Sự hình thành tinh trùng đóng vai trò rất quan trọng trong khả năng sinh sản, duy trì nòi giống. Tuy nhiên đây cũng là một quá trình hết sức nhạy cảm và chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như: stress, chế độ ăn uống, nhiễm trùng, hormone, tăng nhiệt độ tinh hoàn, môi trường sống và làm việc, ảnh hưởng của phóng xạ, từ trường, các thuốc điều trị các bệnh lý nội khoa…

Có thể tóm tắt quá trình hình thành và phát triển tinh trùng qua hình sau:

 Hình 1: Sự hình thành tinh trùng

Trữ lạnh tinh trùng có thể được xem là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản (ART – Assisted Reproductive Techniques) [1]. Trữ lạnh tinh dịch người đã có lịch sử từ lâu đời, trường hợp đầu tiên được ghi nhận cách đây hơn 200 năm là sự thành công của việc làm ấm lại tinh trùng trữ trong tuyết. Trong suốt nhiều năm sau đó, quy trình trữ lạnh tinh trùng người liên tục được đầu tư nghiên cứu, cải tiến [2]. Kết quả, đứa trẻ đầu tiên đã ra đời vào năm 1953 với phương pháp thụ tinh nhân tạo từ tinh trùng người cho được trữ lạnh [10].

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT TRỮ LẠNH TINH TRÙNG

• Tinh trùng được lấy từ các kỹ thuật PESA, TESE… nếu còn dư sẽ được trữ lại sử dụng sau này, khi bệnh nhân có nhu cầu mà không cần phải thực hiện lại thủ thuật [1] [2].
• Không thể lấy tinh trùng vào ngày yêu cầu để IUI, IVF, ICSI… trong những trường hợp có tiên lượng khó lấy vì nhiều lý do, phải đi xa…
• Đối với những trường hợp oligozoospermia (thiểu tinh) [10].
• Bảo tồn khả năng sinh sản (trước khi thực hiện hóa trị, xạ tri…) [1] [2].
• Hiến tinh trùng cho ngân hàng tinh trùng.

Kỹ thuật trữ rã tinh trùng là một quy trình quan trọng trong điều trị hiếm muộn, bảo tồn khả năng sinh sản của nam giới… Tuy nhiên khả năng sống của tinh trùng là khác nhau ở từng bệnh nhân [7]. Trong suốt quá trình tiến hành trữ rã sẽ xảy ra các tổn thương lạnh có thể gây ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của tinh trùng [1] và hậu quả tất nhiên là sẽ làm giảm hoặc mất khả năng sống và di động của tinh trùng [7].

Hình 2: Vết đứt gãy trong các cấu trúc tinh trùng khi trữ lạnh được phóng đại và chụp dưới kính hiển vi điện tử. [9]

Tuy nhiên, các tổn thương lạnh này có thể được làm giảm một cách hiệu quả bằng một số cách như: cải thiện chất lượng tinh dịch trước khi trữ, dùng các chất bảo quản lạnh và ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến. Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào lĩnh vực sinh học lạnh, cải tiến các phương pháp trữ - rã, và đánh giá chất lượng tiêu chuẩn tinh trùng sau rã [1]. Để đánh giá hiệu quả của một chương trình trữ  rã, người ta dựa vào chỉ số CSF (ryosurvival factor) được tính bằng công thức: CSF = x 100. 

CÁC CHẤT BẢO QUẢN LẠNH (CRYOPROTECTION-CPAs) DÙNG TRONG TRỮ LẠNH TINH TRÙNG

Được chia thành hai nhóm chính:

• Các chất bảo quản có khả năng thấm qua màng như: dimethyl sunfoxide, propylene glycol, và glycerol
• Các chất bảo quản lạnh không có khả năng thấm qua màng như: sucrose, raffinose, và glycine.

Glycerol được sử dụng rộng rãi trong trữ lạnh tinh trùng người và nhiều loài khác [3]. Mặc dù có nhiều nghiên cứu cho thấy là nó có khả năng gây độc. Nếu chỉ sử dụng mỗi chất bảo quản lạnh là glycerol thì nồng độ cuối cùng được phép sử dụng là 5-10%.

Để cải thiện tỷ lệ tinh trùng sống sau trữ, nhiều chất pha loãng phức tạp hơn chứa chủ yếu các chất bảo quản lạnh không thấm qua màng như glycine, zwitterions, citrate, và lòng đỏ trứng được phát triển. Trong số chúng, hỗn hợp được biết đến sớm nhất và tốt nhất là glycerol-lòng đỏ trứng-citrate (GEYC).

Đầu những năm 1980s, hai hỗn hợp bảo quản lạnh phức tạp khác là HSPM và TESTCY đã được giới thiệu, cả hai đều có hệ đệm hữu cơ [10].

