Sự Phát Triển và Ứng Dụng của Hệ Thống Theo Dõi Phôi Liên Tục Trong Công Nghệ Hỗ Trợ Sinh Sản

Hệ thống theo dõi phôi liên tục (time-lapse) là một bước tiến lớn trong công nghệ nuôi cấy phôi, giúp các nhà nghiên cứu và bác sĩ phôi học quan sát và phân tích quá trình phát triển của phôi một cách chi tiết, từ đó cải thiện tỷ lệ thành công trong các quy trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Từ năm 1997, hệ thống này đã trải qua nhiều cải tiến quan trọng và dần trở thành một công cụ thiết yếu trong các phòng thí nghiệm hỗ trợ sinh sản. Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về quá trình phát triển của hệ thống này và các hệ thống time-lapse phổ biến hiện nay, trong đó Tâm Phát Medical đóng vai trò cung cấp nhiều thiết bị tiên tiến cho các trung tâm IVF.

Giai đoạn phát triển ban đầu

Năm 1997, nhà nghiên cứu Payne và cộng sự đã lần đầu tiên phát triển hệ thống theo dõi phôi liên tục nhằm hiểu rõ hơn về quá trình thụ tinh của phôi người. Hệ thống của họ bao gồm một hộp nhựa đặc biệt được gắn vào kính hiển vi soi ngược Olympus IX-70, tích hợp với một camera và bộ điều khiển tự động bật tắt đèn và chụp ảnh. Hộp nhựa này hoạt động như một tủ ấm mini, duy trì nhiệt độ 37 độ C và môi trường 5% CO2 với không khí ẩm, giúp tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển của phôi. Để tránh ánh sáng từ môi trường bên ngoài, hộp này được phủ kín toàn bộ trong suốt quá trình theo dõi.

Điểm đặc biệt trong hệ thống của Payne là bộ điều khiển tự động bật đèn kính hiển vi mỗi năm phút, và camera chụp ảnh vào giây thứ tư khi ánh sáng ổn định. Các hình ảnh được chụp sau đó được nối thành một video, tạo nên một chuỗi hình ảnh liên tục về quá trình phát triển phôi, giúp các nhà nghiên cứu theo dõi chi tiết hơn từng giai đoạn. Payne và cộng sự nhờ hệ thống này đã phát hiện ra hiện tượng "sóng tế bào chất" mới trong quá trình thụ tinh, một phát hiện chưa từng được ghi nhận trước đó với các phương pháp quan sát truyền thống.

Cải tiến từ các nghiên cứu tiếp theo

Mặc dù hệ thống của Payne đã đặt nền móng cho công nghệ theo dõi phôi liên tục, nhưng phải hơn một thập kỷ sau đó, nghiên cứu về hệ thống này mới thực sự nở rộ. Năm 2008, nhà nghiên cứu Lemmen và cộng sự đã sử dụng hệ thống time-lapse cải tiến để tìm ra mối liên hệ giữa các yếu tố như sự biến mất của tiền nhân, lần phân cắt đầu tiên, và số lượng tế bào vào ngày thứ hai của phôi. Những yếu tố này được chứng minh là có thể dự báo khả năng thành công của phôi trong việc phát triển thành túi phôi và tiến tới giai đoạn làm tổ.

Năm 2010, nghiên cứu của Wong còn chỉ ra ba thông số quan trọng trong hệ time-lapse có thể giúp dự đoán phôi nào sẽ phát triển thành túi phôi trước ngày thứ ba. Những nghiên cứu này đã tạo tiền đề cho việc ứng dụng các mô hình theo dõi phôi liên tục trong IVF, không chỉ giúp các bác sĩ chọn lựa phôi tốt nhất mà còn tăng tỷ lệ thành công của các quy trình điều trị hỗ trợ sinh sản.

Các hệ thống theo dõi phôi liên tục hiện đại

Hiện nay, các hệ thống theo dõi phôi liên tục đã phát triển vượt bậc với nhiều thiết kế và tính năng khác nhau, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các phòng thí nghiệm IVF. Tâm Phát Medical cung cấp nhiều hệ thống tiên tiến, phù hợp với từng nhu cầu cụ thể của khách hàng, từ các phòng thí nghiệm nhỏ đến các trung tâm IVF quy mô lớn. Các hệ thống theo dõi phôi liên tục có thể được phân thành bốn loại chính dựa trên thiết kế và tính năng.

1. Hệ thống time-lapse kết hợp với kính hiển vi soi ngược truyền thống
   Đây là hệ thống đầu tiên được phát triển, tương tự hệ thống mà Payne và cộng sự thiết lập năm 1997. Tuy nhiên, hệ thống này không phổ biến trong IVF do tính bất tiện của nó, bởi nó đòi hỏi một kính hiển vi soi ngược có sẵn và yêu cầu nhiều thiết bị phụ trợ.

2. Hệ thống time-lapse dựa trên tủ ấm truyền thống
   Loại này bao gồm một kính hiển vi soi ngược tích hợp với camera kỹ thuật số và được điều khiển bằng máy tính. Hệ thống được đặt bên trong một tủ ấm truyền thống, ví dụ như hệ thống Primo Vision và EEVA. Phôi phát triển trong môi trường ổn định, và hình ảnh phôi được chụp và lưu trữ để phân tích sau đó. Đây là loại hệ thống có tính linh hoạt cao, phù hợp với các phòng thí nghiệm IVF có sẵn các tủ ấm tiêu chuẩn.

