Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Werkstoffwissenschaften, der Biologie und der Medizin und betrifft ein Verfahren mindestens zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden, wie es beispielsweise bei der in-vivo-Reproduktion und bei der Gesundheitsfürsorge angewandt werden kann, wobei neben der kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen beispielsweise auch eine sichere Entwicklung der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen realisiert werden kann, und eine Vorrichtung zur Realisierung der kontrollierten Bewegung.

Unfruchtbarkeit ist ein Problem, von dem weltweit 48,5 Millionen Paare, ca. 11 % der Bevölkerungen, im reproduktiven Alter betroffen sind. Die möglichen Ursachen bei Frauen können Ovulationsstörungen, tubale Obstruktion, Endometriose sowie Uterus- und/oder zervikale Faktoren. Bei Männern wird die Unfruchtbarkeit normalerweise durch eine schlechte Spermienqualität verursacht, was sich in einer geringen Motilität oder abnormalen Morphologie oder in einer niedrigen Zahl an Spermien zeigt. Dadurch verringern sich die Möglichkeiten, die Eizelle in vivo zu befruchten.

Zu den bekannten Behandlungsverfahren der Unfruchtbarkeit gehören eine kostengünstige und minimal-invasive hormonelle Stimulation oder eine intrauterine Insemination, bei der Spermien in die Gebärmutter während des Eisprungs injiziert werden.

Weiter sind Verfahren der in-vitro-Fertilisation (IVF) oder der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) bekannt, um Schwangerschaften zu realisieren. Diese Verfahren sind insbesondere indiziert, wenn eine Tubenunfruchtbarkeit oder eine schwere männliche Unfruchtbarkeit diagnostiziert wird.

Die Anwendung dieser Verfahren hat aufgrund der verbesserten Protokolle und besseren Gametenauswahltechniken rapide zugenommen und erreicht jetzt Befruchtungsraten von etwa 95%.

Der nachfolgende Embryotransfer ist jedoch immer noch das kritische Stadium, wobei nur 32% der Fälle zu klinischen Schwangerschaften führen. Darüber hinaus sind die Implantationsraten pro Embryo nach wie vor sehr niedrig (~ 17%), und oft muss der Eingriff mehrmals wiederholt werden, ohne Erfolg, was hohe wirtschaftliche und soziale Kosten mit sich bringt.

Selbst bei den ersten drei Embryotransfers eines genetisch getesteten euploiden Embryos im Blastozystenstadium und der Behandlung von Frauen mit anatomisch normaler Gebärmutter liegen die Implantationsraten nur zwischen 60,3-69,9 %.

Mögliche Ursachen für diese niedrigen Implantationsraten und damit Schwangerschaftsraten von übertragenen Embryonen, die durch IVF und ICSI gewonnen wurden, können der Stress sein, dem die Gameten während der In-vitro- Vorbereitungs- und Kultivierungsschritte ausgesetzt sind, oder Lebensstilfaktoren des behandelten Paares, Krankheiten, Gebärmutter- oder Endometriumanomalien, embryonale Faktoren oder auch verschiedene Techniken im IVF-Labor oder während des Embryotransfers. Dennoch wird in den meisten Fällen keine offensichtliche Erklärung gefunden. Bei diesen medizinischen Problemen könnten weitere Diagnostika, wie Hysteroskopie und Endometriumbiopsie oder die Behandlung von Endometriumverletzungen, Änderungen des Stimulationsprotokolls, Blastozystentransfer, unterstütztes Schlüpfen und Präimplantationsscreening helfen.

Ein vielversprechendes Verfahren zur Verbesserung der Implantationsraten in RIF (Repeated implantation failure) scheint der intrafallopiane Transfer von Gameten oder Zygoten oder der in vitro befruchteten Eizelle (Embryo) zurück in den Eileiter durch Laparoskopie, auch Gameten/Zygoten-intrafallopianer Transfer (GIFT/ZIFT) genannt, zu sein. Es wird davon ausgegangen, dass der Vorteil dieses Verfahrens drin besteht, dass die geeignete physiologische Umgebung für die Embryonalentwicklung und eine optimale Synchronisation zwischen embryonaler und endometrialer Vorbereitung vorhanden ist. Dennoch ist die Reproduzierbarkeit dieser Verfahren sehr gering und hängt von den Fähigkeiten des Operateurs und den Kultivierungsbedingungen ab, bevor die Gameten oder der Embryo zurück in den Eileiter oder den Uterus übertragen werden.

Hinzu kommt, dass dieses Verfahren sehr invasiv ist und einen chirurgischen Eingriff und Anästhesie erfordert, um die makroskopische Bildgebungs- und Manipulationswerkzeuge für die Laparoskopie in den weiblichen Körper einzuführen. Dies kann zu Nebenwirkungen, wie Eileitertrauma, Entzündungen, Eileiterschwangerschaften, Infektionen oder intraluminale Pathologien, führen.

