膝关节半月板损伤是运动医学科和关节外科常见的一类病患,如何治疗最恰当,是否需要关节镜手术。今天来聊一聊这个话题。
手术治疗
之前有明星因为半月板手术上过热搜,很多人就会有疑问了,怎么二三十岁的年轻人也会有半月板损伤?
年轻人也会半月板损伤?
突然的挤压动作及研磨力量,是半月板损伤的主要原因。
当膝关节完全伸直时,关节稳定,半月板损伤机会少。在下肢负重,足部固定时,如果膝关节在伸屈过程中同时出现旋转运动,半月板挤压于股骨和胫骨之间,在承受垂直压力的同时,又要遭受水平方向上的牵拉或剪切压力,容易造成半月板的损伤。
年轻人半月板损伤,常见于这几个原因:
1、负重体位下发生膝关节旋转
这是半月板最容易损伤的方式,例如篮球运动员抢篮板后转身传球,跑步者急速转弯等,很多人甚至没有进行高强度运动,只是走路时转身发生膝关节扭转,就出现了膝关节疼痛。
2、长期负重过大
如举重运动员或负重登山者,半月板长期承重过大,而发生撕裂。另外,如果本身体重过大,也会加重半月板负担,容易造成半月板损伤。
3、外伤,比如车祸、跌倒时膝关节跪地等。
半月板损伤怎么办?
出现损伤后一定要及时就医,早期可以按照大多数急性运动损伤的处理原则——“RICE原则”,之后通过医生的检查分析确定诊治方案。
半月板损伤,可以分为1级、2级、3级。
1级和2级的半月板损伤,都是首选保守疗法(休息、理疗、服药、关节内注射),不用手术;而3级半月板损伤,尤其是年轻人的急性损伤,一般都需要手术,而且需要尽快手术。
要提醒的是,如果经过保守疗法几个月后仍然出现反复的膝关节疼痛伴活动受限,那么也要考虑手术。
如何避免半月板损伤?
1、控制体重。因为体重大,对半月板产生的压力大。
2、运动前要充分做好准备活动,将膝关节周围的肌肉韧带充分活动开。避免在疲劳状态下进行剧烈运动,以免因反应迟钝、活动协调性差而引起半月板损伤。
3、掌握正确的运动方法。进行足球、篮球等剧烈运动时,要掌握正确的各项基本技术动作,并在比赛中正确运用,防止动作错误造成的损伤。
4、做好个人防护。运动时注意个人防护(如佩戴运动护具),防止运动中的意外损伤。
5、锻炼大腿肌肉力量。加强对膝关节功能锻炼,注重大腿前肌群与后肌群肌力的训练,使关节稳固而灵活。
6、避免伤害半月板的行为。避免长时间跪坐、盘腿坐、卫生间蹲坑等行为,过度屈膝等状态下半月板长期处于高压力牵张状态,易发生半月板劳损,从而导致退变性损伤。
7、日常生活中,要尽量避免意外发生。如上下公车或上下楼的时候,不要过于匆忙,可借助扶手帮助稳定身体再迈步走。
在我们的日常生活中,膝关节是我们活动最为频繁的关节之一,而半月板则是这个关节中的重要结构,它们如同膝关节内的“隐形守护者”,默默地承担着缓冲和稳定的作用。然而,半月板也可能因为各种原因受到损伤,影响我们的正常活动。本文将为您详细介绍半月板的作用、损伤的原因、症状以及治疗方法。
**半月板的作用**
半月板是膝关节内的两块半月形纤维软骨,分别位于股骨髁与胫骨平台之间,内侧和外侧各一块。它们的主要功能是分散关节压力、提供关节稳定性、润滑关节以及传导载荷。半月板的存在使得膝关节能够灵活地进行各种运动,同时保护关节软骨免受直接冲击。
