Was ist der Unterschied zwischen Slow Freezing und Vitrifikation?

Die Kryokonservierung von Eizellen, auch Social Freezing genannt, ist eine Reproduktionstechnik, mit der diese Zellen bei sehr niedrigen Temperaturen, genau -196 °C in flüssigem Stickstoff, auf unbestimmte Zeit konserviert werden, ohne ihre Lebensfähigkeit beeinträchtigen.

Ihr Hauptanwendungsgebiet ist die Erhaltung der Fruchtbarkeit, d.h. das Einfrieren der Eier einer noch jungen Frau, um später Mutter werden zu können.

Hauptsächlich gibt es zwei Methoden, um Eier einzufrieren, die wir in diesem Beitrag detailliert beschreiben und vergleichen werden:

• Slow Freezing (langsames Einfrieren)
• Vitrifikation

Im Anschluss finden Sie ein Inhaltsverzeichnis mit allen Punkten, die wir in diesem Artikel behandeln.

Faktoren, die beim Einfrieren Einfluss haben

Die Eizelle ist die größte Zelle im menschlichen Körper. Sie ist 0,14 mm groß und besitzt einen hohen Wassergehalt. Darüber hinaus befindet sich die Eizelle vor der Befruchtung in einem sehr komplexen Stadium, der sogenannten Metaphase II, in dem die Teilung ihres Erbmaterials gestoppt wird.

Aus diesem Grund ist es extrem schwierig, Eier einzufrieren, ohne sie zu beschädigen. Niedrige Temperaturen können zu einer Depolymerisation von Mikrotubuli führen, was zu einer Desorganisation und Dispersion von Chromosomen führt.

Andererseits erhöht der hohe Wassergehalt die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Eiskristallen, die zu Schäden an den inneren Strukturen und der Zellmembran der Eizelle führen würden.

Schließlich kann eine übermäßige Dehydrierung der Eizelle während des Gefrierens auch zu dem sogenannten Solute-Effekt (Erhöhung der Konzentration intrazellulärer Salze) und der Theorie des Mindestvolumens führen, was zu einem irreversiblen Zusammenbruch und Zelltod führen kann.

Probleme bei der Kryokonservierung von Eizellen

Um all diese Probleme beim Einfrieren der Eizellen zu vermeiden und die Überlebensraten zu erhöhen, ist es daher sehr wichtig, die folgenden Faktoren zu kontrollieren:

• Die Kühlrate oder -geschwindigkeit
• Dehydrierung und Zweck des intrazellulären Wassers
• Das Oberflächen/- Volumenverhältnis der Eizelle
• Verwendung von Kryoschutzmitteln

Was sind Kryoschutzmittel?

Kryoschutzmittel sind Substanzen, die in allen Protokollen zum Einfrieren von Eiern verwendet werden, da sie Eier vor allen im vorherigen Abschnitt erwähnten schädlichen Auswirkungen schützen.

Je nach ihrer Fähigkeit, in die Zelle einzudringen, werden Kryoprotektoren eingeteilt in:

Durchlässig

ersetzen die wässrige Flüssigkeit im Inneren der Eizelle, verhindern die Bildung von Eiskristallen und wirken dem Effekt hoher Konzentrationen von gelösten Stoffen entgegen. Die am häufigsten verwendeten sind Glycerin, Dimethylsulfoxid (DMSO), Propandiol (PROH) und Ethylenglykol (EG).

Nicht-durchlässig

fördern eine kontrollierte Zellentwässerung, die auch die Bildung von Eiskristallen und den Zusammenbruch der Zellen verhindert. Am häufigsten werden Polyvinylpyrrolidon (PVP), Dextran, Albumin und Zucker wie Saccharose und Glucose verwendet.

Normalerweise werden zur Steigerung der Wirksamkeit durchlässige und undurchlässige Kryoprotektoren gemeinsam eingesetzt.

Kryokonservierungsmethoden

Das langsame Einfrieren ist die ursprüngliche Methode zum Einfrieren von Eiern und Embryonen in allen IVF-Labors.

Die Überlebensraten dieser langsamen Methode nach dem Auftauen waren jedoch sehr niedrig und wurden daher heute praktisch durch die ultraschnelle Technik ersetzt, die sich Vitrifikation nennt.

Überlebensrate von Eizellen nach der Kryokonservierungsmethode

Als nächstes erklären wir, woraus jede der beiden Methoden zum Einfrieren von Eizellen besteht, sowie deren Vor- und Nachteile.

Langsames Einfrieren von Eizellen (Slow freezing)

Diese Technik besteht darin, die Temperatur nach und nach zu senken, während gleichzeitig die Zelle mit Hilfe von Kryoprotektoren dehydriert wird.

Dadurch wird die Bildung von Eiskristallen minimiert, obwohl es aufgrund der verlängerten Einwirkzeit von Kryoprotektoren zu einer toxischen Wirkung kommen kann.

Zur Durchführung des Prozesses wird ein programmierbarer Gefrierschrank benötigt, in dem die Temperatur allmählich auf eine Temperatur zwischen -40 und -70 °C sinkt. Die Eier werden dann in flüssigen Stickstoff eingetaucht, wo sie blitzschnell -196 °C erreichen.

Langsames Einfrieren von Eizellen

Für das Auftauen der Eier werden die Strohhalme, in denen sie enthalten sind, aus dem flüssigen Stickstoff extrahiert, 30 Sekunden lang bei Raumtemperatur gehalten und in ein Bad bei 31 °C getaucht, wo die Eier aus dem Inneren des Halms freigesetzt werden.

Die Eier werden nacheinander in verschiedenen Kulturmedien rehydriert, die Überreste des Kryoprotektors werden entfernt und erhalten schließlich ihre normale Struktur zurück.

