세포질내 정자 직접 주입술
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1. 개요
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 남성 불임 문제를 해결하기 위해 널리 사용되는 체외 수정 기술이다. 정자의 운동성, 수, 형태에 문제가 있거나, 수술적 교정이 불가능한 무정자증, 이전 체외수정 실패 등의 경우에 적용된다. 시술 과정은 난자 채취, 정자 채취 및 준비, 미세 조작을 거쳐 수정란을 자궁에 이식하는 방식으로 진행되며, 정자 선택 기술을 통해 성공률을 높이려는 시도가 이루어진다. 그러나, 염색체 이상, 선천적 결함 증가, 자폐 스펙트럼 장애 위험 증가 등의 합병증 및 위험성이 존재하며, 임신 성공률 및 출생률에 영향을 미치는 요인들을 고려해야 한다.
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세포질내 정자 직접 주입술 | |
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개요 | |
![]() | |
메쉬 ID | D020554 |
상세 정보 | |
명칭 | 세포질 내 정자 주입술 |
2. 적응증
세포질 내 정자 주입술(ICSI)은 남성 불임 문제를 극복하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.[5] 이 시술은 정자가 난자에 쉽게 침투할 수 없는 경우, 정자 기증과 함께 사용될 수도 있다.[5]
다음과 같은 경우에 세포질 내 정자 주입술이 시행된다.
- 정자의 기능적 이상이 심하여 운동성, 수, 형태가 비정상적인 경우
- 수술적 교정이 불가능한 폐색성 무정자증 환자로, 고환이나 부고환에서 정자를 얻은 경우
- 비폐색성 무정자증 환자로, 고환에서 정자를 얻은 경우
- 척추장애 등으로 인한 사정장애 환자
- 이전 체외수정에서 수정이 실패한 경우
- 기형 정자증의 경우, 난자가 수정되면 비정상적인 정자 형태가 배반포 발달이나 배반포 형태에 영향을 미치지 않기 때문에 사용될 수 있다.[6] 심각한 기형 정자증의 경우에도 현미경 검사를 통해 "정상" 형태를 가진 소수의 정자를 감지하여 최적의 성공률을 얻을 수 있다.[6]
- 무정자증으로 사정액에는 정자가 없지만 고환에서 발견될 수 있는 경우
- 항암 화학 요법 후의 임신 능력 보존을 위해 채취한 정자인 귀중한 정자가 이용 가능한 경우
- 미성숙난자의 체외성숙 후 수정 시
- 착상전 수정란의 유전적 진단 환자의 시험관아기 시술 시[40]
2. 1. 남성 요인
세포질 내 정자 주입술(ICSI)은 남성 불임 문제를 해결하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.[5] 이 시술은 정자가 난자에 쉽게 침투할 수 없는 경우, 정자 기증과 함께 사용될 수도 있다.[5]다음과 같은 경우에 세포질 내 정자 주입술이 시행된다.
- 정자의 기능적 이상이 심하여 운동성, 수, 형태가 비정상적인 경우
- 수술적 교정이 불가능한 폐색성 무정자증 환자로, 고환이나 부고환에서 정자를 얻은 경우
- 비폐색성 무정자증 환자로, 고환에서 정자를 얻은 경우
- 척추장애 등으로 인한 사정장애 환자
- 이전 체외수정에서 수정이 실패한 경우
- 기형 정자증의 경우, 난자가 수정되면 비정상적인 정자 형태가 배반포 발달이나 배반포 형태에 영향을 미치지 않기 때문에 사용될 수 있다.[6] 심각한 기형 정자증의 경우에도 현미경 검사를 통해 "정상" 형태를 가진 소수의 정자를 감지하여 최적의 성공률을 얻을 수 있다.[6]
- 무정자증으로 사정액에는 정자가 없지만 고환에서 발견될 수 있는 경우
- 항암 화학 요법 후의 임신 능력 보존을 위해 채취한 정자인 귀중한 정자가 이용 가능한 경우
- 미성숙난자의 체외성숙 후 수정 시
- 착상전 수정란의 유전적 진단 환자의 시험관아기 시술 시[40]
2. 2. 여성 요인
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 남성 불임 문제를 극복하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 시술이다.[5] 정자가 난자에 쉽게 침투할 수 없는 경우, 정자 기증과 함께 사용될 수도 있다.[5]기형 정자증의 경우에도 ICSI가 사용될 수 있다. 난자가 수정되면 비정상적인 정자 형태가 배반포 발달이나 배반포 형태에 영향을 미치지 않는 것으로 보이기 때문이다.[6] 심각한 기형 정자증의 경우에도 현미경 검사를 통해 "정상" 형태를 가진 소수의 정자를 감지하여 최적의 성공률을 얻을 수 있다.[6]
전문가들은 무정자증, 항암 화학 요법 후의 임신 능력 보존을 위해 채취한 정자인 귀중한 정자가 이용 가능한 경우 또는 이전 체외 수정(IVF) 주기에서 실패한 경우 ICSI를 사용한다.[40]
2. 3. 기타
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 남성 불임 문제를 극복하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 시술이다.[5] 정자의 기능적 이상(운동성, 수, 형태 비정상)이 심하거나,[40] 수술적 교정이 불가능한 폐색성 또는 비폐색성 무정자증 환자의 경우 고환이나 부고환에서 정자를 얻어 시술한다.[40] 척추장애 등으로 인한 사정장애 환자나 이전 체외수정에서 수정이 실패한 경우에도 사용된다.[40]미성숙난자의 체외성숙 후 수정이나 착상전 수정란의 유전적 진단이 필요한 시험관아기 시술 시에도 ICSI가 시행된다.[40] 정자가 난자에 쉽게 침투할 수 없는 경우, 정자 기증과 함께 사용될 수 있다.[5]
기형 정자증의 경우에도 ICSI가 사용될 수 있는데, 난자가 수정되면 비정상적인 정자 형태가 배반포 발달이나 배반포 형태에 영향을 미치지 않는 것으로 보이기 때문이다.[6] 심각한 기형 정자증의 경우에도 현미경 검사를 통해 "정상" 형태를 가진 소수의 정자를 감지하여 최적의 성공률을 얻을 수 있다.[6]
전문가들은 무정자증 (사정액에는 정자가 없지만 고환에서 발견될 수 있는 경우), 항암 화학 요법 후의 임신 능력 보존을 위해 채취한 정자인 귀중한 정자가 이용 가능한 경우 또는 이전 체외 수정 (IVF) 주기에서 실패한 경우 ICSI를 사용한다.
