سیستم لیزر IVF چیست؟

IVF Laser System یک سیستم Laser Micromanipulation است که امکان ایجاد اثر بسیار موضعی و کنترل‌شده روی ساختارهایی مانند:

Zona Pellucida

را فراهم می‌کند.

برخلاف Laserهای صنعتی یا جراحی عمومی، این سیستم برای کار در مقیاس سلولی و Embryology طراحی شده است.

در یک Setup معمول:

Embryo

↓

Inverted Microscope

↓

Laser Targeting System

↓

Camera + Software

Embryologist ابتدا محل موردنظر را روی تصویر مشخص می‌کند و سپس یک یا چند Laser Pulse کنترل‌شده اعمال می‌شود.

IVF Laser System برای Laser Micromanipulation در Embryology

Zona Pellucida چیست؟

Zona Pellucida یک لایه Glycoprotein است که Oocyte و Embryo اولیه را احاطه می‌کند.

این ساختار در مراحل مختلف:

نقش دارد.

برای برخی Manipulationهای آزمایشگاهی لازم است بخشی از Zona نازک یا باز شود.

در گذشته روش‌های Mechanical و Chemical نیز برای این منظور استفاده می‌شدند.

امروزه Laser امکان ایجاد Opening بسیار کنترل‌شده‌تری را فراهم کرده است و ESHRE در توصیه‌های مربوط به Embryo Biopsy، Guided Non-contact Laser Beam را نسبت به Mechanical و Chemical Zona Drilling ترجیح می‌دهد.

سیستم لیزر چگونه کار می‌کند؟

Laser System یک Beam بسیار متمرکز را روی نقطه مشخصی از Sample اعمال می‌کند.

پارامترهای Laser مانند:

Power و Pulse Duration تعیین می‌کنند چه میزان انرژی به Target منتقل شود.

در نتیجه می‌توان بخش بسیار کوچکی از Zona Pellucida را Ablate کرد.

در یک سیستم مناسب، Embryologist باید بتواند:

را با دقت بالا انجام دهد.

اجزای اصلی سیستم لیزر IVF

یک IVF Laser System معمولاً از چند بخش تشکیل می‌شود.

Laser Source

منبع تولید Laser Beam.

Optical System

برای هدایت Beam به محل موردنظر.

Microscope Interface

برای یکپارچه شدن Laser با Microscope.

Objective

در برخی سیستم‌ها Laser از مسیر مرتبط با Objective مخصوص عبور می‌کند.

Digital Camera

برای مشاهده Embryo روی Monitor.

Targeting System

برای مشخص کردن محل اعمال Laser.

Software

برای کنترل Laser و Imaging.

Computer

برای اجرای Software، نمایش تصویر و ذخیره اطلاعات.

Calibration System

برای اطمینان از تطابق محل Target روی تصویر با محل واقعی Laser.

لیزر روی چه میکروسکوپی نصب می‌شود؟

IVF Laser معمولاً با:

Inverted Microscope ترکیب می‌شود.

اما نکته بسیار مهم این است که هر Laser روی هر Inverted Microscope قابل نصب نیست.

باید مواردی مانند:

بررسی شوند.

به همین دلیل هنگام خرید Laser، مدل دقیق Microscope موجود در مرکز باید به تأمین‌کننده اعلام شود.

طول موج لیزر IVF

سیستم‌های Embryology معمولاً از Infrared Laser استفاده می‌کنند.

برای مثال یکی از سیستم‌های بالینی شناخته‌شده فعلی از Laser با طول موج ۱۴۶۰ نانومتر استفاده می‌کند.

اما هنگام خرید نباید عدد یک مدل خاص را به‌عنوان استاندارد تمام IVF Laserها در نظر گرفت.

مشخصات دقیق باید از Technical Documentation همان دستگاه بررسی شوند.

Laser Assisted Hatching چیست؟

Embryo در مراحل بعدی رشد باید از Zona Pellucida خارج شود. این فرایند Hatching نام دارد.

در Laser Assisted Hatching – LAH با استفاده از Laser، بخشی از Zona Pellucida به‌صورت کنترل‌شده Manipulate می‌شود.