CÁC PHƯƠNG PHÁP TRỮ LẠNH TINH TRÙNG THƯỜNG SỬ DỤNG

Hạ nhiệt độ chậm

Thường được tiến hành thông qua một máy hạ nhiệt tự động có cài đặt sẵn chương trình hạ nhiệt độ, giúp kiểm soát tốc độ hạ nhiệt một cách tương đối chính xác [5] [6].

Vitrification

Vitrification đươc định nghĩa là sự đông đặc của dung dịch tại một nhiệt độ thấp mà không làm hình thành tinh thể đá bằng cách sử dụng tốc độ làm lạnh cao làm gia tăng độ đông đặc (viscosity). Các tổn thương có liên quan đến sự hình thành tinh thể đá được hạn chế thấp nhất bằng cách sử dụng nồng độ cao CPAs kết hợp với tốc độ hạ  nhiệt nhanh [11]. Tốc độ làm lạnh trong vitrification cực kỳ cao, đạt tới 20 000 - 100 000 0C / phút [3] [4] [10].

Trong một nghiên cứu so sánh độ di động của tinh trùng trước và sau trữ lạnh theo hai quy trình trữ lạnh khác nhau. Đầu tiên, tiến hành đánh giá độ di động của tinh trùng trong mẫu tinh dịch tươi. Tiếp theo, mẫu được chia thành hai phần: một phần tiến hành trữ lạnh bằng phương pháp hạ nhiệt độ chậm, phần còn lại tiến hành trữ bằng phương pháp làm lạnh tốc độ cao (vitrification) (n=10). Sau đó các mẫu được rã đông, tiến hành đánh giá và so sánh độ di động của tinh trùng trong các mẫu. Kết quả cho thấy, độ di động của tinh trùng trong mẫu tươi trước trữ lạnh là cao nhất và ở hai phương pháp hạ nhiệt độ chậm và vitrification cho độ di động của tinh trùng sau trữ là tương đương nhau (P < 0.05) (Biểu đồ) [8].

Biểu đồ thể hiện % di động của tinh trùng ở các mẫu khác nhau (mẫu ban đầu, mẫu trữ bằng phương pháp hạ nhiệt độ chậm và mẫu trữ bằng phương pháp vitrification) [8]

Trữ lạnh tinh trùng là một kỹ thuật rất có ý nghĩa trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản, giúp bảo tồn khả năng sinh sản nam giới… Việc tối ưu hóa quy trình trữ lạnh giúp giảm tổn thương lên tế bào tinh trùng và qua đó làm tăng tý lệ thành công của chu kỳ điều trị là rất quan trọng. 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• [1] Chan Y, Liu RZ. Cryopreservation of spermatozoa.
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17918716
• [2] D Royere, C Barthelemy, S Hamamah, J Lansac. Cryopreservation of spermatozoa.Oxford University. 2016. http://humrep,oxordjournals.org.
• [3] Yuksel Agca, John K. Critser. Cryopreservation of spermatozoa in Assisted Reproduction 64, 243-247. http://www.thieme-connect.com.
• [4] Yao-Yuan Hsieh M.D., Horng-Der Tsai M.D., Chi-Chen Chang M.D., Hui-Yu Lo M.D. Cryopreservation of human spermatozoa within human or mouse empty zona pellucidae 4, 694-698.
• [5] Dr M. Montag, K. Rink, U. Dieckmann, G. Delacrétaz, H. van der Ven. Laser-assisted cryopreservation of single human spermatozoa in cell-free zona pellucid 1, 49-53. http://onlinelibrary.wiley.com.
• [6] Steven D. Fleming, Robert S. King. 2019. Cryopreservation of spermatozoa within the ZP. New and advanced techniques 12, 213-220. http://ebooks.cambridge.org.
• [7] M. N. Giraud, C. Motta, D. Boucher, G. Grizard. 2000. Memberane fluidity predicts the outcome of cryopreservation of human spermatozoa 10, 2160-2164.
• [8] TimothyG. Schuster, Laura M. Keller, Rodney L. Dunn, Dana A. Ohl, Gary D. Smith. 2003. Ultra-rapid freezing of very low numbers of sperm using cryoloops18, 788-795.
• [9] G.J.Morris, E.Acton, S. Avery. 1999. Anovel Approach to sperm cryopreservation. 14, 1013-1021.
• [10] Eileen A McLaughlin, Allan A Pacey. Texbook of assisted reproductive technologies laboratory and clinical perspectives. Cryopreservation and storage of spermatozoa 23, 311-321.
• [11] David K. Gardner, Botros R. M. B. Rizk, Tommaso Falcone. Human Assisted Reproductive Technology Future Trends in Laboratory and Clinical Practic. Oocyte and embryo cryopreservation 28, 313-325. (http://ebooks.cambridge.org)