ห้องปฏิบัติการอสุจิของโรงพยาบาลเจตนินมีบริการแช่แข็งเชื้ออสุจิ และเก็บไว้ให้ในถังไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิ -196°C ซึ่งสามารถเก็บไว้ได้นานเกิน 10 ปี เป็นบริการสำหรับฝ่ายชายบางรายที่ต้องการทำหมันแต่ อาจจะมีความจำเป็นต้องใช้อสุจิภายหลัง หรือบางรายจะต้องได้รับการรักษาบางอย่างซึ่งมีการฉายรังสีก็สามารถนำน้ำ เชื้อมาแช่แข็งเก็บไว้ หรือบางรายฝ่ายชายไม่สามารถมาเก็บน้ำเชื้อในวันเดียวกับที่ ฝ่ายหญิงจะทำการเจาะเก็บไข่ ก็สามารถมาเก็บล่วงหน้าแล้วแช่แข็งไว้ได้

การแช่แข็งอสุจิเป็นเทคนิคในการเก็บรักษาอสุจิภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่เย็นจัด (Ultra low temperature) เพื่อให้สามารถเก็บรักษาอสุจิได้เป็นระยะเวลานาน (long term storage)  อสุจิอาจถูกแช่แข็งไว้ด้วยหลายเหตุผลเช่น

• ผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งซึ่งอาจมีผลกระทบต่อการเจริญพันธุ์ก่อนที่จะได้รับการรักษาที่มีผลต่อการเจริญพันธุ์ เช่น รักษาด้วยด้วยเคมีบำบัด การฉายแสง อาจเก็บแช่แข็งอสุจิไว้ ก่อนเริ่มรักษา

• คนไข้ที่ต้องการทำหมันชาย หรือผ่าตัดแปลงเพศ สามารถเก็บแช่แข็งอสุจิไว้ก่อนเผื่อต้องการมีบุตรในอนาคต

• การแช่แข็งอสุจิจากการทำ Surgical sperm recovery (SSR) เช่นจากการทำ percutaneous epididymal sperm aspiration (PESA), testicular sperm aspiration (TESA), หรือ testicular sperm extraction (TESE) ซี่งการแช่แข็งอสุจิส่วนที่เหลือจากการทำ intracytoplasmic sperm injection (ICSI) ในรอบนั้นเพื่อการรักษาในรอบต่อไปช่วยลดจำนวนครั้งในการทำ SSR ได้

• คนไข้ที่จะต้องได้รับการรักษาภาวะมีบุตรยากและฝ่ายชายมีปัญหาในการเก็บอสุจิ เช่น จากความเครียด หรือฝ่ายชายไม่สามารถมาในวันที่ทำการเก็บไข่ หรือฉีดเชื้อผสมเทียม ก็สามารถนำอสุจิที่แช่แข็งไว้มาใช้ได้

• ลดการติดเชื้อในคนไข้ที่เป็นโรคที่สามารถติดต่อผ่านทางอสุจิได้ เช่น โรคเอดส์ กรณีฝ่ายชายเป็นเอดส์และกำลังรักษาด้วยยาต้านไวรัส อสุจิที่ผ่านการตรวจแล้วว่าไม่พบเชื้อจะถูกเก็บแช่แข็งไว้เพื่อทำ IUI IVF ICSI ช่วยลดความเสี่ยงในการติดเชื้อจากอสุจิไปยังฝ่ายหญิง

• การแช่แข็งอสุจิของผู้บริจาค

คุณสมบัติของอสุจิต่อการแช่แข็ง

อสุจิเป็นเซลล์ขนาดเล็กเมื่อเทียบกับเซลล์ไข่หรือเซลล์ตัวอ่อน เป็นเซลล์ที่มีน้ำในเซลล์น้อยประมาณ 50% และมีระดับความชุ่มน้ำในเยื่อหุ้มเซลล์สูง (high membrane fluidity) เนื่องจากมีปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวมากนั่นเอง ทำให้สามารถทนต่อการถูกทำลายจากการลดอุณหภูมิลงอย่างรวดเร็วได้  อีกทั้งในการหลั่งแต่ละครั้งมีปริมาณมากเป็นล้านเซลล์ การแช่แข็งอสุจิจึงมีวิธีที่แตกต่างไม่ยุ่งยากเท่าการแช่แข็งเซลล์ไข่หรือเซลล์ตัวอ่อน

วิธีการแช่แข็งอสุจิ

วิธีการแช่แข็งอสุจิที่ได้รับความนิยมมี 2 วิธี คือ

1. Liquid Nitrogen Vapor method การแช่แข็งในไอของไนโตรเจนเหลว เป็นการแช่แข็งโดยการลดอุณหภูมิลงอย่างรวดเร็ว (rapid freezing) นิยมแช่ในไอไนโตรเจนเหลว 8-30 นาที ก่อนเก็บไว้ในในโตรเจนเหลวโดยตรง

2. Computer controlled rate freezing method เป็นวิธีการแช่แข็งโดยการลดอุณหภูมิลงอย่างช้าๆ (slow freezing) โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยควบคุม (computerized programmable freezer) อาจลดระดับอุณหภูมิลง 2-3 ขั้นตอน เช่น ขั้นตอนที่ 1 ระหว่าง 22 ถึง 4 ℃ ขั้นตอนต่อมาลดอุณหภูมิลงจาก 4℃ ไปถึง -30℃ ขั้นตอนสุดท้ายลดอุณหภูมิจาก -30℃ ไปจนถึง      - 140℃ ก่อนเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิ - 196℃