**损伤的原因**
半月板损伤通常分为急性撕裂和慢性退变性撕裂两大类。急性撕裂多发生在剧烈运动中,如足球、篮球等需要急停、急转的运动,或者是膝关节受到直接撞击时。慢性退变性撕裂则多见于中老年人,由于长期磨损或轻微创伤,半月板逐渐退化并发生损伤。
**症状与诊断**
半月板损伤的症状包括膝关节疼痛、肿胀、活动受限,以及在活动时可能出现的关节弹响或交锁现象。诊断半月板损伤通常需要结合病史、体格检查和影像学检查。MRI是目前诊断半月板损伤的首选方法,准确率较高。在某些情况下,医生可能还会建议进行关节镜检查,以直接观察半月板的损伤情况。
**治疗方法**
半月板损伤的治疗取决于损伤的严重程度和患者的具体情况。轻度损伤(如1级和2级损伤)通常可以通过保守治疗,包括休息、冷敷、抗炎药物、物理治疗和关节内注射。这些方法旨在减轻疼痛、消肿,并促进半月板的自然愈合。
对于严重的半月板损伤(如3级损伤),尤其是年轻人的急性损伤,手术治疗通常是首选。手术方法包括关节镜下半月板修复或部分切除。关节镜手术具有创伤小、恢复快的优点,是目前治疗半月板损伤的主流方法。在某些情况下,如果半月板损伤严重且无法修复,可能需要进行全切除手术。
**预防与日常护理**
预防半月板损伤的关键在于保护膝关节,避免过度使用和不当运动。运动前应进行充分的热身,增强腿部肌肉力量,以提高膝关节的稳定性。此外,保持健康的体重也有助于减轻膝关节的负担。对于已经发生半月板损伤的患者,应遵循医嘱进行康复训练,避免过早恢复高强度运动,以免加重损伤。
总之,半月板损伤虽然常见,但通过科学的治疗和合理的康复,大多数患者可以恢复到正常的活动水平。如果您有膝关节疼痛或其他相关症状,应及时就医,以免延误病情。
在门诊中,半月板损伤的患者十分常见。很多患者拿着核磁共振检查报告看到“外侧半月板后角Ⅱ°损伤”、“内侧半月板Ⅲ°损伤”,损伤累及到半月板关节缘”等结果时会问:“大夫,我这个需要手术吗?”“大夫,这个保守治疗行不行?”
首先让我们来了解半月板
半月板是一种月牙状纤维软骨,填充在股骨与胫骨关节间隙内,每个膝关节有两个半月板:内侧半月板和外侧半月板。它们的周围部分较厚,附着于胫骨平台的边缘,而中央部分则较薄;其接触股骨髁的上面略凹陷,而接触胫骨髁的下面则平坦。
内侧半月板比较大,近似C形,外侧半月板较小,形状似O形,且外侧半月板的活动度比内侧的大。
半月板中内部分无血液供应,其营养主要来自滑液。只有与胫骨缘连接的边缘部分(即外围的10%-30%),能从滑膜得到血液供应,因此除了近边缘部的撕裂外,其他撕裂很难愈合。
受伤当时如果发生以下情况:
1 、受伤时听到关节内异常响声;
2 、受伤后关节明显出现肿胀;
3 、伤后难以忍痛行走,或伤后行走疼痛明显加重。
建议马上到医院就诊,有可能出现半月板、韧带损伤,甚至骨折可能。
如果没有以上三种情况,建议马上中止运动,回家休息;24小时内冰敷,24小时后可以热敷,戴护膝活动3-5天,大部分症状会有明显缓解。如果没有明显缓解,建议到医院就诊,排除半月板和韧带损伤。
何确诊发生了半月板损伤?
