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由于伍斯特理工学院(WPI)和斯坦福大学(StanfordUniversity)的一个研究小组采用了一种新的设备，使用“障碍物课程”来分类和选择更快和更快的方法，因此接受体外受精(IVF)的妇女可能会受到更少的治疗周期的怀孕。用于IVF治疗的更健康的精子细胞。这个新设备是由WPI的物理学，生物医学工程和计算机科学副教授ErkanTüzel和斯坦福大学放射学和电子工程教授UtkanDemirci共同领导创建的。这项工作得到了国家科学基金会的两项独立但合作的资助，并在最新一期的“高级科学”杂志上发表。可用于诊所的微流体装置被称为SPARTAN，是用于诱捕和分离的简单周期性描述的简称。它使用三维立柱的领域，为游泳精子细胞创造一个障碍过程。最强壮和最健康的精子以最快的速度穿过这个阵列，然后在出口收集用于IVF过程。用于IVF治疗的传统精子分选方法选择最快的游泳者的精子。SPARTAN设备收集精子是最快的也是最健康的，因为它能够筛选那些畸形的人，比如弯曲的脖子或更大的头部，这会减慢他们的运动速度。“通过SPARTAN，我们不仅可以获得具有优异活力的精子，而且具有正常的形态和更好的DNA完整性，通过减少多个IVF程序的压力帮助世界各地的家庭，同时可能提高怀孕率。Tüzel说。“这可能会增加患者怀孕的机会。”根据美国疾病控制和预防中心的数据，美国15岁至44岁的女性中有12%处理不孕问题。在同一年龄组中，有730万美国妇女使用了不孕症服务。国立卫生研究院报告说，三分之一的不育症是由男性生殖问题引起的，而另外三分之一是由男性和女性生殖问题或不明原因引起的。SPARTAN装置约4毫米宽，12至16毫米长。将精子简单地注射到一端，在另一端收集最快和最健康的精子，以立即用于体外受精。该装置还可防止传统分选方法(如使用高力离心机的分选方法)可能发生的细胞损伤类型。由于SPARTAN可用于生育诊所，因此精子不需要冷冻并运送到实验室进行处理;临床中的分拣程序需要5到30分钟。这种新的精子分选设备也意味着患者在体外受精治疗上花费的总金额较少，一般每个周期花费约15,000美元，因为采用新的精子分选技术，他们可以在没有经过多个治疗周期的情况下怀孕。Tüzel在微观尺度上开发了游泳生物的计算模型，他将自己的研究重点放在对SPARTAN设备的设计进行建模，并使用算法和流体物理学对人类精子进行建模，以及在如此复杂的环境中如何移动。WPI毕业生追求物理学博士詹姆斯·金斯利与Tüzel一起工作。Demirci的斯坦福大学的研究小组根据Tüzel的理论模型创建了整体的实验装置设计，制作和测试了原型，并确定了精子细胞通过装置游泳的最佳实验参数和培养基。Tüzel说：“我们的成功是我们密切合作的结果，将理论和实验结合在一起-WPI与Demirci实验室合作。“作为一个物理学家，这是非常令人兴奋的，我们将在市场上有一个帮助人的产品，在这么短的时间内，物理学中并不总是这样，特别是如果你是理论物理学家的话。Demirci说，协作工作使研究团队能够创造出一种新的技术，可以在诊所产生真正的影响，可能导致一直活到分娩。他补充说：“Erkan实验室和我的实验室之间的合作是非常宝贵的。“WPI带来了一个杰出的理论工具，使我们能够了解精子等微观物体如何与环境相互作用;我们能够将这种技术诀窍设计成真正的微流体装置，临床验证我们设计的并通过实验改进进入真实世界的应用程序“。

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