Nichtsdestotrotz scheint diese Behandlung zu vergleichsweise hohen Schwangerschaftsraten von 39,8 % bei Patienten mit RIF hoher Ordnung (verlängerte Unfruchtbarkeitsdauer und eine hohe Anzahl von fehlgeschlagenen Standard-IVF-ET- Zyklen) geführt zu haben, so dass dieses Verfahren möglicherweise noch ungenutzte Potenziale aufweisen könnte.

Zur Verbesserung der dargelegten Probleme sind weitere Verfahren bekannt, insbesondere zur Verbesserung der Mobilität von motilen Zellen, wie Spermien. Nach der DE 102012212427 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein oder mehrere motile Zellen in oder an ein magnetisches oder mehrere magnetische Partikel eingebracht oder angebracht werden, und nachfolgend durch Anlegen eines externen Magnetfeldes die magnetischen Partikel mit den in oder an ihnen eingebrachten oder angebrachten motilen Zellen gerichtet bewegt werden.

Mit diesem Verfahren wird die Aktivität und gesteuerte Mobilität von motilen Zellen verbessert und die Bewegung der motilen Zellen in eine gewünschte Richtung gesteuert.

Derartige Verfahren eignen sich nicht für immobile Zellen.

Immobile Zellen sind beispielsweise Spermien, die ihre Beweglichkeit verloren haben oder Eizellen generell.

Die Bewegung einer Eizelle erfolgt, in dem beim Eisprung (Ovaluation) sich die trichterförmige Fimbria über den Eierstock stülpt und die Eizelle aufnimmt. Dabei zieht sich der Eileiter in rhythmischen Bewegungen zusammen. Den Transport der Eizelle im Eileiter übernehmen winzige Flimmerhärchen (Ziliarzellen). Sie schieben die Eizelle in Richtung Gebärmutter (Wikipedia, Stichwort Bewegung einer Eizelle).

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Ei oder ein Embryo mit einer Schicht aus magnetischen Partikeln versehen wird und durch Anlegen eines magnetischen Feldes über einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten das Ei oder der Embryo in der Gebärmutter stabilisiert wird (US 6,695,766 B4). Der Transport des Ei's oder des Embryos mit der Schicht aus magnetischen Partikeln in die Gebärmutter erfolgt mittels eines Katheters. Die magnetischen Partikel können einen Durchmesser von 0,1 bis 200 pm aufweisen. Diese magnetischen Partikel werden mit dem Ei oder dem Embryo zusammengebracht, so dass die reaktiven Gruppen an der Oberfläche der magnetischen Partikel mit reaktiven Gruppen auf der Oberfläche des Ei's oder des Embryo's reagieren können und so die Haftung der magnetischen Partikel an der Oberfläche des Ei's oder des Embryo's realisieren.

Ebenfalls bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung der Beweglichkeit von immobilen Zellen, bei dem die immobile Zelle, immobile Spermien mit einer Mikrostruktur verbunden wird, wobei die Mikrostruktur mindestens teilweise aus magnetischen Materialien besteht und mittels eines sich zeitlich verändernden dreidimensionalen externen Magnetfeldes eine nichtreziproke Bewegung der Mikrostruktur mit der immobilen Zelle ausgeführt wird (DE 10 2014 201 760 A1 ).

Weiter ist aus der US6050935 A eine Behälteranordnung für die intravaginale Befruchtung und den Embryotransfer bekannt, die bei der intravaginalen Befruchtung verwendet wird. Dazu wird der Behälter in das Scheidengewölbe eingesetzt.

Der Behälter weist einen Behälterkörper mit einer Öffnung zum Einführen eines Kulturmediums, einer oder mehrerer Eizellen und Spermien und zur anschließenden Entnahme eines Embryos oder mehrerer Embryos mit einem Entnahmekatheter auf. Der Behälterkörper weist eine Hauptkammer zur Aufnahme des Kulturmediums, der Eizellen und des Spermas und eine Mikrokammer zum Sammeln für die Entnahme eines oder mehrerer Embryonen auf. Der Behälter ist mit einer Kapsel aus weichem, elastischem Material umhüllt. Eine Schlaufe an einem Teil der Kapsel passt die Länge an die anatomischen Gegebenheiten an. Die Mikrokammer verfügt über einen Kanal, der die Katheterspitze aufnimmt, um die Entnahme der Embryonen zu erleichtern und gleichzeitig das Risiko einer Verletzung der Embryonen auszuschließen. Die Mikrokammer ermöglicht die mikroskopische Inspektion der Embryonen in situ vordem Transfer in die Gebärmutterhöhle.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen des Standes der Technik ist, dass einerseits invasive Verfahren zur Implantation von Embryonen bekannt sind und angewandt werden, und andererseits immer noch relativ niedrige Implantationsraten und damit Schwangerschaftsraten von übertragenen Embryonen realisiert werden. Ebenso werden bei den bekannten Verfahren vergleichsweise große Vorrichtungen eingesetzt, die zu Verletzungen der Embryonen und/oder des Gewebes führen können oder auch zur Einpflanzung des Embryonen an einer falschen Stelle, was zu einer ektopischen Schwangerschaft führt. Ebenso führt die geringe Genauigkeit der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Befruchtung und Geburt von mehreren Embryonen, was auch nicht wünschenswert ist, da Mehrlingsschwangerschaften ein hohes Risiko für Mutter und Baby darstellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung mindestens zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden anzugeben, bei dem die Vorrichtung deutlich weniger invasiv einsetzbar ist und durch das Verfahren deutlich höhere Implantationsraten und damit Schwangerschaftsraten realisierbar sind.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei die Erfindung auch Kombinationen der einzelnen abhängigen Patentansprüche im Sinne einer Und-Verknüpfung miteinschließt, solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden werden Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen mit einem oder mehreren Trägern lösbar verbunden, und die Träger mit oder ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen werden selbständig oder mittels externer Einwirkungen gerichtet bewegt.