3. 시술 과정
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 여러 미세 조작 장치(미세 조작기, 미세 주입기, 미세 피펫)를 사용하여 현미경 아래에서 수행된다.[21]
== 배란 유도 ==
ICSI는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 난자의 성숙을 증진시키기 위해 점비약, 주사 등을 통해 한 달에 수 개의 난자를 체내에서 생성하게 하는데, 이는 난자가 많을수록 임신율이 높기 때문이다. 이러한 배란 유도는 월경 3일째부터 시작한다.
== 난자 채취 ==
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 난자 채취는 배란 유도제를 복용하고 36시간 후에 실시하며, 통증이 따르기 때문에 마취를 사용한다. 초음파 장치와 바늘을 이용하여 10분 정도 소요되는 시술을 통해 난자를 채취하여 배양액에 담근다.
체외 수정(IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20]
== 정자 채취 및 준비 ==
ICSI(세포질내 정자 직접 주입술)는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 체외 수정 (IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20] 이 샘플은 실험실에서 검사되며, 정자가 없는 경우 의사는 부고환 또는 고환에서 정자를 추출한다. 부고환에서 정자를 추출하는 것을 경피적 부고환 정자 흡인술(PESA)이라고도 하며, 고환에서 정자를 추출하는 것을 고환 정자 흡인술(TESA)이라고도 한다. 정액 샘플의 총 정자 수에 따라 낮거나 높을 수 있으며, 각각 세척하거나, 수영법 또는 구배를 통해 정자 능력을 향상시킬 수 있다. 남성의 정자를 채취하여 원심분리기에 걸면 아래에 질 좋은 정자가 모이므로 이를 사용한다. 그러나 정자 감소증 환자 등의 경우에는 이러한 방법을 사용하지 않는다.
== 미세 조작 ==
유지 피펫은 미세 주입기에 의해 적용된 부드러운 흡입력으로 성숙한 난자를 안정화시킨다. 반대쪽에서 얇고 속이 빈 유리 미세 피펫을 사용하여 꼬리를 미세 피펫 끝으로 잘라 정자를 고정하여 단일 정자를 채취한다. 난자는 난황막을 관통하고 정자는 난자의 내부(세포질)로 향하게 한다. 그런 다음 정자는 난자 내부로 방출된다. 그림에 있는 난자는 약 12시 방향에 극체가 돌출되어 있어 성숙함을 나타낸다. 극체는 12시 또는 6시 위치에 배치되어 삽입된 미세 피펫이 난자 내부의 방추를 방해하지 않도록 한다. 절차 후, 난자는 세포 배양에 넣고 다음 날 수정 징후를 확인한다.[21] 난자의 주변은 과립막 세포로 덮여 있기 때문에 히알루로니다제로 제거한다. 유리관을 사용하여 정자를 난자에 주입하고, 18시간 후에 수정이 확인되면 배양액에 넣고 잠시 후 어머니의 자궁에 착상시킨다.
자연 수정에서 정자는 경쟁하며 첫 번째 정자가 난황막을 관통하면 난황막이 경화되어 다른 정자의 진입을 막는다. ICSI에서는 이 정자 선택 과정이 무시되고, 특별한 검사 없이 배아학자에 의해 정자가 선택된다는 우려가 제기되었다. 그러나 2006년 중반에 FDA는 배아학자가 난자를 둘러싼 젤 층(난구)의 주요 구성 요소인 히알루론산에 결합하는 정자를 기반으로 성숙한 정자를 ICSI에 선택할 수 있는 장치를 승인했다. 정자 성숙에 대한 기초 연구에 따르면 히알루론산 결합 정자는 더 성숙하고 DNA 가닥 절단이 적으며 선택된 정자 집단보다 이수성 수준이 현저히 낮다. 이러한 정자 선택 장치의 브랜드 이름 중 하나는 PICSI이다.[22] 최근 임상 시험에서 PICSI 정자 선택에서 파생된 배아의 유산이 급격히 감소한 것으로 나타났다.[23]
ICSI 주기에서 황체기 보충을 위한 프로게스테론을 사용하면 생존 출산율이 유의하게 더 높다.[24] 또한, GNRH 작용제를 추가하면 성공률이 증가할 것으로 추정된다.[24][25] 초고배율 정자 주입술(IMSI)은 표준 ICSI에 비해 생존 출산율 또는 유산율이 증가했다는 증거가 없다.[26]
표준 ICSI 절차의 새로운 변형인 Piezo-ICSI는 zona pellucida와 난황막 파괴 동안 세포 골격에 가해지는 스트레스를 줄이기 위해 작은 축 방향의 기계적 펄스(Piezo 펄스)를 사용한다.[27] 이 절차에는 특수 Piezo 액추에이터, 미세 모세관 및 기계적 펄스를 세포막으로 전달하기 위한 충전 매체가 포함된다.[28]
== 배양 및 이식 ==
유리관을 사용하여 정자를 난자에 주입한다. 18시간 후에 수정이 확인되면 배양액에 넣고 잠시 후 어머니의 자궁에 착상시킨다. '세척된' 또는 '세척되지 않은' 정자를 이 과정에서 사용할 수 있다.