膝关节半月板损伤一般需要经专业的膝关节外科医生检查,结合受伤机制、疼痛特点和体格检查来判断。由于现在都需要客观证据,因此很多患者需要做磁共振(MRI)检查。但是如果您的关节出现了机械症状:如关节卡压和突发性肌无力的情况,往往高度提示半月板损伤,具体如下:
1 、关节卡压:活动中突然关节卡住了,无法正常屈伸膝关节,需要自己甩几下腿才能恢复正常
2 、突发性肌无力:活动过程中突然觉得大腿肌肉无力,有俗称“打软腿”,要摔跤的感觉。
半月板损伤什么时候需要手术
一、半月板损伤,是否需要做手术,患者自己的感觉非常重要。一般,如果出现下面几种情况,医生建议患者尽快做手术。
1. 膝关节出现绞锁或嵌顿现象。
比如关节走路或跑步时,突然出现关节别卡现象,需要在原地慢慢活动一下膝盖才能缓解。
2. 膝关节打软腿。
比如,上下楼梯或者走路,经常会突发膝关节无力,感觉膝关节一软,过一会儿会慢慢恢复。
3. 膝关节痛性弹响。
走路、上下楼梯、下蹲或者屈曲膝盖的时候,发生膝关节弹响,并有明显疼痛,膝关节弯曲过了一个角度后,疼痛会消失。
二、要看患者的体征
半月板损伤,是否需要手术,除了看患者的症状外,还要看患者的体征,也就是医生的体格检查。其中,最重要的是下面两个检查:
1. 膝关节的压痛
如果膝关节内外侧关节缝处压痛明显,而且排除关节韧带损伤和骨关节炎,那就说明,半月板损伤比较明显了。
2. 麦氏征
也是医生的体格检查。但很多急性损伤,患者由于疼痛明显而无法做此检查。
三、辅助检查
在辅助检查里面,最重要的就是膝关节的磁共振,但核磁共振不能作为评判患者是否需要手术的唯一标准,需要和患者的症状、体征结合做出诊断。
1 、半月板急性损伤的患者,在查体后,患者如果有明显或者轻微症状,而且核磁共振显示半月板3度损伤,一般建议尽快进行关节镜手术治疗。
2 、半月板急性损伤,查体患者有明显症状或轻微症状,磁共振显示1-2度半月板损伤,一般建议患者先做保守治疗。可以佩戴石膏或支具一个月以上,一个月后开始慢慢下床活动,但不要运动量过大或做剧烈运动。如果三个月恢复正常,则无需手术,如果症状无缓解,建议复查进一步寻找疼痛原因。
3 、对于无明显诱因或慢性劳损引起的疼痛,患者查体有明显或轻微症状,核磁共振显示半月板有Ⅲ度损伤,一般建议尽快进行关节镜手术治疗。
4 、对于无任何症状或不适,查体也无症状,核磁共振无论显示半月板是几度损伤,都可以保守治疗,不必手术。因为和影像结果相比,患者的症状和体征永远是第一位的。但是对于这样的患者应该密切观察随访,三个月内避免过度的运动。
原发性创伤性半月板损伤的诊断需符合以下两个标准:
1、必须有明显的致膝关节扭伤或应力承受(如下蹲等)的外伤史;
2、受伤之前半月板组织结构正常(半月板大体形态须完整)。
半月板组织正常老化过程中并不能排除外伤损伤的可能性。参照以往对骨折的描述,半月板损伤的描述应包括受累半月板(内侧或外侧半月板)、撕裂方向、撕裂与半月板关节囊连接部位的关系、损伤部位(如体部、前后角等)等类容。如:右膝+外侧半月板+体部+水平裂。
半月板退行性变定义为无外伤史或因为细微外伤导致的继发性半月板病变损伤。与创伤性半月板损伤相反,其在一定程度上可以看做是半月板组织老化过程或组织老化的加速过程。
冻卵,受到了越来越多的关注。但你对冻卵女性了解有多少?她们年龄多大?冻卵后她们又如何使用的?通过1篇荟萃分析我们来一起揭秘。
一、研究方法
研究人员按照系统综述和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)建议进行了系统综述。他们搜索了 PubMed、Scopus 和 Web of Science 从建库到 2021 年 1 月的文献,对发表日期没有限制。纳入的研究需为英文,且研究了计划性冻卵的使用者或潜在使用者的特征、最初信息来源以及卵子处置情况。提取的数据通过主题分析进行分析,纳入研究的方法学质量使用 QualSyst 标准进行评估。
二、研究结果
- 研究筛选情况
- 最初检索到 1074 条记录,其中 29 项研究符合纳入标准,包括 12 项定性研究和 17 项定量研究。调查的回复率在 38% - 85% 之间。
