广西壮族自治区妇幼保健院主任医师 张波
在现代辅助生殖技术体系中,胚胎冷冻技术是重要环节,指将体外受精形成的胚胎,通过程序化降温或玻璃化冷冻的方式,保存在液氮(-196℃)环境中,以暂停胚胎的代谢与发育,待后续需要时再解冻复苏并移植的技术。该技术可为不孕夫妇保留生育机会,其研发与应用的根本目的在于突破自然受孕的时间限制,优化辅助生殖治疗(ART)流程,提升妊娠成功率。如在鲜胚移植周期因身体条件不佳无法移植时,可留存胚胎待后续合适时机使用,同时也能降低多胎妊娠风险、提高累计妊娠率。
胚胎冷冻的核心技术原理是规避低温环境下冰晶对胚胎细胞的损伤。水在降温结晶过程中会形成尖锐的冰晶,极易刺破胚胎细胞膜、破坏细胞器结构,最终导致胚胎失活。基于这一生物学特性,临床采用冷冻保护剂与精准控温技术相结合的策略,实现胚胎的安全保存。目前胚胎冷冻主要有两种方式,分别是玻璃化冷冻和程序化冷冻。
程序化冷冻的关键步骤包括将细胞样本在梯度浓度冷冻保护剂中处理,使细胞内外渗透压平衡,水分逐渐外渗,细胞脱水皱缩以减少冰晶形成风险;使用程序降温仪降温至-80℃左右,避免细胞内冰晶快速生长导致的机械损伤;最后,样本转移至液氮(-196℃)中长期保存,此时细胞代谢活动被完全抑制。其核心原理是利用冷冻保护剂和程序降温仪实现细胞的逐步脱水,从而降低低温损伤。但因操作时间长、胚胎对环境敏感度高,复苏率通常低于玻璃化冷冻。
玻璃化冷冻是目前临床首选的技术方案,技术的关键在于高浓度冷冻保护剂的使用和超快速降温过程。当细胞被暴露于高浓度冷冻保护剂中,这些保护剂能快速渗透细胞,置换水分并减少冰晶形成倾向,并在极短时间内进行降温使细胞内外液体直接玻璃化,跳过冰晶生成阶段,避免细胞膜和细胞器损伤。玻璃化冷冻核心原理是通过超快速降温使胚胎内部的水分直接转化为玻璃态固体,而非形成破坏性的冰晶,从而完整保存细胞结构和生物活性。
胚胎解冻是通过逐步升温、稀释保护剂和恢复培养液环境,使冷冻胚胎恢复活性并具备移植潜力的过程。 这一技术是辅助生殖中保存生育能力的关键环节。工作人员从液氮罐中取出胚胎后,需迅速置于37℃恒温复苏液中,这一温度设定的依据是人体子宫的生理温度,可快速唤醒胚胎代谢活性,避免升温过程中产生次生冰晶;随后将胚胎依次转移至梯度浓度递减的脱保护剂溶液中,其原理是通过缓慢稀释保护剂,平衡细胞内外渗透压,防止细胞因渗透压骤变发生吸水破裂;复苏后的胚胎需在37℃、5%CO₂的培养箱内短期培养2-4小时,依据胚胎形态学评分标准评估细胞完整性与碎片率,只有达标的优质胚胎,才可用于移植或再次冷冻。
探究胚胎冷冻与解冻技术在临床推广的根本原因,在于其能够有效解决ART治疗中的诸多痛点。首先,在试管婴儿周期中,促排卵治疗会导致女性体内雌激素水平急剧升高,此时移植新鲜胚胎易引发卵巢过度刺激综合征,且子宫内膜容受性不佳,而冷冻胚胎可待母体激素环境恢复正常后再移植,依据“子宫内膜与胚胎发育同步性是着床关键”的生殖生理学理论,大幅提升妊娠成功率;其次,部分患者因肿瘤需接受放化疗,或因职业规划暂时无法生育,放化疗药物会不可逆损伤卵巢功能,年龄增长则会导致卵子质量下降,胚胎冷冻技术可提前保存优质胚胎,为这类人群留存生育力,其依据是“胚胎在液氮环境下代谢停滞,可长期保持生物学活性”的低温保存理论。此外,一个取卵周期通常可培育多个胚胎,冷冻剩余优质胚胎可避免资源浪费,减少患者反复促排卵的痛苦与经济成本,依据卫生经济学研究,该模式可显著降低单次妊娠的治疗成本。
关于技术的安全性,循证医学研究为其提供了充分依据。全球数十年的临床随访数据显示,冷冻胚胎移植出生的婴儿,在体重、身长、神经系统发育等指标上,与新鲜胚胎移植出生的婴儿无统计学差异,先天性疾病发生率未显著升高;基础研究进一步证实,玻璃化冷冻过程不会对胚胎基因组稳定性造成明显影响,低温休眠状态下的胚胎不会发生额外基因突变,这一系列结论为技术的临床应用提供了坚实的安全保障。
胚胎冷冻与解冻技术是基于低温生物学、生殖生理学等多学科理论的成熟医疗技术,其研发目的明确、科学依据充分、临床意义重大。该技术不仅为辅助生殖治疗提供了高效、安全的解决方案,更承载着无数家庭的生育希望,在推动人类生殖健康事业发展的进程中,发挥着不可替代的作用。


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