3. 1. 배란 유도
ICSI는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 난자의 성숙을 증진시키기 위해 점비약, 주사 등을 통해 한 달에 수 개의 난자를 체내에서 생성하게 하는데, 이는 난자가 많을수록 임신율이 높기 때문이다. 이러한 배란 유도는 월경 3일째부터 시작한다.3. 2. 난자 채취
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 난자 채취는 배란 유도제를 복용하고 36시간 후에 실시하며, 통증이 따르기 때문에 마취를 사용한다. 초음파 장치와 바늘을 이용하여 10분 정도 소요되는 시술을 통해 난자를 채취하여 배양액에 담근다.체외 수정(IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20]
3. 3. 정자 채취 및 준비
ICSI(세포질내 정자 직접 주입술)는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] 체외 수정 (IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20] 이 샘플은 실험실에서 검사되며, 정자가 없는 경우 의사는 부고환 또는 고환에서 정자를 추출한다. 부고환에서 정자를 추출하는 것을 경피적 부고환 정자 흡인술(PESA)이라고도 하며, 고환에서 정자를 추출하는 것을 고환 정자 흡인술(TESA)이라고도 한다. 정액 샘플의 총 정자 수에 따라 낮거나 높을 수 있으며, 각각 세척하거나, 수영법 또는 구배를 통해 정자 능력을 향상시킬 수 있다. 남성의 정자를 채취하여 원심분리기에 걸면 아래에 질 좋은 정자가 모이므로 이를 사용한다. 그러나 정자 감소증 환자 등의 경우에는 이러한 방법을 사용하지 않는다.이 절차는 여러 미세 조작 장치(미세 조작기, 미세 주입기, 미세 피펫)를 사용하여 현미경 아래에서 수행된다.[21] 유지 피펫은 미세 주입기에 의해 적용된 부드러운 흡입력으로 성숙한 난자를 안정화시킨다. 반대쪽에서 얇고 속이 빈 유리 미세 피펫을 사용하여 꼬리를 미세 피펫 끝으로 잘라 정자를 고정하여 단일 정자를 채취한다. 난자는 난황막을 관통하고 정자는 난자의 내부(세포질)로 향하게 한다. 그런 다음 정자는 난자 내부로 방출된다. 그림에 있는 난자는 약 12시 방향에 극체가 돌출되어 있어 성숙함을 나타낸다. 극체는 12시 또는 6시 위치에 배치되어 삽입된 미세 피펫이 난자 내부의 방추를 방해하지 않도록 한다. 절차 후, 난자는 세포 배양에 넣고 다음 날 수정 징후를 확인한다.[21]
자연 수정에서 정자는 경쟁하며 첫 번째 정자가 난황막을 관통하면 난황막이 경화되어 다른 정자의 진입을 막는다. ICSI에서는 이 정자 선택 과정이 무시되고, 특별한 검사 없이 배아학자에 의해 정자가 선택된다는 우려가 제기되었다. 그러나 2006년 중반에 FDA는 배아학자가 난자를 둘러싼 젤 층(난구)의 주요 구성 요소인 히알루론산에 결합하는 정자를 기반으로 성숙한 정자를 ICSI에 선택할 수 있는 장치를 승인했다. 이 장치는 배양 접시에 부착된 히알루론산 하이드로겔의 미세 방울을 제공한다. 배아학자는 준비된 정자를 마이크로 도트에 놓고, 도트에 결합하는 정자를 선택하고 캡처한다. 정자 성숙에 대한 기초 연구에 따르면 히알루론산 결합 정자는 더 성숙하고 DNA 가닥 절단이 적으며 선택된 정자 집단보다 이수성 수준이 현저히 낮다. 이러한 정자 선택 장치의 브랜드 이름 중 하나는 PICSI이다.[22] 최근 임상 시험에서 PICSI 정자 선택에서 파생된 배아의 유산이 급격히 감소한 것으로 나타났다.[23]
'세척된' 또는 '세척되지 않은' 정자를 이 과정에서 사용할 수 있다.