Vorteilhafterweise wird eine Verbindung zwischen Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen und dem oder den Trägem realisiert, die mittels physikalischer oder chemischer Mittel realisierbar und/oder lösbar ist.

Ebenfalls vorteilhafterweise werden Träger oder Bauteile der Träger mit oder ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen eingesetzt, die mit einem kraft- und/oder formschlüssigen, lösbaren oder nicht lösbaren Kontakt mit einer oder mehreren ex vivo angeordneten Vorrichtungen mechanisch oder digital verbunden sind, wobei noch vorteilhafterweise ex vivo angeordnete Vorrichtungen zur Steuerung und/oder Bewegung und/oder Beladung der Träger vor dem in vivo-Transfer eingesetzt werden.

Weiterhin vorteilhafterweise werden Träger eingesetzt, die sich selbständig bewegen, wobei sich mehrere Träger unabhängig voneinander in gleiche oder unterschiedliche Richtungen oder sich als Schwarm in die gleiche Richtung bewegen.

Und auch vorteilhafterweise werden die Träger mittels eines externen physikalischen Feldes, wie eines Magnet- oder Ultraschallfeldes, oder mittels chemischer, thermischer oder physikalischer Stimuli bewegt. Vorteilhaft ist es auch, wenn die Position und Bewegung der Träger mittels bildgebender Verfahren überwacht wird.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn mittels an oder in den Trägem befindlichen Sensoren oder Aktoren in situ Parameter aus der Umgebung der Träger ermittelt, übermittelt und überwacht und/oder ausgehend von ermittelten Parametern aus der Umgebung des Trägers Veränderungen der Parameter realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mindesten zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden enthält mindestens einen Träger mit maximalen Abmessungen in allen Raumrichtungen von 500 pm, der mindestens überwiegend aus biokompatiblen Materialien besteht.

Vorteilhafterweise weist der mindestens eine Träger Abmessungen in allen Raumrichtungen von 10 nm bis 100 pm, vorteilhafterweise von 1000 nm bis 80 pm, noch vorteilhafterweise von 10 bis 1000 nm auf.

Ebenfalls vorteilhafterweise sind die biokompatiblen Materialen der Träger vollständig im Körper abbaubar.

Weiterhin vorteilhafterweise besteht die Außenhülle der Träger vollständig aus biokompatiblen Materialien.

Und auch vorteilhafterweise sind als biokompatible Materialien Hydrogele, wie Gelatine, Methacrylate, Collagen, Seide, Alginate oder biologisch abbaubare Metalloxide, oder metallische Legierungen, wie FeMgSi oder FePt, mit oder ohne hartmagnetische Materialien, wie NdFeB, CrÜ2 oder BaFe^O , oder superparamagnetische Eisenoxid- Nanopartikel, wie SPIONs oder Eisen-Platin- Nanopartikel vorhanden, oder andere Materialien sind mit biokompatiblen Materialien beschichtet, wie Oberflächenbeschichtungen aus Proteinen, Gold oder Polymeren, wie Parylen oder Polyethylenglycoldiacrylat (PEGDA). Vorteilhaft ist es auch, wenn die Träger Bauteile aufweisen, die Halterungen, Greifer, Schlingen, Katheter, Hohlräume zur lösbaren Verbindung zu Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen, Sensoren und/oder Aktoren sind.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Träger Antriebsvorrichtungen zur selbständigen Bewegung aufweisen.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Träger Mikro- oder Nanoroboter sind.

Und auch vorteilhaft ist es, wenn die Träger Materialien aufweisen, mit denen die Träger durch externe oder lokale Einwirkungen bewegt werden.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Träger organische, anorganische und/oder magnetische Materialien enthalten.