- 女性特征
- 计划性冻卵的使用者或潜在使用者大多为单身、受过高等教育、有工作,平均年龄为 37 岁。
- 信息来源
- 媒体和朋友是计划性冻卵最初知识的最常见来源,而健康专业人员则是较不常见的来源。
- 卵子使用情况
- 大多数计划性冻卵者没有尝试使用冷冻卵子怀孕,但她们并不后悔进行了该过程。
三、讨论与启示
- 人口特征与卵子使用
- 计划性冻卵的大多数使用者或潜在使用者具有特定的人口统计学特征,并且最终大多没有使用她们冷冻保存的卵子。这可能是由于多种原因,比如在冻卵后的生活中,她们的生育计划发生了改变,或者虽然有生育的想法但尚未尝试使用冷冻卵子。
- 卵子处置的选择
- 对于未使用的卵子,存在多种处置方式。可以选择丢弃,这可能是因为女性认为自己不再需要这些卵子,或者缺乏合适的使用途径。也可以选择捐赠给其他女性,为那些有生育困难的女性提供帮助。此外,还可以捐赠给研究机构,用于相关的科学研究,以推动生育医学的发展。
- 对健康专业人员的指导意义
- 了解计划性冻卵潜在使用者的主要特征,健康专业人员可以更加主动地宣传正确的冻卵知识,包括冻卵的风险、成功率以及后续可能面临的问题等。同时,在咨询过程中,也可以根据女性的年龄、婚姻状况和生育计划等因素,提供更加个性化的建议,帮助她们做出更有效的决策。
参考来源:Giannopapa M, Sakellaridi A, Pana A, Velonaki VS. Women Electing Oocyte Cryopreservation: Characteristics, Information Sources, and Oocyte Disposition: A Systematic Review. J Midwifery Womens Health. 2022 Mar;67(2):178-201. doi: 10.1111/jmwh.13332. Epub 2022 Feb 13. PMID: 35156301.
原始卵泡位于卵巢皮质中,处于静止状态。其数量在出生时就已确定(每个卵巢大约 60 万到 100 万个),并在儿童期和整个生育期持续逐渐减少,因为原始卵泡会被募集并离开静止状态。
大多数原始卵泡在初次募集后发生闭锁,无法达到窦状卵泡阶段,只有少数能继续生长直至排卵,在生育期大约排卵 450 次左右,只有极少数卵泡能发育成有受精能力的卵子。当原始卵泡几乎耗尽,只剩下大约 1000 个原始卵泡时,就会导致绝经。
随着女性生育观念的转变以及医学技术的飞速发展,冻卵技术作为一种生育力保存的手段,正逐渐走进大众的视野。这一技术为女性在面临生育挑战时提供了一种可能的解决方案,无论是因为职业发展、个人生活规划,还是由于疾病治疗等原因导致的生育延迟或生育风险增加。
一、冻卵技术的原理与方法
冻卵技术的核心原理是在极低的温度下保存卵子,使其代谢活动几乎停止,从而延长卵子的存活时间。目前主要有两种常见的冻卵方法:慢冻法和玻璃化冷冻法。
慢冻法是一种较为传统的方法,它通过逐步降低温度,让卵子在这个过程中逐渐适应低温环境。在这个过程中,会使用一些冷冻保护剂来减少冰晶的形成,因为冰晶可能会对卵子的结构造成损伤。具体来说,卵子首先在含有一定浓度冷冻保护剂的溶液中进行预处理,然后以相对缓慢的速度降温,经过多个阶段的温度调控,最终将卵子储存于液氮中,温度可达 -196°C。
玻璃化冷冻法则是一种更为先进的技术,它能够在更短的时间内实现卵子的冷冻。这种方法使用了更高浓度的冷冻保护剂,并且通过极快的冷却速度,使卵子在瞬间从液态转变为一种类似玻璃的固态,从而避免了冰晶的形成。玻璃化冷冻法在保护卵子的结构和功能方面具有一定的优势,因此近年来受到了越来越多的关注和应用。
二、冻卵技术的适用人群与临床应用
- 癌症患者的生育力保存 对于许多癌症患者,尤其是年轻女性,化疗、放疗等治疗手段可能会对卵巢功能造成不可逆的损害,导致生育能力丧失。冻卵技术为这些患者提供了在接受治疗前保存生育能力的机会。例如,在一些血液系统癌症或生殖系统癌症的治疗中,医生会建议患者在开始治疗前考虑冻卵。通过采集卵子并进行冷冻保存,患者在治愈癌症后,如果有生育的意愿,就有可能使用这些冷冻的卵子尝试受孕。