این Manipulation می‌تواند بسته به Technique شامل:

باشد.

اما نکته مهم این است که وجود قابلیت Assisted Hatching در دستگاه به معنی آن نیست که انجام LAH برای همه بیماران یا همه Embryoها ضرورت دارد؛ تصمیم بالینی باید بر اساس پروتکل مرکز و شواهد مربوطه انجام شود.

Zona Thinning چیست؟

در Zona Thinning هدف ایجاد سوراخ کامل الزاماً نیست.

بخشی از ضخامت Zona با Laser کاهش داده می‌شود.

در مقابل، در Zona Opening یک Opening مشخص در Zona ایجاد می‌شود.

Software برخی Laser Systemها امکان اعمال چند Pulse متوالی برای ایجاد Pattern موردنظر را فراهم می‌کند.

کاربرد Laser در Embryo Biopsy

یکی از مهم‌ترین کاربردهای IVF Laser در مراکز پیشرفته:

Embryo Biopsy است.

Embryo Biopsy یکی از مراحل کلیدی Workflow آزمایش‌های:

محسوب می‌شود.

در توصیه‌های ESHRE، تجهیزات Biopsy شامل Inverted Microscope با Heated Stage، Micromanipulator و Microinjector است و Laser نیز برای Assisted Hatching و Blastocyst Biopsy به‌عنوان تجهیز تخصصی مطرح شده است.

Trophectoderm Biopsy چیست؟

در Blastocyst، دو بخش مهم وجود دارد:

Inner Cell Mass – ICM و Trophectoderm – TE

در PGT امروزی معمولاً تعدادی از سلول‌های Trophectoderm برای Genetic Analysis برداشت می‌شوند.

راهنمای به‌روز ESHRE، Blastocyst Biopsy را روش استاندارد فعلی معرفی می‌کند.

Laser در این Workflow می‌تواند برای:

Zona Opening و در Techniqueهای مناسب برای کمک به:

TE Cell Separation

استفاده شود.

نقش Laser در PGT چیست؟

یک سوءبرداشت رایج این است که:

Laser دستگاه PGT است این درست نیست. PGT یک Workflow چندمرحله‌ای است.

به‌صورت ساده:

Laser عمدتاً در مرحله Embryo Biopsy کاربرد دارد.

آنالیز DNA بعداً با روش‌های Molecular/Genomic مناسب انجام می‌شود.

PGT-A، PGT-M و PGT-SR چه هستند؟

PGT-A

Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidy

برای بررسی اختلالات عددی کروموزومی در Embryo.

PGT-M

Preimplantation Genetic Testing for Monogenic Disorders

برای بیماری‌های تک‌ژنی مشخص.

PGT-SR

Preimplantation Genetic Testing for Structural Rearrangements

برای شرایط مرتبط با Structural Chromosomal Rearrangements.

در همه این موارد، اگر Embryo Biopsy انجام شود، Laser می‌تواند بخشی از تجهیزات Biopsy Workstation باشد.

آیا Laser سلول‌های Embryo را می‌سوزاند؟

هدف سیستم IVF Laser این نیست که انرژی به سلول‌های موردنظر برای ادامه رشد وارد کند.

Beam باید بسیار دقیق Target شود.

در Zona Manipulation، Target معمولاً Zona Pellucida است.

در Biopsy نیز Laser می‌تواند برای کمک به جداسازی TE Cells استفاده شود.

به همین دلیل:

اهمیت زیادی دارند.

چرا گرما مهم است؟

Laser Energy می‌تواند اثر حرارتی موضعی ایجاد کند.

بنابراین هدف این نیست که:

بیشترین Power ممکن استفاده شود.

بلکه باید انرژی مناسب برای ایجاد Effect موردنظر با حداقل Exposure غیرضروری انتخاب شود.

در برخی سیستم‌های جدید حتی Software ابزارهای تصویری برای نمایش محدوده تقریبی اثر حرارتی در اطراف Target ارائه می‌کند.

Pulse Duration چیست؟

Laser معمولاً به‌صورت Pulse اعمال می‌شود.