ICSI 주기에서 황체기 보충을 위한 프로게스테론을 사용하면 생존 출산율이 유의하게 더 높다.[24] 또한, GNRH 작용제를 추가하면 성공률이 증가할 것으로 추정된다.[24][25]
3. 4. 미세 조작
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 여러 미세 조작 장치(미세 조작기, 미세 주입기, 미세 피펫)를 사용하여 현미경 아래에서 수행된다.[21] 유지 피펫은 미세 주입기에 의해 적용된 부드러운 흡입력으로 성숙한 난자를 안정화시킨다. 반대쪽에서 얇고 속이 빈 유리 미세 피펫을 사용하여 꼬리를 미세 피펫 끝으로 잘라 정자를 고정하여 단일 정자를 채취한다. 난자는 난황막을 관통하고 정자는 난자의 내부(세포질)로 향하게 한다. 그런 다음 정자는 난자 내부로 방출된다. 그림에 있는 난자는 약 12시 방향에 극체가 돌출되어 있어 성숙함을 나타낸다. 극체는 12시 또는 6시 위치에 배치되어 삽입된 미세 피펫이 난자 내부의 방추를 방해하지 않도록 한다. 절차 후, 난자는 세포 배양에 넣고 다음 날 수정 징후를 확인한다.[21] 난자의 주변은 과립막 세포로 덮여 있기 때문에 히알루로니다제로 제거한다. 유리관을 사용하여 정자를 난자에 주입하고, 18시간 후에 수정이 확인되면 배양액에 넣고 잠시 후 어머니의 자궁에 착상시킨다.
ICSI는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다. 체외 수정 (IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20] 이 샘플은 실험실에서 검사되며, 정자가 없는 경우 의사는 부고환 또는 고환에서 정자를 추출한다. 부고환에서 정자를 추출하는 것을 경피적 부고환 정자 흡인술(PESA)이라고도 하며, 고환에서 정자를 추출하는 것을 고환 정자 흡인술(TESA)이라고도 한다. 정액 샘플의 총 정자 수에 따라 낮거나 높을 수 있으며, 각각 세척하거나, 수영법 또는 구배를 통해 정자 능력을 향상시킬 수 있다.
자연 수정에서 정자는 경쟁하며 첫 번째 정자가 난황막을 관통하면 난황막이 경화되어 다른 정자의 진입을 막는다. ICSI에서는 이 정자 선택 과정이 무시되고, 특별한 검사 없이 배아학자에 의해 정자가 선택된다는 우려가 제기되었다. 그러나 2006년 중반에 FDA는 배아학자가 난자를 둘러싼 젤 층(난구)의 주요 구성 요소인 히알루론산에 결합하는 정자를 기반으로 성숙한 정자를 ICSI에 선택할 수 있는 장치를 승인했다. 정자 성숙에 대한 기초 연구에 따르면 히알루론산 결합 정자는 더 성숙하고 DNA 가닥 절단이 적으며 선택된 정자 집단보다 이수성 수준이 현저히 낮다. 이러한 정자 선택 장치의 브랜드 이름 중 하나는 PICSI이다.[22] 최근 임상 시험에서 PICSI 정자 선택에서 파생된 배아의 유산이 급격히 감소한 것으로 나타났다.[23]
ICSI 주기에서 황체기 보충을 위한 프로게스테론을 사용하면 생존 출산율이 유의하게 더 높다.[24] 또한, GNRH 작용제를 추가하면 성공률이 증가할 것으로 추정된다.[24][25] 초고배율 정자 주입술(IMSI)은 표준 ICSI에 비해 생존 출산율 또는 유산율이 증가했다는 증거가 없다.[26]
표준 ICSI 절차의 새로운 변형인 Piezo-ICSI는 zona pellucida와 난황막 파괴 동안 세포 골격에 가해지는 스트레스를 줄이기 위해 작은 축 방향의 기계적 펄스(Piezo 펄스)를 사용한다.[27] 이 절차에는 특수 Piezo 액추에이터, 미세 모세관 및 기계적 펄스를 세포막으로 전달하기 위한 충전 매체가 포함된다.[28]
3. 5. 배양 및 이식
ICSI는 일반적으로 여성에게서 하나 이상의 난자를 추출하기 위한 경질 난자 채취술 이후에 수행된다.[20] ICSI 체외 수정 (IVF)에서 남성 배우자 또는 기증자는 난자가 채취되는 날에 정자 샘플을 제공한다.[20] 이 샘플은 실험실에서 검사되며, 정자가 없는 경우 의사는 부고환 또는 고환에서 정자를 추출한다. 부고환에서 정자를 추출하는 것을 경피적 부고환 정자 흡인술(PESA)이라고도 하며, 고환에서 정자를 추출하는 것을 고환 정자 흡인술(TESA)이라고도 한다. 정액 샘플의 총 정자 수에 따라 낮거나 높을 수 있으며, 각각 세척하거나, 수영법 또는 구배를 통해 정자 능력을 향상시킬 수 있다. 난자의 주변은 과립막 세포로 덮여 있기 때문에 히알루로니다제로 제거한다.이 절차는 여러 미세 조작 장치(미세 조작기, 미세 주입기, 미세 피펫)를 사용하여 현미경 아래에서 수행된다. 유지 피펫은 미세 주입기에 의해 적용된 부드러운 흡입력으로 성숙한 난자를 안정화시킨다. 반대쪽에서 얇고 속이 빈 유리 미세 피펫을 사용하여 꼬리를 미세 피펫 끝으로 잘라 정자를 고정하여 단일 정자를 채취한다. 난자는 난황막을 관통하고 정자는 난자의 내부(세포질)로 향하게 한다. 그런 다음 정자는 난자 내부로 방출된다. 그림에 있는 난자는 약 12시 방향에 극체가 돌출되어 있어 성숙함을 나타낸다. 극체는 12시 또는 6시 위치에 배치되어 삽입된 미세 피펫이 난자 내부의 방추를 방해하지 않도록 한다. 절차 후, 난자는 세포 배양에 넣고 다음 날 수정 징후를 확인한다.[21] 유리관을 사용하여 정자를 난자에 주입한다. 18시간 후에 수정이 확인되면 배양액에 넣고 잠시 후 어머니의 자궁에 착상시킨다.