- 延迟生育的女性 随着社会的发展,越来越多的女性选择在事业有成之后再考虑生育问题。然而,女性的生育能力会随着年龄的增长而逐渐下降,尤其是在 35 岁之后,这种下降趋势更为明显。冻卵技术为这些希望延迟生育的女性提供了一种保障。她们可以在年轻、生育能力较强的时候将卵子冷冻保存,等到合适的时机再尝试受孕。
三、冻卵技术的临床效果与影响因素
- 卵子的存活率和受精率 冻卵技术的临床效果受到多种因素的影响。从卵子的存活率和受精率来看,不同的研究报道结果有所差异。一般来说,玻璃化冷冻法在卵子存活率和受精率方面可能表现出一定的优势。一些研究显示,玻璃化冷冻法的卵子存活率可达 90% 以上,受精率也在 70% - 90% 左右;而慢冻法的卵子存活率在 50% - 70% 左右,受精率在 60% - 70% 左右。然而,这些数据并不是绝对的,实际的存活率和受精率还会受到卵子本身的质量、冷冻保护剂的使用、冷冻和解冻的操作过程等多种因素的影响。
- 怀孕率和活产率 冻卵后的怀孕率和活产率也是衡量技术效果的重要指标。随着技术的不断发展,冻卵后的怀孕率和活产率也在逐步提高。例如,慢冻法的活产率从早期的较低水平逐渐上升,从 1996 - 2004 年的每移植 21.6% 提高到 20,02 - 2004 年的 32.4%;玻璃化冷冻法的活产率和持续怀孕率从 2004 年之前的 29.4% 提高到 2004 年之后的 39%。但需要注意的是,怀孕率和活产率还与女性的年龄、身体状况、受孕环境等多种因素密切相关。
冻卵技术作为一种新兴的生育力保存手段,为女性的生育选择提供了更多的可能性。然而,我们也应该清醒地认识到,这项技术仍然处于不断发展和完善的过程中,面临着诸多技术挑战和伦理法律问题。只有通过不断的研究和探索,才能使冻卵技术更好地服务于女性的生育健康,为更多女性实现生育梦想提供有力的支持。
参考文献:Cacciottola L, Donnez J, Dolmans MM. Ovarian tissue and oocyte cryopreservation prior to iatrogenic premature ovarian insufficiency. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2022 May;81:119-133. doi: 10.1016/j.bpobgyn.2021.09.010. Epub 2021 Nov 15. PMID: 34887172.
在当今社会,女性面临着多种可能影响生育能力的因素,如癌症治疗、延迟生育等。因此,生育力保存成为了一个重要的研究领域,而冻卵技术作为其中的一种方法,正逐渐受到关注。其目的在于为面临生育风险的女性提供一种保存生育能力的选择,以便在未来需要时能够实现生育梦想。
冻卵技术的原理
为了长期保存细胞的活性,需要将细胞置于极低的温度下,使其进入一种类似于 “暂停生命活动” 的状态。对于哺乳动物细胞来说,通常使用的储存温度是 -196°C(液氮的温度)。在这个温度下,水呈固态,生物反应停止,对冻存细胞的主要威胁被认为是背景辐射对 DNA 造成的损伤。
然而,冻卵过程中最关键的是要避免在温度变化过程中对卵子造成损伤。当水冷却到冰点以下时会形成冰晶,冰晶的体积比液态水大,会对细胞内的细胞器造成压力和剪切力,导致细胞受损。因此,避免冰晶形成是成功冻卵的首要目标。此外,随着水的冻结,溶质被排除在固体之外,会使剩余未冻结溶液的溶质浓度升高,对细胞内蛋白质产生毒性,避免这种溶液效应是第二个目标。在解冻过程中,如果升温缓慢,会有自由水解冻和再结晶的危险,而快速升温则可能导致细胞外渗透压突然下降,引起自由水快速流入细胞,造成细胞肿胀和损伤,即渗透压冲击,避免这种情况是第三个目标。
