胚胎冷凍保存
廖佩芬/崔冠濠
執行試管嬰兒療程，太太需施打排卵針劑，而會取得多顆卵子在體外授精培養成胚胎，再植入子宮內。目前人工生殖法規定最多植入胚胎數為4顆，剩餘未植入的優質胚胎，可利用冷凍方法將胚胎冷凍保存，增加懷孕機會及降低胚胎植入顆數亦減少多胞胎發生的機率。最早的冷凍技術是從1776年義大利學者Lazzaro Spallani意外發現馬的精液在冬天結凍後再溶化時，仍有精子可以恢復其活動能力開始，後續更多學者研究冷凍方法應用於動物精液之保存，而進展到哺乳類動物胚胎的冷凍保存，直到1983年澳洲Trouson和Mohr博士的研究團隊以慢速冷凍技術使人類冷凍胚胎解凍後植入子宮內懷孕成功且活產，之後，科學家一步一步地建立比較穩定冰凍人類胚胎的方法，而冷凍胚胎的技術便日漸普遍的應用在人工生殖技術上。
適用胚胎冷凍保存的情況:
- 有剩餘的優質胚胎冷凍保存，不需再次取卵 ，且增加懷孕機會及降低胚胎植入數亦減少多胞胎發生的機率。
- 體外受精試管嬰兒療程發生嚴重卵巢過度刺激症候群時，不適合做胚胎植入，先將胚胎冷凍保存，待下次療程再將胚胎解凍植入。
- 當胚胎植入可能會影響著床的情況，如子宮內膜息肉，子宮內膜發育差、太薄等狀況。
- 植入困難，例如在新鮮胚胎植入無法穿過子宮頸口，因為子宮頸口狹窄或疤痕等。將胚胎冷凍保存。
- 捐贈卵子個案中將捐贈的卵子與受贈者先生精蟲體外授精成胚胎或植入後有剩餘的優質胚胎冷凍保存，增加懷孕機會及降低胚胎植入數亦減少多胞胎的機率。
- 癌症化療或放療前。以試管嬰兒療程體外授精培養成胚胎先將胚胎冷凍保存，待適當時機將胚胎解凍植入。
胚胎冷凍成功與否除了胚胎本來的品質優劣外包括冷凍時溫度下降之速度、冷凍保護劑加入時之方法及濃度、讓胚胎細胞結冰之溫度，以及解凍時溫度上升之速度，均會影響到胚胎之存活率。目前臨床上有幾種冷凍方法:
1.慢速冷凍法(Slow freezing)
原理:慢速冷凍需要冷凍保護劑(蔗糖、甘油、DMSO)與胚胎作用達成細胞內外平衡後，再以電腦控制的冷凍儀以緩慢的下降的溫度降至攝氏零下30度左右，然後再保存於攝氏零下196度之液態氮桶中。 解凍胚胎直接把冷凍管以37℃水溫解凍，將冷凍保護劑替換至細胞外，再放回培養液内繼續培養，此方法解凍後胚胎存活率到達75-85%。
2. 超快速冷凍法(Ultrarapid freezing)
慢速冷凍法需要花費3-4小時，後來針對這方面的研究希望能有更快速簡單但不影響胚胎存活率的方法。而這超快速冷凍的方法，它的原理是使用高濃度的冷凍保護劑使細胞快速脫水，在零下三分鐘後即放入 液態氮中瞬間冷凍。雖然這方法既快速又簡單，但用於冰存人類胚胎胚胎解凍後存活率仍偏低。之後，再研究發展出玻璃化冷凍方法而替代超快速冷凍的方法。
3. 玻璃化方法(Vitrification)
原理: 利用濃度更高的冷凍保護劑(DMSO 、EG、sucros) 將細胞內水份脫水至細胞外，細胞內的物質瞬間變成高黏稠固態的非結晶玻璃狀物質，使細胞內冰晶來不及形成就被冰凍起來，降低冰晶對胚胎的傷害，再直接將胚胎置入攝氏零下196度的液態氮中保存。
解凍則直接將含有胚胎的冷凍細管載體(cryoloop，cryotop，cryoleaf等)直接放入預溫37℃的解凍液內，將冷凍保護劑替換至細胞外，再放回培養液内繼續培養，此方法解凍後胚胎存活率可達90-95%。
目前大多數生殖醫學中心以玻璃化方法來冷凍胚胎，它不需有電腦控制冷凍儀且縮短操作時間。由於冷凍保護劑濃度更高，最後冰凍時體積越少越好，如此可穫得胚胎解凍後的高存活率。
各國陸續發展出玻璃化方法的冷凍、解凍試劑，而日本Masashige Kuwayama（博士）1999年，研製出了玻璃化冷凍方法以Cryotop為細管載體，使用人類囊胚期胚胎進行研究比較玻璃化冷凍法與慢速冷凍法:
另外也比較使用開放式細管載體Cryotop與密閉式細管載體CryoTip，發現囊胚解凍存活率97%和93%(Cryotop和CryoTip)。懷孕率59％和51%(Cryotop和CryoTip)。而著床率51％和48%(Cryotop和CryoTip)。皆無明顯差異。使用封閉CryoTip系統消除了潛在的胚胎冷凍保存過程中的污染，無論使用開放式細管載體Cryotop與密閉式細管載體CryoTip對胚胎在體內或體外的存活率及發育是不影響。
解凍後的胚胎於顯微鏡下觀察