Eizellen-Vitrifikation

Die Vitrifikation ist eine ultraschnelle Gefriertechnik mit einer Abkühlgeschwindigkeit von bis zu 23.000 °C/min. Dadurch hat das Wasser in der Zelle keine Zeit zum Kristallisieren, es geht von einem flüssigen Zustand in einen glasartigen Zustand über, einen amorphen Feststoff ähnlich einer Hartgelatine.

Die Vitrifikation erfordert eine hohe Konzentration an Kryoprotektoren, um Erfolg zu haben. Um jedoch zu vermeiden, dass sie giftig wird, wurden zwei Strategien durchgeführt:

• Die Expositionszeit so weit wie möglich reduzieren
• Das Mindestvolumen des Mediums zur Vitrifikation verwenden

Diese Strategien ermöglichen es, die Abkühlgeschwindigkeit zu erhöhen und mögliche Schäden an den Eiern zu vermeiden.

Eizellenvitrifikation

Während des Vitrifikationsprozesses werden die Eier mit zunehmender Konzentration von Kryoprotektoren durch Ausgleichsmedien geleitet. Die Eier werden dann dehydriert und mit möglichst wenig Medium auf einen Vitrifikationsmedium gelegt.

Zum Schluss werden die Eizellen direkt in den flüssigen Stickstoff bei -196 °C eingetraucht, so dass das Einfrieren sofort erfolgt.

Die Devitrifikationsmethode folgt ebenfalls dem gleichen Verfahren, bei dem die Eier durch Ausgleichsmedien geleitet werden, um die Zelle zu rehydrieren und Kryoprotektoren zu beseitigen.

Vor- und Nachteile

Im Allgemeinen hat die Vitrifikation mehrere Vorteile gegenüber dem langsamen Einfrieren von Eiern:

• Die Überlebensrate der Eizelle ist mit der Vitrifikation viel höher, etwa 90%.
• Die Implantationsrate von Embryonen aus vitrifizierten Eiern ist höher als die von Embryonen aus langsam gefrorenen Eiern.
• Bei der Vitrifikation ist das Risiko einer Kristallisation und der Kryofraktur der Eizellen geringer.

Ein möglicher Nachteil einer Vitrifikation ist, dass es sich um meine mühsame Methode handelt und dass sie sehr viel Erfahrung seitens des Embryologen erfordert.

Vorteile Vitrifikation Eizellen

Wie sich aus diesem Beitrag schließen lässt, ist die Vitrifikation heute deshalb die erste Wahl bei der Kryokonservierung von Eizellen.

Alle Labors verwenden diese Methode regelmäßig, was die Einrichtung von Eibanken und die Erhaltung der Fruchtbarkeit bei krebskranken Frauen oder für diejenigen, die ihre Mutterschaft verzögern wollen, ermöglicht hat.

Fragen die Nutzer stellten

Wird Slow Freezing heutzutage noch angewendet?

Das Slow Freezing war die erste Methode, die zur Erhaltung der Eizelle entwickelt wurde. Obwohl es gute Ergebnisse bei der Spermienerhaltung bietet, zeigt es keine guten Überlebensraten bei Eizellen. Die Kristalle, die sich als Folge des "langsamen Einfrierens" gebildet haben, schädigen die Eizelle und verringern die Erfolgsraten bei Behandlungen der assistierten Reproduktion.

Seit dem letzten Jahrzehnt ist die Eizellenvitrifikation die wichtigste Technik der Wahl für die Konservierung von Eizellen. Die Kryokonservierung ermöglicht uns ein blitzschnelles Einfrieren, das die Bildung von Eis aus dem in der betreffenden Zelle enthaltenen Wasser (der Eizelle) verhindert und so eine Verschlechterung verhindert. Während des Vitrifikationsprozesses führen wir die Eizelle in eine flüssige Stickstofflösung ein und erreichen in weniger als einer Sekunde eine Temperatur von -196 °C. Die hohe Geschwindigkeit bedeutet, dass das in der Eizelle enthaltene Wasser nicht gefriert, vitrifiziert und in einen Zustand übergeht, der dem einer konsistenten Gelatine ähnlich ist.

Bis zu welchem Alter können Eizellen eingefroren werden?

Es gibt keine Altersgrenze für die Erhaltung der weiblichen Fruchtbarkeit durch das Einfrieren von Eizellen. Es wird jedoch empfohlen, die Eizellen so früh wie möglich kryokonservieren zu lassen, da die Qualität und Quantität der Eizellen mit der Zeit abnimmt.

Daher wird Frauen, die ihre Fruchtbarkeit erhalten möchten, empfohlen, dies vor dem 35. Lebensjahr zu tun.

Ist eine spezielle Behandlung für die Vitrifikation der Eizelle erforderlich?

Ja, denn um die Eizellen zu vitrifizieren, ist es notwendig, sie durch eine Follikelpunktion zu entnehmen. Um bei diesem chirurgischen Eingriff eine größere Anzahl von Eizellen zu erhalten, wird bei der Patientin eine kontrollierte Stimulationsbehandlung der Eierstöcke gemacht.

Deswegen muss die Frau, die ihre Eizellen vitrifizieren will - sei es zur Erhaltung der Fruchtbarkeit, zur Durchführung einer IVF oder Eizellenspende - diese beiden Prozesse durchlaufen: die medizinische Eisprungsauslösung und die Follikelpunktion.

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Wenn Sie mehr über die Vitrifikation erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen, im folgenden Beitrag weiterzulesen: Wie funktioniert die Vitrifikation von Eiern und was sind ihre Vorteile?

Wenn Sie hingegen daran interessiert sind, wie Männer und Frauen ihre Fruchtbarkeit bewahren können, klicken sie hier: Verlängerung der Fruchtbarkeit.

Literaturverzeichnis