为了实现这些目标,所有成功的冻卵方法都使用了一种叫做冷冻保护剂的化学物质。冷冻保护剂分为渗透性和非渗透性两类。渗透性冷冻保护剂是小分子物质,能够穿透细胞膜,与水分子形成氢键,防止冰晶形成,并在一定浓度下可使水形成玻璃化状态(一种固态但不膨胀的状态)。常用的渗透性冷冻保护剂有丙二醇(PROH)等。非渗透性冷冻保护剂则留在细胞外,通过从细胞内吸取自由水来使细胞内空间脱水,从而增加渗透性冷冻保护剂在细胞内的浓度,进一步协助防止冰晶形成。在解冻过程中,非渗透性冷冻保护剂还可以防止因细胞内冷冻保护剂不能快速扩散出去而导致的渗透压冲击,常用的非渗透性冷冻保护剂有蔗糖等。
冻卵的方法
- 慢冻法(Slow - Freeze)
- 慢冻法在卵子仍处于代谢状态时使用较低的初始冷冻保护剂浓度,以降低毒性。冷冻保护剂通常在室温下添加,然后温度逐渐降低(约 2°C/min)到 -6°C 的播种温度。在这个温度下,通过用冰冷的器械触碰冻存容器的外部,引入一个小冰晶作为种子,诱导溶液中的冰晶形成。然后溶液在这个温度下保持一段时间(如 10 - 30 分钟)以达到平衡,之后温度再逐渐降低到 -32°C。在这个过程中,冰晶在细胞外介质中逐渐生长,冷冻保护剂浓度逐渐增加,特别是在细胞内空间,通过非渗透性冷冻保护剂进一步脱水。最后将冷冻容器投入液氮中。
- 在解冻时,为了防止冰晶再结晶,需要快速升温,但要注意避免渗透性冷冻保护剂在细胞内高浓度引起的渗透压冲击,因此需要使用额外的非渗透性冷冻保护剂。随着渗透性冷冻保护剂逐渐从卵子中扩散出来,非渗透性冷冻保护剂的浓度逐渐降低,直到卵子被放回标准培养基中。
- 快速冷冻法(Vitrification)
- 快速冷冻法(玻璃化冷冻)在室温下向细胞中添加高浓度的渗透性冷冻保护剂,由于这种高浓度的冷冻保护剂毒性较大,卵子不能在这个温度下长时间停留。经过短暂的平衡后,卵子直接投入液氮中。为了进一步防止冰晶形成,使用极快的冷却速度。在解冻时,也需要极快的升温速度以防止冰晶再结晶。
冻卵技术的临床应用
- 癌症患者的生育力保存
- 对于新诊断出癌症且面临绝育治疗的女性来说,冻卵是一种保存生育能力的方法。化疗和放疗等癌症治疗方法可能会导致卵巢功能衰竭,而冻卵可以在治疗前进行。例如,卵巢皮质含有大量原始卵泡,可以通过腹腔镜采集卵巢皮质,然后进行冻存。或者也可以采集处于生发泡阶段的卵子进行冻存,尽管生发泡卵子的体外成熟技术还不太可靠。
- 在癌症患者中使用冻卵技术也存在一些问题,如刺激卵泡和采集卵子所需的时间可能会延迟癌症治疗,而且对于患有全身性或播散性恶性肿瘤的患者,移植冻存的卵巢组织需要谨慎,因为可能存在残留的恶性细胞。
- 延迟生育
- 随着社会的发展,越来越多的女性选择延迟生育。由于年龄的增长会导致生育能力下降,冻卵为这些女性提供了一种在年轻时保存卵子的方法,以便在未来想要生育时使用。然而,目前对于冻卵技术在延迟生育方面的应用,还缺乏长期的数据,例如需要冻存多少卵子才能实现满意的怀孕率还不确定。
- 伦理问题及其他应用
- 冻卵技术为那些反对胚胎冷冻保存的夫妇提供了一种选择,也可以用于一些胚胎冷冻保存不合法的国家。此外,冻卵还可以用于卵子捐赠,通过冻存捐赠者的卵子,可以解决传统卵子捐赠中存在的一些问题,如捐赠者的可用性、成本、同步捐赠者和接受者的日程安排等。
冻卵技术的临床结果
- 存活率和受精率
- 不同的研究报道了不同的卵子存活率和受精率。例如,一些研究使用慢冻法报道的卵子存活率在 50% - 70% 左右,受精率 60% - 70% 左右;而使用玻璃化冷冻法报道的卵子存活率和受精率可能更高,如一些研究中卵子存活率可达 90% 以上,受精率也在 70% - 90% 左右。
- 怀孕率和活产率
- 从临床结果来看,冻卵后的怀孕率和活产率也在不断提高。慢冻法的活产率从 1996 - 2004 年的每移植 21.6% 提高到 2002 - 2004 年的 32.4%;玻璃化冷冻法的活产率和持续怀孕率从 2005 年之前的 29.4% 提高到 2005 年之后的 39%。同时,冻卵后的流产率也呈现出随着活产率提高而下降的趋势。
参考文献:Jain JK, Paulson RJ. Oocyte cryopreservation. Fertil Steril. 2006 Oct;86(4 Suppl):1037-46. doi: 10.1016/j.fertnstert.2006.07.1478. PMID: 17008147.