Und auch von Vorteil ist es, wenn an oder in den Trägem Sensoren oder Aktoren vorhanden sind, die in situ Parameter aus der Umgebung der Träger ermitteln, übermitteln und überwachen und/oder ausgehend von ermittelten Parametern aus der Umgebung des Trägers Veränderungen der Parameter realisieren.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn der oder die Träger mit ex vivo angeordneten Vorrichtungen zur Steuerung und/oder Bewegung und/oder Beladung der Träger vor dem in vivo-Transfer verbunden sind, wobei die Verbindung über mechanische Vorrichtungen oder digital realisiert ist.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die Träger funktionelle Materialien und/oder Biomoleküle zum Schutz und/oder zum Wachstum der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen aufweisen, wobei noch vorteilhafterweise die Träger Antioxidantien, Reifungsfaktoren, Nährstoffe, Schutzmoleküle zur Verringerung thermischer und mechanischer Belastungen aufweisen.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden anzugeben, bei dem die Vorrichtung deutlich weniger invasiv einsetzbar ist und durch das Verfahren deutlich höhere Implantationsraten und damit Schwangerschaftsraten realisierbar sind.

Erreicht wird dies durch ein Verfahren zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden, bei dem Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen mit einem oder mehreren Trägern lösbar verbunden werden.

Gameten, auch als Geschlechtszellen oder Keimzellen bezeichnet, sind spezialisierte Zellen, von denen sich zwei bei der geschlechtlichen Fortpflanzung zu einer Zygote vereinigen.

Eine Zygote ist eine eukaryotische diploide Zelle, die bei der geschlechtlichen Fortpflanzung durch Verschmelzung zweier haploider Geschlechtszellen entsteht, meist aus einer Eizelle und einem Spermium.

Ein Embryo ist ein Lebewesen in der Frühphase seiner Entwicklung.

Die erfindungsgemäß zu bewegenden Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen können von Menschen und Tieren sein.

Die Verbindung und auch die Auflösung der Verbindung zwischen den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen und dem einen oder mehreren Trägem kann mittels physikalischer und/oder chemischer Mittel erfolgen.

Physikalische Mittel können mechanische Mittel sein, wie Halterungen, Greifer, Schlingen, Katheter, Hohlräume am oder im Träger. .

Ebenso können Nano- bis Mikroaktoren an oder in dem Trägermaterial vorhanden sein, beispielsweise mit Greifarmen oder Greiffingern, die durch elektrische, mechanische, thermische und/oder chemische Stimuli geöffnet oder geschlossen werden können. Derartige Nano- bis Mikroaktoren haben vorteilhafterweise Abmessungen in der Größenordnung der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen.

Dabei kann es vorteilhaft sein, dass der Träger auch Hohlräume oder Kapseln, möglichst mit durchlässigen oder halbdurchlässigen Wandungen, aufweist, in die die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen oder andere Materialien aufgenommen werden können.

Als mechanische Mittel können besonders vorteilhaft Träger sein, die an Mikrokatheter kraft- und/oder formschlüssig gebunden sind. Dabei ist der Mikrokatheder mit Vorrichtungen zur Steuerung und/oder Bewegung und/oder Beladung der Träger vor dem in vivo-Transfer verbunden sind. Ein erfindungsgemäßer Träger kann daher von einer herkömmlichen Kanüle oder einem Eizellentransferkatheter in den Körper eingesetzt werden. Durch die mindestens Mikro-Abmessungen von Katheter und Trägem können auch komplizierte und empfindliche Bereichen des Körpers, wie den Eileiter erreicht werden.

Diese Verbindung des Mikrokatheder nach außerhalb des Körpers kann vorteilhafterweise über mechanische Vorrichtungen oder digital realisiert sein.

In einem solchen Fall kann der erfindungsgemäße Träger lösbar oder unlösbar an das mechanische Mittel, wie den Mikrokatheter gebunden sein.

Weiter können frei bewegliche Träger, die sich selbständig bewegen können, als ungebundene Träger erfindungsgemäß vorhanden sein.

Derartige Träger können mobile Greifer und/oder Kapseln sein oder in Form von Stäben und/oder Zylindern vorliegen.

Die Träger können auch unterteilt sein, beispielsweise in verschiedene Module innerhalb desselben Trägers, wodurch verschiedene Komponenten (Gameten/Zygote/Embryo, magnetische Partikel, Kontrastmittel, Antioxidantien usw.) gehalten und auch separat gehalten werden können.

Der Transfer dieser Träger in den Körper kann über eine herkömmliche Kanüle oder einen Embryotransferkatheter in die Gebärmutter erfolgen.