자연 수정에서 정자는 경쟁하며 첫 번째 정자가 난황막을 관통하면 난황막이 경화되어 다른 정자의 진입을 막는다. ICSI에서는 이 정자 선택 과정이 무시되고, 특별한 검사 없이 배아학자에 의해 정자가 선택된다는 우려가 제기되었다. 그러나 2006년 중반에 FDA는 배아학자가 난자를 둘러싼 젤 층(난구)의 주요 구성 요소인 히알루론산에 결합하는 정자를 기반으로 성숙한 정자를 ICSI에 선택할 수 있는 장치를 승인했다. 이 장치는 배양 접시에 부착된 히알루론산 하이드로겔의 미세 방울을 제공한다. 배아학자는 준비된 정자를 마이크로 도트에 놓고, 도트에 결합하는 정자를 선택하고 캡처한다. 정자 성숙에 대한 기초 연구에 따르면 히알루론산 결합 정자는 더 성숙하고 DNA 가닥 절단이 적으며 선택된 정자 집단보다 이수성 수준이 현저히 낮다. 이러한 정자 선택 장치의 브랜드 이름 중 하나는 PICSI이다.[22] 최근 임상 시험에서 PICSI 정자 선택에서 파생된 배아의 유산이 급격히 감소한 것으로 나타났다.[23]
'세척된' 또는 '세척되지 않은' 정자를 이 과정에서 사용할 수 있다.
ICSI 주기에서 황체기 보충을 위한 프로게스테론을 사용하면 생존 출산율이 유의하게 더 높다.[24] 또한, GNRH 작용제를 추가하면 성공률이 증가할 것으로 추정된다.[24][25]
초고배율 정자 주입술(IMSI)은 표준 ICSI에 비해 생존 출산율 또는 유산율이 증가했다는 증거가 없다.[26]
표준 ICSI 절차의 새로운 변형인 Piezo-ICSI는 zona pellucida와 난황막 파괴 동안 세포 골격에 가해지는 스트레스를 줄이기 위해 작은 축 방향의 기계적 펄스(Piezo 펄스)를 사용한다.[27] 이 절차에는 특수 Piezo 액추에이터, 미세 모세관 및 기계적 펄스를 세포막으로 전달하기 위한 충전 매체가 포함된다.[28] Piezo 기술 자체는 예를 들어 동물 ICSI 및 동물 ES 세포 전달에 적용되었다.
4. 정자 선택
ICSI 시술 전에 정자를 ''in vitro''에서 선택하고 수정능력을 획득해야 한다. 가장 흔한 ''in vitro'' 정자 수정능력 획득 기술(swim-up, 밀도 구배, 여과, 단순 세척) 외에도, 몇몇 새로운 기술들이 유용하며 기존 방법들보다 장점을 가지고 있다.
우트칸 데미르치 교수가 발명한 Zymot ICSI 칩과 같은 미세 유체 칩의 사용은 새로운 기술중 하나이다. 이 칩은 ICSI 기술에 사용할 최고 품질의 정자를 식별하는 데 도움이 되는 장치이다. 질의 조건을 재현하여 더 자연스러운 정자 선택을 가능하게 한다. 이 방법의 주요 장점 중 하나는 정자의 품질로, 선택된 정자는 운동성, 형태가 더 좋고, DNA 단편화가 적으며, 활성 산소종(ROS)의 양이 적다.[7]
선택을 수행하는 또 다른 방법은 MACS 기술인데, 이는 더 생존력이 있는 정자를 식별할 수 있는 항체(annexin V)에 연결된 작은 자기 입자로 구성된다. 정액 샘플이 자기장이 있는 컬럼을 통과할 때, 세포 자멸사 정자는 컬럼에 유지되고 건강한 정자는 컬럼 바닥에서 쉽게 얻을 수 있다.[8]
PICSI는 이 방법에서 파생된 또 다른 방법으로, 정자의 선택 과정에서만 차이가 있다. 이 경우, 정자는 히알루론산과 유사한 합성 화합물 방울이 포함된 플레이트에 놓인다. 우리는 어떤 정자가 성숙했는지 알 수 있는데, 이는 HA 방울에 결합하기 때문이다. 이는 성숙한 정자만이 히알루론산에 대한 수용체를 가지고 있기 때문이며, 난자를 둘러싸고 있는 이 산에 결합하고 이를 소화하여 난자를 수정하기 위해서는 이 수용체가 필요하다. 성숙한 정자를 선택한 후에는 난자 미세 주입에 사용할 수 있다.[9] 히알루론산으로 선택된 정자는 생존 출생 결과에 거의 영향을 미치지 않지만, 유산을 줄일 수 있다.[10]
4. 1. 전통적인 방법
ICSI 시술 전에는 ''in vitro''에서 정자를 선택하고 수정 능력을 획득해야 한다. 가장 흔한 ''in vitro'' 정자 수정능력 획득 기술에는 swim-up, 밀도 구배, 여과, 단순 세척 등이 있다.[7] 이 외에도 몇몇 새로운 기술들이 개발되어 기존 방법들보다 장점을 제공한다.[7]우트칸 데미르치 교수가 발명한 Zymot ICSI 칩과 같은 미세 유체 칩은 ICSI 기술에 사용할 최고 품질의 정자를 식별하는 데 도움을 준다.[7] 이 칩은 질의 조건을 재현하여 더 자연스러운 정자 선택을 가능하게 하며, 선택된 정자는 운동성, 형태가 더 좋고, DNA 단편화가 적으며, 활성 산소종(ROS)의 양이 적다.[7]