3. Hệ thống tích hợp tất cả trong một
   Đây là loại hệ thống phổ biến nhất hiện nay, tích hợp kính hiển vi, tủ ấm, và camera trong một thiết bị duy nhất, chẳng hạn như hệ thống EmbryoScope do Tâm Phát Medical cung cấp. Các hệ thống tích hợp giúp tối ưu hóa môi trường nuôi cấy phôi, giảm thiểu việc phải mở tủ ấm và giảm thiểu các yếu tố gây biến đổi nhiệt độ, độ ẩm. EmbryoScope có khả năng theo dõi đồng thời nhiều phôi, với chất lượng hình ảnh cao, giúp các nhà phôi học đánh giá phôi một cách chính xác và chi tiết.

4. Hệ thống tủ ấm time-lapse có buồng nhỏ riêng biệt
   Đây là hệ thống time-lapse mới nhất, tối ưu hóa cho việc nuôi cấy phôi trong các buồng riêng biệt nhỏ gọn. Hệ thống này cho phép duy trì điều kiện nuôi cấy ổn định nhất cho từng phôi riêng lẻ, giúp nâng cao tỷ lệ phát triển và khả năng thành công của phôi. Một ví dụ của hệ thống này là Miri Time Lapse của Esco, với các buồng nuôi cấy riêng biệt chứa 14 phôi mỗi buồng và có thể theo dõi lên đến 84 phôi cùng lúc.

Một số hệ thống theo dõi phôi liên tục phổ biến

EmbryoScope

EmbryoScope là một hệ thống time-lapse tiên tiến được thiết kế như một tủ ấm tích hợp, nơi phôi được nuôi cấy trong các giếng riêng biệt, giúp theo dõi lên đến 72 phôi cùng lúc. Các đĩa nuôi cấy đặc biệt gọi là EmbryoSlide cho phép theo dõi phôi liên tục trong từng giếng. EmbryoScope có khả năng chụp ảnh mỗi 10–20 phút, và sử dụng ánh sáng đỏ LED với thời gian tiếp xúc ngắn để tránh ảnh hưởng đến phôi. Hệ thống này mang lại hình ảnh sắc nét, độ phân giải cao, cho phép các nhà phôi học đánh giá và lựa chọn phôi chính xác.

Primo Vision

Primo Vision là một hệ thống kính hiển vi kỹ thuật số nhỏ gọn được thiết kế để đặt trong các tủ ấm truyền thống. Hệ thống này có thể nuôi cấy nhóm phôi, với hai loại đĩa 9 hoặc 16 giếng, cho phép theo dõi nhiều phôi từ cùng một bệnh nhân. Primo Vision có tần số chụp ảnh thấp hơn so với EmbryoScope, do đó giảm sự tiếp xúc của phôi với ánh sáng. Đây là hệ thống phù hợp cho các phòng thí nghiệm IVF có yêu cầu linh hoạt và mong muốn duy trì phương pháp nuôi cấy nhóm.

EEVA

Hệ thống EEVA (Early Embryo Viability Assessment) sử dụng kính hiển vi trường tối, cho phép phác họa rõ nét màng tế bào, giúp quan sát phân chia tế bào chính xác hơn. Tuy nhiên, công nghệ trường tối có thể khiến phôi tiếp xúc với ánh sáng nhiều hơn, nhưng nó giúp giảm thiểu sự khác biệt giữa các quan sát viên và hỗ trợ các chuyên viên phôi học chọn lựa phôi tối ưu.

Miri Time Lapse

Esco Miri TL là một hệ thống tích hợp với sáu buồng nuôi cấy riêng biệt, mỗi buồng chứa tối đa 14 phôi. Hệ thống này giúp duy trì nhiệt độ ổn định và có thời gian khôi phục ngắn sau khi mở cửa buồng. Với thiết kế nhỏ gọn và khả năng kiểm soát môi trường tối ưu, Miri TL là lựa chọn đáng tin cậy cho các trung tâm IVF mong muốn theo dõi phôi với độ ổn định cao nhất.

Đóng góp của Tâm Phát Medical

Hiện nay, Tâm Phát Medical cung cấp nhiều hệ thống theo dõi phôi liên tục hiện đại như EmbryoScope, Primo Vision, và Miri Time Lapse cho các trung tâm IVF. Việc sử dụng các hệ thống này đã giúp tăng tỷ lệ thành công của các quy trình IVF và cải thiện độ chính xác trong việc lựa chọn phôi cho các bệnh nhân. Các thiết bị này không chỉ đáp ứng nhu cầu đa dạng mà còn giúp các trung tâm IVF tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng nuôi cấy phôi.

Kết luận

Sự phát triển của công nghệ theo dõi phôi liên tục đã mang lại những đột phá quan trọng cho lĩnh vực hỗ trợ sinh sản. Từ những thiết kế ban đầu của Payne đến các hệ thống hiện đại như EmbryoScope và Miri TL, hệ thống time-lapse đã chứng minh vai trò quan trọng trong việc nâng cao tỷ lệ thành công của IVF. Sự phổ biến của công nghệ này không chỉ giúp cải thiện tỷ lệ thành công của IVF mà còn mang lại những giải pháp khoa học hiện đại cho lĩnh vực này.