Diese mobilen, ungebundenen Träger können beispielsweise durch die Einwirkung eines externen Feldes gerichtet bewegt werden. So können die Träger mit oder ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen oder andere Materialien beispielsweise schwimmend, krabbelnd, gehend, rollend, aber ohne eine mechanische Verbindung nach außerhalb des Körpers, die gewünschten Bereiche und insbesondere auch die kompliziert zu erreichen und/oder empfindlichen Bereiche, wie beispielsweise den Eileiter.

Vorteilhafterweise wird die Bewegung der Träger mittels Bioimaging in Echtzeit mit einer möglichst hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung überwacht und dementsprechend gesteuert.

Chemisch kann die Verbindung über funktionelle Gruppen und/oder Gele realisiert werden, beispielsweise durch Aufnahme des Trägers in Hydrogele, Ankoppeln an reizempfindliche Linker, Ankoppeln über hydrophile/hydrophobe Wechselwirkungen, über hydrodynamische oder elektrostatische oder magnetische oder akustische Kräfte.

Die Auflösung der Verbindung zwischen Träger und mindestens Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen kann durch Lösen der physikalischen Verbindungen oder Auflösen der chemischen Verbindungen, aber auch dadurch, dass Trägermaterialien eingesetzt werden, deren Abbau und insbesondere biologischer Abbau im Körper realisiert wird. Die Abbaurate sollte dabei an den jeweiligen Transfer der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen bis an den Bestimmungsort und die dafür benötigte Verweilzeit angepasst und beispielsweise durch die Zusammensetzung der lokalen Umgebung oder lokal vorhandene Proteasen oder durch externe Einflüsse, wie den Einsatz von lokaler Temperaturerhöhung gesteuert werden. Sobald die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen den Bestimmungsort erreicht haben, kann sich dann das biologisch abbaubare Trägermaterial auflösen.

Erfindungsgemäß werden dann die Träger mit oder ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen selbständig oder mittels externer Einwirkungen gerichtet bewegt.

Dabei können die Träger auch zuerst ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen außerhalb des Körpers bewegt werden oder sich bewegen und mit anderen Vorrichtungen, wie Kanülen oder Kathetern in den Körper eingebracht werden, um dann die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen aufzunehmen und festzuhalten und an den gewünschten Ort zu transportieren. Ebenso können die Träger durch lokale Einflüsse, wie Chemotaxis, Thermotaxis, Thigmotaxis oder Rheotaxis, bewegt und/oder ihre Bewegung gerichtet gesteuert werden. Die Träger können auch durch externe physikalische Felder wie Magnetfeld, Ultraschall und/oder Infrarotlicht gesteuert werden.

Es können die Träger aber auch bereits außerhalb des Körpers mit den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen verbunden werden und dann gemeinsam in den Körper transportiert werden. Dies kann ebenfalls über andere Mittel, wie Kanülen oder Katheter erfolgen, oder die Träger mit den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen bewegen sich selbständig oder werden mittels externer Einwirkungen bewegt.

Beispielsweise können die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in vitro mit einem Träger versehen werden und dann beispielsweise mit einem nichtchirurgischen Embryotransferset (NSET) oder einer flexiblen Kanüle durch den Gebärmutterhals zum Eingang der Gebärmutter transportiert werden.

Am gewünschten Ort, beispielsweise in der Gebärmutter können die Träger dann durch externe oder lokale chemische oder physikalische Auslöser von den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen getrennt werden. Solche externen Einwirkungen können vorteilhafterweise externe hydrodynamische, magnetische, elektrostatische und/oder akustische Felder sein.

Ebenfalls vorteilhafterweise können die Position und Bewegung der Träger mittels bildgebender Verfahren oder externer Sensoren überwacht werden. Dabei kann der Träger lokale Reaktionen oder Biomarker auslösen, die später in biologischen Flüssigkeiten nachgewiesen werden können. Dieser Nachweis kann beispielsweise durch externe Schnelltestsenoren oder PCR geführt werden. Ebenso kann es zu einer lokalen Formänderung oder Aktivierung eines „Report“ -Teils des Trägers kommen, was beispielsweise durch Magnetresonanz-Verfahren oder PET oder andere bildgebende Verfahren nachgewiesen werden kann.

Weiterhin enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontrollierten Bewegung von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in Fluiden mindestens einen Träger mit maximalen Abmessungen in allen Raumrichtungen von 500 pm, der mindestens überwiegend aus biokompatiblen Materialien besteht. Vorteilhafterweise sind die maximalen Abmessungen der Träger in allen Raumrichtungen von 10 nm bis 100 pm, vorteilhafterweise von 1000 nm bis 80 pm, noch vorteilhafterweise von 10 bis 1000 nm.