ซึ่งทั้ง 2 วิธี สามารถช่วยเก็บรักษาอสุจิได้ดี แต่การใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ควบคุมการลดอุณหภูมิลงอย่างช้าๆ จะช่วยคงสภาพรูปร่างของตัวอสุจิได้ดีกว่าและอัตราการอยู่รอด (Survival rate) สูงกว่าวิธีแช่ในไอในโตรเจนเหลว

หลักการแช่แข็งอสุจิ

หลักการคือ การทำให้เซลล์สูญเสียน้ำภายในบางส่วน เพื่อลดการเกิดผลึกน้ำแข็งในระหว่างการลดอุณหภูมิลง เนื่องจากผลึกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นจะทำให้อสุจิตายได้ ซึ่งป้องกันได้โดยใช้สาร Cryoprotectant ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดผลึกน้ำแข็งขึ้นภายในเซลล์

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลสำเร็จของการแช่แข็งอสุจิ

ความสำเร็จในการแช่แข็งอสุจิมีความแตกต่างกันไปในแต่ละคน และในคนๆเดียวกันก็จะแตกต่างกันในแต่ละครั้งของการหลั่ง เราสามารถวัดความสำเร็จในการแช่แข็งอสุจิได้โดยดูจากอัตราการเคลื่อนที่ของอสุจิหลังจากละลาย (% motility) ซึ่งตามมาตรฐานที่ World Health Organization (WHO) กำหนดคือ ≥ 50% ของอสุจิก่อนการแช่แข็งอสุจิ

ซึ่งปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลสำเร็จของการแช่แข็งอสุจิที่สำคัญได้แก่

1. คุณภาพของอสุจิก่อนการแช่แข็ง จากงานวิจัยพบว่าคนที่อสุจิมีปริมาณ < 20 ล้านตัว (oligozoospermia) มีอัตราการอยู่รอดของอสุจิหลังจากละลายต่ำกว่าอสุจิของคนปกติ (normozoospermia) ดังนั้นการคัดเลือกอสุจิที่มีการเคลื่อนไหวดีก่อนที่จะมีการแช่แข็งอาจช่วยเพิ่มอัตราการอยู่รอดของอสุจิได้

2. ชนิดและความเข้มข้นของสารป้องกันการถูกทำลายของอสุจิ (Cryoprotectant) ระหว่างการแช่แข็งและการทำละลาย การใช้สาร Cryoprotectant เพื่อให้อสุจิมีความต้านทานต่อสภาวะเยือกแข็งมากขึ้น โดยก่อนการเก็บรักษาในสภาพที่มีอุณหภูมิต่ำมากๆ ต้องเติมสาร Cryoprotectant ลงไปเพื่อให้อสุจิปรับสภาพความสามารถในการซึมผ่าน (permeability) และจุดเยือกแข็ง (freezing point) ซึ่งจะทำให้ทนทานต่อการแข็งตัว (freezing) และการละลายตัว (thawing) หลังการเก็บแช่แข็งโดยไม่มีผลกระทบต่อความสามารถในการปฏิสนธิของอสุจิ

3. อุณหภูมิที่ใช้ในการแช่แข็งและการละลาย การทำให้อุณหภูมิลดต่ำลงกว่า 0 ℃ จนถึงประมาณ -80 ℃ (super cooling) จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก เกิดเป็นผลึกน้ำแข็ง (ice formation) ทั้งภายในและภายนอกเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเกิดผลึกน้ำแข็งภายในเซลล์อสุจิจะทำให้อสุจิตายได้ ดังนั้นการใช้อัตราการลดอุณหภูมิที่เหมาะสมจะช่วยไม่ให้อสุจิได้รับอันตรายจากการเกิดผลึกน้ำแข็ง ขณะเดียวกันก็ช่วยดึงน้ำออกจากเซลล์ไปในตัว

อสุจิเก็บไว้ได้นานแค่ไหน

จากงานวิจัยพบว่าการแช่แข็งมีผลกระทบต่ออสุจิ ทั้งต่อ รูปร่าง ,เยื่อหุ้ม , acrosome , หาง ไปจนถึงระดับ DNA  อย่างไรก็ตาม ยังมีรายงานการเกิดของทารกจากการทำ ICSI ด้วยอสุจิที่แช่แข็งไว้นาน 21 ปี และทารกที่เกิดจากการฉีดเชื้อผสมเทียมด้วยอสุจิที่แช่แข็งไว้นาน 28 ปี และจากการศึกษาติดตามทารกที่เกิดจากอสุจิที่ผ่านการแช่แข็งทั้งโดยวิธีผสมเทียมและการทำเด็กหลอดแก้ว โดยใช้อสุจิบริจาค พบว่าไม่มีความแตกต่างจากทารกที่เกิดจากธรรมชาติ ในด้านน้ำหนักแรกคลอด อุบัติการภาวะคลอดก่อนกำหนด ภาวะตายคลอด อัตราส่วนระหว่างเพศชายต่อหญิง ความผิดปกติของโครโมโซม และความพิการแต่กำเนิดรวมถึงสุขภาพของทารกด้วย เมื่อเก็บอสุจิแช่แข็งไว้ภายใต้อุณหภูมิ -196 ℃  ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ภายในเซลล์จะหยุดนิ่ง สิ่งเดียวที่จะมีผลต่ออสุจิแช่แข็งคือรังสีคอสมิก ซึ่งสามารถทำลายดีเอนเอของอสุจิได้ นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าถ้าไม่มีผลกระทบจากรังสีคอสมิกแล้วอสุจิสามารถเก็บแช่แข็งไว้ได้นานเป็น 1000 ปี