提升試管嬰兒成功率，新創好孕行如何篩出「健康精子」？答案：在晶片上舉辦游泳比賽
「去（2021）年台灣生育率創新低，成為全世界少子化最嚴重的地方。」台灣新創好孕行生醫創辦人、東吳大學微生物系助理教授鍾成晏說道。此外，早在2020年，台灣出生人數就首次低於死亡人數，「生死交叉」現象已經是進行式，而且極有可能在未來會不斷持續下去。
鍾成晏分析，少子化的原因除了不想生育外，「生不出來」也是一大主因。隨著自然生育的不孕人口逐年增加，許多人開始嘗試「試管嬰兒療程」，市場需求越來越大。
然而，根據世界衛生組織統計，全世界男性精子數量相較40年前，減少近60%，而當中「健康精子」僅剩16%，男性平均每次釋放的精子更有高達64%為畸形。「塑化劑、環境汙染、工作壓力等，讓精液品質逐年劣化。」導致體外受精更加困難。
為了協助有意願卻無法自然生育的夫婦，藉由試管嬰兒療程順利生產，好孕行生醫鎖定市場上較少人關注到的——「男性不孕成因」，開發精子細胞微流道晶片，創下全球唯一可在20分鐘內篩選出97%健康精子的紀錄，將有效提升試管嬰兒成功率。
試管嬰兒成功率低？傳統分離法操作時間長、純化不佳
目前試管嬰兒市場多以解決「女性不孕」為導向，「因為懷孕的人是女性，所以最直觀都會想到女性相關問題。」鍾成晏指出，但女性不孕成因複雜，如賀爾蒙、輸卵管、基因突變等，現今醫學仍未找到完善的解決之道。
鍾成晏發現，正常女性一個月排卵一顆，若夫妻決定進行試管嬰兒療程，女性平均需施打近10劑排卵針，才較有機會促進排卵，取得20顆成熟卵子。因此，「如果精子不健康，沒有成功受精，就會浪費珍貴的卵子。」
然而，要想取得高比例的健康精子並非易事，鍾成晏解釋，目前全球醫療院所的精子挑選技術，多採用「上游法」及「密度梯度離心法」：
- 上游法：將精液放入試管中，利用精子往上游的特性，靜置30分鐘～1小時後，將試管上層運動能力較好的精子取出。
- 密度梯度離心法：將精液放置在不同密度的液體上方，透過離心，將密度不同的死亡精子與活動精子加以分離。
然而，2項技術不僅純化效果不佳，且操作時間長、效率低，精子離開人體超過30分鐘便會自發性死亡；加上精子DNA容易遭離心力破壞，進而導致試管嬰兒療程失敗的情況。鍾成晏指出，目前台灣試管嬰兒療程的平均成功率低，僅有37%。
「台灣一年約有4萬人次進行試管嬰兒療程，而中國則高達100萬次，占全球市場的一半。」看好精子純化市場的潛力，鍾成晏在取得英國愛丁堡大學感染與免疫學系博士學位後，返台至東吳大學微生物系任教，致力於免疫學和生物科技研究。
2016年，他攜手博士班同學、交大生醫工程研究所教授李博仁，一同鑽研、改善精子挑選技術；2018年，正式創立公司「好孕行生醫」，並成功研發出精子檢測微流道晶片「iPreg好孕晶片」。
模擬女性體內環境，在晶片上舉辦精子游泳比賽
「試管嬰兒由於將精子和卵子取出來至體外受精，讓精子跳過了游泳比賽這個步驟。」鍾成晏說明，一般體內受精，精子需在女性體內向上游，經過子宮頸、子宮再到輸卵管，大約游行20公分；過程中可以有效淘汰運動能力及活性較低的精子，唯有健康的精子才能成功與卵子受精。
而「iPreg好孕晶片」的設計就是運用流體力學原理，「在晶片上提供賽道，讓精子進行游泳比賽，模擬女性體內的狀態。」好孕行生醫研發長張瀞文說道，透過緩衝液的高低差產生位能，進而在晶片中製造漸緩式的流速，健康精子會發揮逆流特性，而不好的精子則會順利被流速帶離。
鍾成晏表示，現今醫療無法直接從精液中取出一顆健康精子與卵子受精，而是透過分離法將不好的精子剔除後，讓剩下的精液與卵子一同放置進行體外受精。
經過臨床驗證，一位健康精子比例只有2%的少精症患者，透過傳統分離法剔除完全不會動、死亡的精子，可將健康精子比例提升至22%。而「iPreg好孕晶片」透過運動能力篩選健康精子，篩選掉眾多壞精子，留下的精液中健康精子的比例可高達97%。
此外，鍾成晏強調，「iPreg好孕晶片」擁有專利技術，總操作時間只要15分鐘，可保持精子的活性，也因為沒有經過離心，大幅降低DNA損傷比例，從傳統分離法的50.4%降至3.8%。
「如何控制流速、回收健康精子，以及提高精片製程的良率，為設計晶片3大難點。」鍾成晏分享，若流速太快，可能導致健康精子被一同沖走；流速太慢，則可能壞精子也游得上去，他認為晶片中的流場需要下足功夫、多次測試。
以通過FDA認證為目標，盼取代傳統離心法
「精子離體後的30分鐘是關鍵，因為30分鐘後精子的DNA就會開始斷裂。」鍾成晏說明與其他競品的差異，除了操作時間較少，其他如美國的Zymot精子篩選晶片則是採用「上游法」技術；而日本的Qualis晶片，雖同為微流道晶片，「但設計相對簡單，只能區分死和活的精子。」他分析，顯然台灣的技術已超越日本，並美國同步。
不過，鍾成晏認為其最大的競爭者依然是——傳統離心法，「因為全世界大部分的醫院都還是採用這項技術。」
目前，好孕行生醫和台中茂盛醫院、台北華育生殖醫學中心、新竹艾微芙國際生殖醫學中心合作進行臨床試驗研究，「驗證通過後便會開始銷售產品給各大醫療院所。」
此外，鍾成晏表示，2020年好孕行生醫已經完成天使輪投資，共募得100萬美元；今年將進行A輪募資，並著手完成台灣、美國及中國的FDA法規認證，希望年底可全數通過、產品順利上市。
團隊快問快答
Q：創業至今，做得最好的三件事為何？
A：研發專利取得、獲得國家新創獎等多項大獎肯定、首輪募資成功。
Q：最常被客戶或投資人問起的事情？您會如何回應？
A：如何防止仿冒？技術防護20%加上與商業防護80%。
Q：創業，教會了你哪些事？簡單分享創業至今以來的心得感想？
A：創業教給我勇敢、堅持與忍耐。創業最大的心得，就是要保持無可救藥的樂觀和變成打不死的小強。
團隊資訊
公司名稱：好孕行生醫股份有限公司
成立時間：2018/7/3
產品名稱：好孕精子快篩晶片
上線時間：2022/12/1
官方網站、Facebook
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