Weiterhin werden Größe und Materialien des Trägers einerseits von den zu transportierenden Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen bestimmt, aber die Träger bestehen mindestens überwiegend auch aus biokompatiblen Materialien, die selbst die Mikroumgebung des Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryos wahrnehmen und auf diese reagieren können, beispielsweise durch Veränderung der Form oder der Oberflächeneigenschaften, um beispielsweise benötigte Substanzen freizusetzen, die einen sicheren Transport und eine sichere Entwicklung der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen während des Transfers in den Eileiter oder in die Gebärmutter gewährleisten. Ebenso sind die Trägermaterialien vorteilhafterweise permeabel für Nährstoffe, Antioxidantien und Wachstumsfaktoren, die durch die Trägermaterialien in vivo in den Körper oder aus der Eileiterflüssigkeit in den Träger gelangen können und sollen.

Die maximalen Abmessungen der Träger überschreiten in allen Raumrichtungen nicht die Mindestabmessungen der Eileiter, mit ca. 500 pm Durchmesser.

In jedem Fall weist der Träger so geringe Abmessungen wie möglich auf, jedoch können auch Träger mit Abmessungen bis ca. 500 pm möglich sein, da die Bereiche, in denen sich der Träger bewegen muss, anpassungsfähige Gewebe sind, die gefaltet und damit auch dehnbar sind.

Vorteilhafterweise weisen die Träger eine ähnliche Größe, wie die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen auf, um den Zugang zu den engsten Regionen des Eileiters zu ermöglichen, ohne das umgebende Gewebe zu schädigen.

Die Träger weisen derartige Abmessungen und Formen auf, dass sie die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen während des Transports, beispielsweise zur Ampulla, schützen, damit sie sich unter möglichst natürlicheren Bedingungen entwickeln können, bis sie das Gebärmutter-Endometrium, die Gebärmutter- Schleimhaut im Inneren der Gebärmutter erreicht haben. Dies kann beispielsweise durch Kapseln erreicht werden, in die die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen, aber auch andere Materialien, während des Transports eingeschlossen werden.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Außenhülle der Träger vollständig aus biokompatiblen Materialien besteht. Dies ist besonders wichtig, wenn ein Träger verwendet wird, der im Körper verbleiben und/oder dort abgebaut werden soll. Sofern der Träger aus dem Körper entfernt werden kann und soll, sind auch andere medizinisch unbedenkliche Materialien einsetzbar.

Ebenfalls vorteilhafterweise sind die biokompatiblen Materialen des Trägers vollständig im Körper abbaubar.

Der Abbau der Trägermaterialien erfolgt erfindungsgemäß dann, wenn der Träger seine Funktion im Körper erfüllt hat und nicht durch andere Maßnahmen, Verfahren oder Vorrichtungen aus dem Körper entfernt wird.

Derartige biokompatiblen Materialien sind insbesondere Hydrogele, wie Gelatine, Methacrylate, Collagen, Seide, Alginate oder biologisch abbaubare Metalloxide, die alle möglichst biologisch abbaubar, durchlässig und/oder weich sind und eine sanfte Wechselwirkung mit dem umgebenden Gewebe im Körper ausüben.

Andere biokompatible Materialien sind beispielsweise metallische Legierungen, wie FeMgSi oder FePt, mit oder ohne hartmagnetische Materialien, wie NdFeB, CrÜ2 oder BaFe^O , oder superparamagnetische Eisenoxid- Nanopartikel, wie SPIONs oder Eisen-Platin-Nanopartikel. Oder es können andere Materialien eingesetzt werden, die mit biokompatiblen Materialien beschichtet sind, wie Oberflächenbeschichtungen aus Proteinen, Gold oder Polymeren, wie Parylen oder Polyethylenglycoldiacrylat (PEGDA).

Weiter können die Träger Materialien je nach Bedarf aufweisen, die Antioxidantien, Hormone, Medikamente sind oder beinhalten und/oder durchlässig für den Austausch von Nährstoffen aus den sekretorischen Zellen im Körper und insbesondere im Eileiter sind. Derartige Materialien können auch Faktoren für die epigenetische Regulierung, den Schutz des Immunsystems, den Schutz vor oxidativem Stress und Hitzestress, oder unterstützende Substanzen für die Spaltung und Entwicklung des Embryos (embryotrophe Faktoren, Wachstumsfaktoren) sein. Durch die für die Träger eingesetzten Materialien wird die Reibung des Trägers zu den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen deutlich reduziert, wodurch mögliche Schäden und Zytotoxizität und Stress für die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen vermieden wird. Ebenso wird vorteilhafterweise gleichzeitig der Durchgang/Austausch der Nährstoffe und der sezernierten Eileiterflüssigkeit für die Embryonalentwicklung und den Transport ermöglicht oder unterstützt.

Vorteilhafterweise weisen der oder die Träger funktionelle Materialien und/oder Biomoleküle zum Schutz und/oder zum Wachstum der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen auf. Derartige funktionelle Materialien können auch Nanosensoren zur Überwachung von Umgebungsparameter der Mikroumgebung, wie Sauerstoffgehalt, Glukosespiegel, Wachstumsfaktoren usw. sein, die auch durch den Nanoaktoren des Trägers oder darin enthaltene Materialien in-situ reguliert werden können.