Pulse Duration

مدت زمانی است که Laser در هر Pulse فعال می‌ماند.

تغییر Pulse Duration می‌تواند اندازه Effect ایجادشده را تغییر دهد.

اما عدد مناسب یک مقدار جهانی و ثابت نیست.

به:

وابسته است.

بنابراین تنظیمات باید مطابق SOP و دستورالعمل دستگاه انجام شوند.

Laser Power چیست؟

Power میزان توان Laser است.

اما در کاربرد IVF نباید Power را جدا از Pulse Duration بررسی کرد.

Effect نهایی به ترکیبی از:

Power + Pulse Duration + Optical Focus + Target وابسته است.

بنابراین مقایسه دو دستگاه فقط بر اساس:

mW روش مناسبی برای انتخاب Laser نیست.

Fixed Laser چیست؟

در Fixed Laser، محل Laser Beam نسبت به Optical System ثابت است.

برای اعمال Laser روی نقطه موردنظر، Embryo یا Stage باید نسبت به Target Position قرار گیرد.

این طراحی سال‌ها در IVF استفاده شده است و همچنان سیستم‌های Fixed بالینی وجود دارند.

Dynamic یا Movable Laser چیست؟

در سیستم‌های جدیدتر ممکن است Laser Beam به‌صورت کنترل‌شده در میدان تصویر حرکت کند.

برای مثال در برخی سیستم‌ها Embryologist می‌تواند:

را روی تصویر مشخص کند و Laser مسیر تعیین‌شده را دنبال کند.

این قابلیت می‌تواند Workflow برخی Manipulationها را ساده‌تر کند.

تفاوت Fixed و Dynamic Laser

اما Dynamic بودن به‌تنهایی به معنی مناسب‌تر بودن برای هر آزمایشگاه نیست.

Targeting System چیست؟

Targeting System نشان می‌دهد Laser در چه نقطه‌ای اعمال خواهد شد.

در ساده‌ترین حالت یک:

Target Marker روی تصویر دیده می‌شود.

در سیستم‌های پیشرفته‌تر ممکن است:

تعریف شود.

دقت تطابق Target Marker با Laser Beam اهمیت بسیار زیادی دارد.

Calibration چیست؟

Calibration برای اطمینان از این است که:

محلی که Software نشان می‌دهد

دقیقاً همان:

محلی باشد که Laser عمل می‌کند.

اگر این دو با یکدیگر تطابق نداشته باشند، Targeting قابل اعتماد نخواهد بود.

بنابراین Calibration باید مطابق برنامه QC و دستورالعمل Manufacturer انجام شود.

Camera چه نقشی دارد؟

Camera یکی از اجزای مهم Laser Workstation است.

Embryologist تصویر Embryo را روی Monitor مشاهده می‌کند.

Software Laser نیز معمولاً روی همین تصویر:

Target را نمایش می‌دهد.

دوربین همچنین امکان:

را فراهم می‌کند.

برخی سیستم‌های تجاری دارای Imaging و Database داخلی برای ذخیره اطلاعات و تصاویر هستند.

Software چه کاری انجام می‌دهد؟

بسته به دستگاه، Software می‌تواند امکاناتی مانند:

داشته باشد.

در سیستم‌های Dynamic، کنترل مسیر Beam نیز می‌تواند از طریق Software انجام شود.

Footswitch چه کاربردی دارد؟

در برخی سیستم‌ها Laser را می‌توان با:

Mouse یا Footswitch فعال کرد.

Footswitch به Embryologist اجازه می‌دهد بدون برداشتن دست از Controls مربوط به Manipulation، Laser را Trigger کند.

ESHRE نیز در تجهیزات Biopsy به امکان کنترل Laser با Mouse یا Footswitch اشاره کرده است.

Laser و Micromanipulator چگونه با هم کار می‌کنند؟

در Embryo Biopsy معمولاً چند سیستم هم‌زمان کار می‌کنند.

Manipulator موقعیت Pipette را کنترل می‌کند.

Microinjector فشار را کنترل می‌کند.

Laser Zona یا محل موردنظر را Manipulate می‌کند.

بنابراین Laser جایگزین Manipulation System نیست.