MACS 기술은 더 생존력이 있는 정자를 식별할 수 있는 항체(annexin V)에 연결된 작은 자기 입자로 구성된다.[8] 정액 샘플이 자기장이 있는 컬럼을 통과할 때, 세포 자멸사 정자는 컬럼에 유지되고 건강한 정자는 컬럼 바닥에서 쉽게 얻을 수 있다.[8]
PICSI는 정자 선택 과정에서 차이가 있는 방법이다.[9] 정자는 히알루론산과 유사한 합성 화합물 방울이 포함된 플레이트에 놓인다.[9] 성숙한 정자만이 히알루론산에 대한 수용체를 가지고 있기 때문에 HA 방울에 결합하는 정자를 통해 성숙 여부를 알 수 있다.[9] 이 수용체는 난자를 둘러싸고 있는 히알루론산에 결합하고 이를 소화하여 난자를 수정하는 데 필요하다.[9] 히알루론산으로 선택된 정자는 생존 출생 결과에 거의 영향을 미치지 않지만, 유산을 줄일 수 있다.[10]
4. 2. 새로운 기술
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI) 시술 전에는 ''in vitro''에서 정자를 선택하고 수정능력을 획득해야 한다. 가장 흔한 ''in vitro'' 정자 수정능력 획득 기술(swim-up, 밀도 구배, 여과, 단순 세척) 외에도, 몇몇 새로운 기술들이 유용하며 기존 방법들보다 장점을 가지고 있다.우트칸 데미르치 교수가 발명한 Zymot ICSI 칩과 같은 미세 유체 칩은 ICSI 기술에 사용할 최고 품질의 정자를 식별하는 데 도움이 되는 장치이다.[7] 이 칩은 질의 조건을 재현하여 더 자연스러운 정자 선택을 가능하게 한다.[7] 선택된 정자는 운동성, 형태가 더 좋고, DNA 단편화가 적으며, 활성 산소종(ROS)의 양이 적다는 장점이 있다.[7]
MACS 기술은 더 생존력이 있는 정자를 식별할 수 있는 항체(annexin V)에 연결된 작은 자기 입자로 구성된다.[8] 정액 샘플이 자기장이 있는 컬럼을 통과할 때, 세포 자멸사 정자는 컬럼에 유지되고 건강한 정자는 컬럼 바닥에서 쉽게 얻을 수 있다.[8]
PICSI는 정자의 선택 과정에서만 차이가 있는 파생된 방법이다.[9] 정자는 히알루론산과 유사한 합성 화합물 방울이 포함된 플레이트에 놓인다.[9] 성숙한 정자만이 히알루론산에 대한 수용체를 가지고 있기 때문에 HA 방울에 결합하는 정자를 통해 성숙 여부를 알 수 있다.[9] 난자를 둘러싸고 있는 이 산에 결합하고 이를 소화하여 난자를 수정하기 위해서는 이 수용체가 필요하며, 성숙한 정자를 선택한 후에는 난자 미세 주입에 사용할 수 있다.[9] 히알루론산으로 선택된 정자는 생존 출생 결과에 거의 영향을 미치지 않지만, 유산을 줄일 수 있다.[10]
5. 원형 정자 주입술 (ROSI)
원형 정자 주입술(ROSI)은 세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)과 유사하지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있다. 원형 정자는 정자와 달리 형태학적 특성이 뚜렷하지 않고 운동성이 없어 다른 세포와 구별하기 어렵다.[2] 따라서 ROSI에서는 살아있는 원형 정자를 선별하고, 주입 후 난자 활성화를 유도하는 특별한 기술이 필요하다.[2] 이러한 과정을 거쳐 수정된 난자는 초기 배아로 발달하여 임신을 위해 자궁에 이식될 수 있다.[2][1]
ROSI는 사정액에 정자가 없거나(무정자증), 고환에서 수술로도 정자를 얻을 수 없는 비폐쇄성 무정자증 남성에게 적용될 수 있다.[1] 이는 고환에서 정상적인 정자 생산이 이루어지는 폐쇄성 무정자증과는 다르다. 비폐쇄성 무정자증 남성 중 감수 분열이 완료된 원형 정자 단계에서 정자 생성이 멈춘 경우, ROSI를 통해 유전적 부성을 확보할 수 있다.[1]
ROSI를 이용한 최초의 성공적인 임신 및 출산은 1995년 얀 테사릭(Jan Tesarik)과 그의 팀에 의해 보고되었다.[3] 이후 일본과 스페인에서 ROSI를 통해 태어난 아기들의 발달 과정이 보고되었으며, 이 기술로 인한 이상은 발견되지 않았다.[4][2][1][3]
6. 추가 시술
착상 실패를 반복적으로 경험했거나, 실험적인 배아가 배아 주위에 두꺼운 투명대를 가지고 있는 사람들은 보조 부화술의 이상적인 후보자이다. 이 시술은 자궁 내 배아의 정상적인 착상 가능성을 높이기 위해 투명대에 구멍을 만드는 것을 포함한다.
착상 전 유전 진단(PGD)은 배아 3일 또는 5일에 배아에서 한두 개의 세포를 추출하여 유전적으로 분석하는 과정이다. 비정상적인 염색체 수나 단일 유전자 결함, 또는 염색체 결함의 병력이 있는 부부는 이 시술의 이상적인 후보이다. 현재 많은 수의 유전적 결함을 진단하는 데 사용된다.