Die Träger aus den biokompatiblen und vorteilhafterweise biologisch abbaubaren Materialien können mit Verfahren der Zwei-Photonen-Lithographie oder mittels Verfahren zur Herstellung von verspannten Materialien (strain engineering) oder mittels 3D- oder 4D-Drucktechnologien hergestellt werden.

Ebenfalls können die Träger mittels Tröpfchenmikrofluidik hergestellt werden. Dieses Herstellungsverfahren bietet den Vorteil, dass Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen gleich mit in einzelne Tröpfchen aus biologisch abbaubaren oder reizreizempfindlichen Polymeren eingebracht werden können.

Weitere Möglichkeiten der Herstellung der Träger bestehen durch chemische Synthese oder durch templat-basierte Verfahren.

Später können diese Tröpfchen in den Körper überführt und dort mittels Ultraschallwellen oder durch magnetische Propeller oder durch lokale Stimuli, wie Temperaturgradienten, chemische Gradienten, Flüsse, gerichtet bewegt werden.

Die magnetischen Propeller können in mikrofluidischen Kanälen platziert werden, und so durch die Erzeugung von differentiellen Strömungen das Einfangen von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen in die Tröpfchen erleichtern. Das Einfangen kann aber auch durch Selbstmontagetechniken oder durch Ausnutzung von Kapillarkräften, hydrodynamischen Kräften oder hydrophilen-hydrophoben Wechselwirkungen realisiert und/oder erleichtert werden. Ebenso kann das Einfangen der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen durch die Kopplung oder Beladung der Träger in vitro durch optische, magnetische oder akustische Pinzette realisiert werden.

Vorteilhafterweise können die Träger Antriebsvorrichtungen zur selbständigen Bewegung aufweisen. Dies können dann vorteilhafterweise Mikro- oder Nanoroboter sein.

Aber auch der Einsatz von magnetischen Propeller als Teil der Träger kann zu einer selbständigen Bewegung der Träger mit oder ohne Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen führen.

Als Träger in Form von Mikrorobotern können strukturelle Materialien, wie PEGDA eingesetzt werden, oder ausgehöhlte Hydrogel-Röhren oder 3D-gedruckte Elastomere, wie Silikon, Polyurethan, Polyolefin, Styrol-Block-Copolymere.

Als Materialien für den Antrieb der Mikroroboter können beispielsweise Fe, FePt, für die magnetische Bewegung, oder elektroaktive Polymere, wie Polypyrrol oder andere stimulierend reagierende Hydrogele, angewandt werden.

Einige anorganische Schichten aus oder mit beispielsweise aus Au oder Pt, Legierungen oder Kern-Schale-Nanopartikeln sind auch für die Sensorik einsetzbar, oder für die Bildgebung können Nanomaterialien auf Au-Basis oder als quantum dots (QDs) eingesetzt werden, oder zur Vermeidung der Biofilmbildung kann Ag eingesetzt werden.

Durch die selbständige Bewegung können die Träger selbst eine leichte Strömung realisieren, durch die die Träger in der Lage sind, sich in den Fluiden im Körper, die meist viskoelastischen Medien sind, zu bewegen. Und sie können sich insbesondere auch gegen die Strömung oder gegen Rückflüsse, wie beispielsweise im Eileiter durch dessen peristaltische Bewegung und das Zinlienschlagen, bewegen.

Sofern die Träger magnetische Materialien aufweisen, können sie auch über externe Magnetfelder transportiert werden. Dies kann auch erfolgen, wenn die Träger in Tröpfchenform sind. Ebenso können die Träger Fluide enthalten, durch die mittels Einwirkung von Ultraschall von außerhalb des Körpers oder durch einen künstlichen und/oder biohybriden flagellarähnlichen Antrieb eine gerichtete Bewegung der Träger realisiert wird.

Weiter können Träger in Tröpfchenform auch multifunktional sein, indem zusätzliche Mittel während ihrer Bildung integriert werden. Bei diesen Mitteln kann es sich um Wirkstoffe handeln, die in Mikrokapseln vorhanden sind, ebenso wie magnetische Materialien in Perlen und/oder Infrarot-Reporter, Reflektoren oder Absorber, um die Träger bei ihrer Bewegung und insbesondere In-vivo verfolgen zu können.

Die Träger können auch Antioxidantien und Östrogen enthalten, um die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen während ihres Transports zu schützen.

Darüber hinaus ist auch die Verwendung metallorganischer Materialien oder sauerstoffempfindlicher Partikel als Bestandteile der Träger möglich, um den Stoffwechsel von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen während seiner Reise in vivo zu überwachen. Derartige Materialien und Bestandteile des Trägers können auch als Nanosensoren oder Nanoaktoren bezeichnet werden.