Heated Stage در Laser Workstation

Embryo Biopsy باید روی:

Warmed Stage انجام شود.

راهنمای ESHRE نیز بر استفاده از Heated Stage و به حداقل رساندن مدت Biopsy تأکید دارد.

بنابراین Laser Workstation باید با Temperature Control مناسب ترکیب شود.

Laser Assisted در برابر Mechanical Manipulation

در راهنمای به‌روز ESHRE، Guided Non-contact Laser برای Zona Opening نسبت به Mechanical و Chemical Drilling ترجیح داده شده است.

Laser Assisted در برابر Chemical Zona Drilling

روش Chemical می‌تواند از موادی مانند Acid Tyrode برای Manipulation Zona استفاده کند.

Laser مزیت مهمی دارد:

Targeting موضعی و کنترل‌شده بدون افزودن ماده شیمیایی به محیط Embryo.

به همین دلیل Laser در بسیاری از مراکز جایگزین روش‌های Chemical شده است.

QC سیستم لیزر

IVF Laser باید بخشی از برنامه QC تجهیزات Embryology Laboratory باشد.

موارد قابل بررسی می‌توانند شامل:

باشند.

تمام بررسی‌ها باید مطابق دستورالعمل Manufacturer و SOP مرکز انجام شوند.

چه زمانی Calibration لازم است؟

بسته به سیستم ممکن است Calibration:

انجام شود.

در برخی سیستم‌های جدید قابلیت Automated Calibration نیز وجود دارد.

مزایا

کاربرد در بخش‌های مختلف IVF

برندهای مطرح

یکی از شناخته‌شده‌ترین تولیدکنندگان سیستم‌های Laser مورد استفاده در ART:

Hamilton Thorne

است که سیستم‌های بالینی Fixed و Dynamic مانند خانواده LYKOS را ارائه می‌کند.

بسته به بازار و کشور، سیستم‌ها و برندهای دیگری نیز در حوزه IVF Laser و Embryo Micromanipulation وجود دارند.

در این گروه تجهیزات بهتر است به‌جای انتخاب صرفاً بر اساس Brand، مدل دقیق، وضعیت Regulatory، سازگاری با Microscope، خدمات و Configuration کامل بررسی شود.

هنگام خرید سیستم لیزر IVF به چه نکاتی توجه کنیم؟

۱. کاربرد

ابتدا مشخص کنید Laser برای چه Workflowهایی نیاز است:

۲. Microscope Compatibility

مدل دقیق Inverted Microscope باید بررسی شود.

۳. Fixed یا Dynamic

باید مشخص شود آیا Dynamic Targeting برای Workflow مرکز ارزش افزوده ایجاد می‌کند یا

خیر.

۴. Laser Specifications

مواردی مانند:

بررسی شوند.

اما هیچ‌کدام به‌تنهایی معیار کیفیت نیستند.

۵. Objective

مشخص شود Laser با چه Objective و Magnificationهایی کار می‌کند.

۶. Camera

آیا Camera همراه دستگاه است؟

Resolution و Imaging System چیست؟

۷. Software

امکانات Software را بررسی کنید:

۸. Calibration

روش Calibration چیست؟

Manual یا Automatic؟

۹. Installation

آیا Installation توسط متخصص انجام می‌شود؟

۱۰. Training

آموزش Embryologist همراه دستگاه ارائه می‌شود؟

۱۱. Warranty و Service

در Laser System این موضوع اهمیت زیادی دارد.

۱۲. Regulatory Status

وضعیت دستگاه برای Human Clinical IVF در بازار مقصد باید بررسی شود؛ محصول Research-only را نباید صرفاً به دلیل مشابهت ظاهری جایگزین سیستم Clinical کرد.

هنگام استعلام قیمت چه مشخصاتی بنویسیم؟

به‌جای:

«لیزر IVF قیمت بدهید» بهتر است اطلاعات دقیق‌تری ارائه شود:

IVF Laser System for Embryo Biopsy / Assisted Hatching

به همراه:

این کار باعث می‌شود پیشنهادهای دریافت‌شده قابل مقایسه باشند.

سؤالات متداول