在人类辅助生殖领域,冷冻保存技术是一项非常重要的技术手段。它包括精子、胚胎和卵母细胞的冷冻保存。研究表明,精子和胚胎的冷冻保存已经成为常规操作,卵母细胞的冷冻保存也正逐渐在临床实践中得到更广泛的应用。
胚胎冷冻保存降低了新鲜胚胎移植的数量,提高了体外受精(IVF)周期的有效性。数据显示,同时进行新鲜胚胎和冷冻胚胎移植的女性,通过使用冷冻胚胎可获得额外 8% 的生育机会。卵母细胞冷冻保存相较于胚胎冷冻有更多优势,比如为因肿瘤治疗或慢性疾病面临生育力丧失风险的女性保存生育能力、用于卵子捐赠以及推迟生育等,还能避免胚胎冷冻所涉及的宗教和伦理道德问题。
冷冻保存技术的基本原理和方法
- 传统缓慢降温法
- 冷冻保护剂的作用
- 在胚胎和卵母细胞的冷冻保存过程中,防止冰晶形成和有毒溶质浓度过高是关键,这两者是导致细胞死亡的主要原因。为了实现这一点,细胞悬浮的冷冻溶液中需要添加冷冻保护剂(CPA)。CPA 分为细胞内 / 膜渗透性(如丙二醇、二甲基亚砜、甘油、乙二醇等)和细胞外 / 膜非渗透性化合物(如蔗糖、海藻糖、葡萄糖、蛋白质、脂蛋白等)。渗透性 CPA 通过渗透梯度置换水分,部分占据细胞内水的位置,而非渗透性 CPA 则增加细胞外渗透压,在冷冻前支持细胞脱水,解冻后防止水分快速进入细胞。
- 不同阶段的处理
- 对于人类胚胎和卵母细胞,在缓慢降温前,通常会让其暴露于渗透性和非渗透性 CPA 的混合物中 10 分钟进行脱水。对于早期卵裂阶段的胚胎和卵母细胞,常用低浓度的丙二醇(1.5M)和蔗糖(0.1 - 0.25 - 0.5M),而囊胚阶段的胚胎则常用甘油。以最初成功的小鼠和牛胚胎冷冻保存协议为例,是将胚胎以 - 0.3°C - 0.5°C/min 的缓慢降温速率冷却到 - 80°C - 120°C,但这个过程很长(几个小时)。后来有了改进的方法,如将绵羊和牛胚胎以 0.3°C/min 的速率缓慢冷却到 - 30 - 35°C 后,再浸入液氮中,大大缩短了冷冻过程(1.0 - 1.5 小时)。人类胚胎一般是以 0.3°C/min 的低冷却速率冷却到约 - 30°C - 40°C,然后以 - 50°C/min 的速率增加冷却到 - 80°C - 150°C 后再浸入液氮中。在缓慢降温过程中,手动在 5 到 - 8°C 之间诱导冰晶成核(播种),缓慢冷却到 - 30°C - 40°C 后再快速冷却到 - 196°C 的胚胎 / 卵母细胞,需要在 25°C - 37°C 的温水中快速解冻,然后逐步去除 CPA 进行细胞再水化。
- 冷冻保护剂的作用
- 玻璃化(超快速冷冻保存)法
- 技术原理
- 玻璃化是一种不同于缓慢降温的冷冻保存方法,它是在低温下通过极端提高粘度使溶液固化,避免冰晶在细胞内和细胞外空间形成。这是通过高浓度的 CPA(4 - 8mol/L)和极高(超快速)的冷却速率实现的。在玻璃化过程中,细胞主要在超快速冷却开始前通过暴露于高浓度的 CPA 进行脱水,以获得玻璃化的细胞内和细胞外状态。但玻璃化过程中 CPA 的高浓度可能对细胞有毒性,不过可以通过混合不同的 CPA 来降低每种 CPA 的相对浓度,并将胚胎 / 卵母细胞暴露于溶液的时间减到最少来控制毒性。
