устройства управления контроллера.
Типовой пользовательский интерфейс 300 контроллера показан на Фигуре 14A-E. Пользовательский интерфейс может представлять собой сенсорный экран, позволяющий пользователю иметь доступ ко всем рабочим режимам. После начального включения питания для пользователя на экран может выводиться схема, показанная на Фигуре 14A. В этом состоянии процессор контроллера осуществляет цикл ожидания, пока пользователь не выберет функцию. Пользовательский интерфейс, показанный на Фигуре 14A, также
предоставляет информацию о текущей температуре, измеренной в подогреваемом резервуаре 106 для солевого раствора и камере 110 для сбора яйцеклеток.
На Фигурах 14B-E показан экран пользовательского интерфейса при выполнении различных последовательностей. Каждая последовательность может инициироваться посредством внешнего исполнительного механизма (например, ножной педали) или, в качестве альтернативы, последовательности могут выполняться автоматически запрограммированным контроллером. Предпочтительно пользовательский интерфейс «блокируется» до тех пор, пока каждая последовательность не будет завершена.
Кроме того, могут использоваться различные фоновые цвета для указания текущего состояния работы системы 100 для перекачки текучей среды. Например, в процессе выполнения последовательности инициации фон экрана может быть синим, в процессе выполнения последовательности "Сбор яйцеклеток" фон экрана может быть зеленым, в процессе выполнения последовательности "Промывка" экрана фон может быть оранжевым, а последовательность "Высокое давление" может обозначаться красным фоном экрана.
На Фигуре 15 показан пример конструкции системы 100 для перекачки текучей среды на различных видах, т.е. (a) виде сверху, (b) виде в перспективе, (c) виде сбоку и (d) виде спереди. В этом варианте осуществления система 100 для перекачки текучей среды связана с верхней поверхностью 400 стола посредством подвижной консоли 402. Передняя панель 404 содержит камеру 110 для сбора яйцеклеток, резервуар 106 для солевого раствора и экран 300 пользовательского интерфейса.
Специалистам в данной области техники понятно, что приведенные выше варианты осуществления представлены лишь в качестве примера и не носят ограничительного характера, при этом возможны различные изменения и модификации, не выходя за границы объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.