6. 1. 보조 부화술 (AH, Assisted Hatching)
착상 실패를 반복적으로 경험했거나, 실험적인 배아가 배아 주위에 두꺼운 투명대를 가지고 있는 사람들은 보조 부화술의 이상적인 후보자이다. 이 시술은 자궁 내 배아의 정상적인 착상 가능성을 높이기 위해 투명대에 구멍을 만드는 것을 포함한다.6. 2. 착상 전 유전 진단 (PGD, Preimplantation Genetic Diagnosis)
착상 전 유전 진단(PGD)은 배아 3일 또는 5일에 배아에서 한두 개의 세포를 추출하여 유전적으로 분석하는 과정이다. 비정상적인 염색체 수나 단일 유전자 결함, 또는 염색체 결함의 병력이 있는 부부는 이 시술의 이상적인 후보이다. 현재 많은 수의 유전적 결함을 진단하는 데 사용된다.7. 성공 및 실패 요인
세포질 내 정자 직접 주입술(ICSI)은 정관 복원술 분야 등에서 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 ICSI의 임신 성공률 및 출생률에는 여러 요인이 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 코멧 분석법으로 측정된 DNA 단편화 수준,[29] 고령 산모, 정액 품질[29] 등이 이에 해당한다. ICSI가 초고배율(IMSI) 정자 선택에 비해 출생률을 개선하거나 유산 위험을 감소시키는지 여부는 아직 불확실하다.[30]
다양한 기술을 기반으로 한 24개의 DNA 손상 추정치를 체계적으로 메타 분석한 결과, 정자 DNA 손상은 ICSI 후 임상 임신에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.[31]
ICSI를 위한 난자 품질과 관련된 여러 생화학적 지표도 확인되었다.[32] 예를 들어, ICSI 후 수정되지 않은 난포액은 Cu,Zn-슈퍼옥사이드 디스뮤타제, 카탈라아제, 지질과산화 생성물 4-히드록시노네날(4-HNE) - 단백질 접합체와 같은 높은 수준의 세포 독성 및 산화 스트레스 지표를 포함하는 것으로 나타났다.[33]
8. 합병증 및 위험성
염색체 이상의 빈도가 높아지는 문제가 있다.
체외 수정#합병증도 참조
일부 연구에서는 일반적으로 선천적 결함과 ICSI의 사용이 증가한다는 점을 시사하지만, 다른 연구에서는 상반된 결과를 보여준다. 요약 입장 논문에서 미국 생식 의학회 실무 위원회는 ICSI를 남성 인자 불임에 대한 안전하고 효과적인 치료법으로 간주하지만, 시술 자체를 통하거나 시술을 받는 부모에게서 그러한 이상이 내재적으로 증가하여 선택된 유전적 이상이 자손에게 전달될 위험이 증가할 수 있다고 밝혔다.[34]
난자를 천자하면 자손에게 수직 감염이 가능하므로, ICSI 시술이 B형 간염 여성의 자손에게 수직 감염에 관해 안전한지에 대한 충분한 증거는 없다.[35]
인간의 운동성 정자 중에는 DNA가 손상되었거나, 수정 능력이 손상되었거나, 다양한 기능 이상이 있는 정자가 포함되어 있으며, 단순히 "운동성 정자이므로 기능이 양호하며, 운동성 정자를 사용한 ART는 안전하다"라고 단정할 수 없다.[37]
가장 우려되는 점은, 현미 수정 기술이 정자의 양적 부족(정자 수가 적음)을 보완할 수는 있지만, 정자의 질적 저하(DNA 손상을 포함한 정자 기능의 이상)를 극복할 수 없다는 점이다. 예를 들어, DNA가 손상된 기능 이상 정자라도 인위적으로 수정시킬 수 있는 위험성을 내포한다. 따라서, 사실은 현미 수정은 정자 상태가 좋지 않은 사람에게는 적합하지 않은 치료법이다.
8. 1. 일반적인 합병증
체외 수정의 합병증과 유사하게, 세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)의 사용과 선천적 결함 증가 사이에 관련성이 있다는 일부 연구 결과가 있지만, 상반된 결과를 보여주는 연구도 있다. 미국 생식 의학회 실무 위원회는 ICSI를 남성 인자 불임에 대한 안전하고 효과적인 치료법으로 간주하지만, 시술 자체나 시술을 받는 부모에게서 유전적 이상이 자손에게 전달될 위험이 증가할 수 있다고 밝혔다.[34]난자를 천자할 때 자손에게 수직 감염이 발생할 수 있으므로, ICSI 시술이 B형 간염 여성의 자손에게 수직 감염에 관해 안전한지에 대한 충분한 증거는 없다.[35]
인간의 운동성 정자 중에는 DNA가 손상되었거나 수정 능력이 손상되었거나 다양한 기능 이상이 있는 정자가 포함되어 있다. 따라서 "운동성 정자이므로 기능이 양호하며, 운동성 정자를 사용한 ART는 안전하다"라고 단정할 수 없다.[37]
가장 우려되는 점은, 현미 수정 기술이 정자의 양적 부족(정자 수가 적음)을 보완할 수는 있지만, 정자의 질적 저하(DNA 손상을 포함한 정자 기능의 이상)를 극복할 수 없다는 점이다. 예를 들어, DNA가 손상된 기능 이상 정자라도 인위적으로 수정시킬 수 있는 위험성을 내포한다. 따라서 현미 수정은 정자 상태가 좋지 않은 사람에게는 적합하지 않은 치료법이다.