- 操作要点
- 用于玻璃化的冷冻溶液由渗透性(如 EG、G、DMSO、PG、乙酰胺等)和非渗透性(如蔗糖、海藻糖等)试剂组成,有些协议还会补充大分子物质如聚乙二醇等。为了提高冷却速率,胚胎 / 卵母细胞玻璃化的溶液体积已被大幅减小(0.1 - 2μL),并开发了特殊的载体系统,如开放式拉伸吸管、Flexipet - 剥脱移液器、Cryotop 等。玻璃化技术操作难度较大,因为胚胎 / 卵母细胞必须在极短时间(<1min)内处理非常浓缩、粘稠且体积小的玻璃化溶液,所以操作人员需要经过良好的培训。
- 技术原理
人类胚胎和卵母细胞冷冻保存的实践经验及安全性
- 胚胎冷冻保存的实践经验
- 不同阶段的效果
- 对于人类胚胎冷冻保存,早期卵裂阶段胚胎解冻后至少保留一半初始卵裂球被认为是存活的。在一项大型多中心研究中,14000 个早期卵裂阶段缓慢冷冻和解冻的胚胎中,73% 的胚胎至少有一半初始卵裂球仍然完整,移植后的临床妊娠率和着床率分别为 16% 和 8.4%。对于囊胚冷冻保存,常用甘油和蔗糖的组合作为冷冻溶液,报道的内细胞团和滋养层细胞至少 50% 存活的存活率在 69% - 98% 之间,着床率在 16% - 30% 左右。早期卵裂阶段人类胚胎已成功在多种基于 DMSO、EG 等的溶液中玻璃化,存活率约 60% - 80%,且有多个妊娠 / 分娩案例。囊胚玻璃化常用 EG 和 DMSO 的混合物作为溶液,报道的总体存活率在 70% - 99% 之间,着床率在 20% - 50% 左右。
- 不同方法的比较
- 在一些比较研究中,发现玻璃化和缓慢降温在胚胎存活和着床率方面各有优劣。例如,在某些情况下玻璃化的卵裂阶段和囊胚阶段胚胎解冻后存活率较高,但在有经验的群体中,玻璃化并不比缓慢降温有更高的怀孕概率。
- 不同阶段的效果
- 卵母细胞冷冻保存的实践经验
- 不同方法的影响
- 在缓慢冷冻卵母细胞方面,提高蔗糖浓度(从 0.1M 到 0.3M)可以提高脱水率以及 MII 卵母细胞的存活率和受精率。改变 CPA 的平衡温度、冰晶成核和将胚胎浸入液氮的操作,以及用胆碱替代钠或直接向卵母细胞细胞质中注射蔗糖等方法都能提高卵母细胞的存活率。但缓慢冷却的卵母细胞相对于新鲜对照组发育较慢。在玻璃化卵母细胞方面,常用的玻璃化溶液由渗透性(2.7M EG 和 2.1M DMSO)和非渗透性 CPA(0.5M 蔗糖)组成,改进的玻璃化技术提高了玻璃化人类卵母细胞解冻后的存活率和受精率,与新鲜对照卵母细胞相当。
- 不同方法的影响
参考文献:Konc J, Kanyó K, Kriston R, Somoskői B, Cseh S. Cryopreservation of embryos and oocytes in human assisted reproduction. Biomed Res Int. 2014;2014:307268. doi: 10.1155/2014/307268. Epub 2014 Mar 23. PMID: 24779007; PMCID: PMC3980916.
展开更多