8. 2. 염색체 이상
세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)은 염색체 이상의 빈도를 높일 수 있다.[34] 체외 수정#합병증도 참고.일부 연구에서는 선천적 결함과 ICSI 사용 증가를 연관 짓지만, 다른 연구에서는 상반된 결과를 보여준다. 미국 생식 의학회 실무 위원회는 ICSI를 남성 인자 불임에 대한 안전하고 효과적인 치료법으로 간주하지만, 유전적 이상이 자손에게 전달될 위험이 증가할 수 있다고 밝혔다.[34]
난자 천자 시 B형 간염 여성의 자손에게 수직 감염 가능성이 있으나, ICSI 시술의 안전성에 대한 충분한 증거는 없다.[35]
인간의 운동성 정자 중에는 DNA 손상, 수정 능력 손상, 기능 이상이 있는 경우가 있어, 단순히 운동성이 좋다고 해서 기능이 양호하고 안전하다고 단정할 수 없다.[37]
현미 수정 기술은 정자 수 부족을 보완할 수 있지만, DNA 손상을 포함한 정자 기능 이상을 극복할 수 없다는 우려가 있다. DNA가 손상된 정자라도 인위적으로 수정될 수 있는 위험성이 있어, 정자 상태가 좋지 않은 사람에게는 적합하지 않은 치료법일 수 있다.
8. 3. 자폐 스펙트럼 장애
세포질 내 정자 직접 주입술(ICSI)은 염색체 이상 빈도를 높일 수 있다는 연구 결과가 있다.[34] 체외 수정의 합병증도 참고할 수 있다.일부 연구에서는 ICSI 시술과 선천적 결함 증가 사이에 관련성이 있음을 시사하지만, 다른 연구에서는 상반된 결과를 보여주기도 한다. 미국 생식 의학회 실무 위원회는 ICSI가 남성 불임에 대한 안전하고 효과적인 치료법이지만, 유전적 이상이 자손에게 전달될 위험이 증가할 수 있다고 밝혔다.[34]
ICSI 시술 시 난자 천자로 인해 B형 간염 여성의 자손에게 수직 감염이 발생할 수 있으나, 이에 대한 안전성 증거는 충분하지 않다.[35]
2015년 『American Journal of Public Health』에 발표된 연구에 따르면, 1997년부터 2007년까지 캘리포니아주에서 태어난 590만 명의 소아 데이터를 분석한 결과, ICSI와 같은 보조 생식술로 태어난 아이는 자연 임신으로 태어난 아이에 비해 자폐 스펙트럼 장애 위험이 2배 높다는 보고가 있었다.
8. 4. 기타
염색체 이상의 빈도가 높아지는 문제가 있다. 체외 수정#합병증도 참고할 수 있다.일부 연구에서는 일반적으로 선천적 결함과 세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)의 사용 증가를 연관 짓지만, 다른 연구에서는 상반된 결과를 보여준다. 미국 생식 의학회 실무 위원회는 ICSI를 남성 인자 불임에 대한 안전하고 효과적인 치료법으로 간주하지만, 시술 자체 또는 시술을 받는 부모에게서 유전적 이상이 증가하여 선택된 유전적 이상이 자손에게 전달될 위험이 증가할 수 있다고 밝혔다.[34]
난자를 천자하면 자손에게 수직 감염이 가능하므로, ICSI 시술이 B형 간염 여성의 자손에게 수직 감염에 관해 안전한지에 대한 충분한 증거는 없다.[35] 인간의 운동성 정자 중에는 DNA가 손상되었거나, 수정 능력이 손상되었거나, 다양한 기능 이상이 있는 정자가 포함되어 있으며, 단순히 "운동성 정자이므로 기능이 양호하며, 운동성 정자를 사용한 ART는 안전하다"라고 단정할 수 없다.[37]
세포질 내 정자 주입술(현미 수정) 기술은 정자의 양적 부족(정자 수가 적음)을 보완할 수는 있지만, 정자의 질적 저하(DNA 손상을 포함한 정자 기능의 이상)를 극복할 수 없다. 예를 들어, DNA가 손상된 기능 이상 정자라도 인위적으로 수정시킬 수 있는 위험성을 내포한다. 따라서, 현미 수정은 정자 상태가 좋지 않은 사람에게는 적합하지 않은 치료법이다.
9. 태아 추적 관찰
정기적인 산전 관리 외에도, 산모 연령, 목 투명대 스캔 및 바이오마커를 기반으로 한 산전 염색체 수 이상 선별 검사가 적절하다. 그러나 바이오마커는 세포질내 정자 직접 주입술(ICSI)로 인한 임신에서 변경되어 위양성률이 더 높은 것으로 보인다.[36] ICSI 후 단태 임신에서 다운 증후군 선별 검사 시 보정 계수를 개발하여 사용해야 하지만,[36] 쌍둥이 임신에서는 이러한 보정 계수가 완전히 규명되지 않았다.[36] 사망한 태아가 있는 두 번째 임신 낭이 있는 쌍둥이 소실 임신에서는 이러한 경우 바이오마커가 현저하게 변경되므로 첫 번째 삼 분기 선별 검사는 산모 연령과 목 투명대 스캔만을 기반으로 해야 한다.[36]
10. 대한민국 현황 및 윤리적 고려
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