Derartige Nanosensoren oder Nanoaktoren können die Konzentrationen von insbesondere schädlichen Metaboliten, den Glukosespiegel und den Oxidationszustand des Embryos messen und in situ Medikamente oder Substanzen, wie Antioxidantien, Nährstoffe und Wachstumsfaktoren, freisetzen, um schädliche Metaboliten zu bekämpfen.

Ebenso können über die Nanosensoren oder Nanoaktoren in situ Parameter aus der Mikroumgebung, wie beispielsweise der pH-Wert, sezernierte Proteine, Wachstumsfaktoren, reaktive oxidative Spezies (ROS), Hormone, vom Eileiter sezernierte Substanzen, überwacht und eine entsprechende Reaktion des Trägers, wie beispielsweise die lokale Freisetzung von Medikamenten/Molekülen/Antioxidantien/Wachstumsfaktoren oder ihre Formänderung, beispielsweise für die Freisetzung der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen aktiviert werden. Darüber hinaus können solche detektierten Parameter durch Bioimaging oder durch körperexterne Biofluid-Analyse, wie beispielsweise über Lateral-Flow-Sensoren oder PCR, ermittelt werden. Ebenfalls vorteilhafterweise können die Träger Bauteile aufweisen, die Halterungen, Greifer, Schlingen, Katheter, Hohlräume zur lösbaren Verbindung zu Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen und/oder Sensoren, Aktoren sind.

Dabei können diese Bauteile direkt vom Träger über on-board-Energieversorgungen, aber auch extern über Felder angesteuert werden,

Dies könnte auch dazu führen, dass die Träger in Zukunft in der Lage sind, ihre Umgebung zu spüren, die Umgebung und die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen während der Reise im Körper zu analysieren und tiefere Einblicke in die Funktion und Struktur des weiblichen Fortpflanzungstraktes in den verschiedenen Stadien des Östruszyklus zu erhalten.

Ebenso können durch die erfindungsgemäßen Träger Sensoren in den Bereich der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen gebracht werden, die zur Durchführung der In-situ-Überwachung der Embryonalentwicklung dienen können, oder es sind mechanische, optische und/oder elektrische Aktoren für Zellreize oder für die in-situ Molekülfreisetzung vorhanden. Derartige Sensoren können nicht nur die Entwicklung des Embryos überwachen, sondern auch Parameter der Umgebung, wie den lokalen pH-Wert, die Temperatur, den Glukosespiegel usw. sowohl in vivo und insbesondere im Eileiter messen und die Messwerte nach außerhalb des Körpers weiterleiten.

Weiterhin vorteilhafterweise können der oder die Träger mit ex vivo angeordneten Vorrichtungen zur Steuerung der Bewegung und/oder der Bauteile an den Trägem, mechanisch oder digital verbunden sein.

Die erfindungsgemäßen Träger können außerhalb des Körpers angebunden sein, beispielsweise an Katheter oder Halteleinen und so oder ungebunden sich im Körper bewegen oder bewegt werden. Die Bewegung kann schwimmend, rollend, gleitend und/oder gehend sein, oder eine peristaltische Bewegung oder durch eine Wanderwelle der umgebenden Flüssigkeit ausgelöste Bewegung sein.

Die externen Einwirkungen sind vorteilhafterweise externe Magnetfelder oder externer Ultraschall oder deren Kombination, wobei diese externen Einwirkungen gleichzeitig für die Anwendung von bildgebenden Verfahren genutzt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Lösung können Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen höchster Qualität in vivo nicht-invasiv transportiert und freigesetzt werden. Die dazu eingesetzten Träger sind vorteilhafterweise multifunktionale Mikroroboter mit maximalen Abmessungen in allen Raumrichtungen von 500 pm, die mindestens überwiegend aus intelligenten, biokompatiblen Materialien bestehen und mittels fortschrittlicher Mikrotechnologien hergestellt worden sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die Befruchtung und Embryonenimplantation in vivo unterstützt und verbessert werden.

Ebenso kann die erfindungsgemäße Lösung insbesondere in schwer zugänglichen Bereichen des Fortpflanzungssystems, wie den Eileitern, erfolgreich angewandt werden. Der Eileiter ist ein Organ, das eine wichtige Rolle bei der Migration/ Unterstützung der Gameten und Zygoten während der Befruchtung. Ebenso ist der Eileiter wichtig bei der Entwicklung und dem Transport eines Embryos zur Gebärmutter, und insbesondere auch genau dann, wenn das Endometrium für die Embryonenimplantation bereit ist.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zielten bisher nicht auf den Eileiter ab, der ein winziges und intrinsisches Organ ist, das schwer zugänglich ist.

Im Gegensatz zu den etablierten In-vitro-Techniken können mit der vorgeschlagenen Erfindung unterstützte Reproduktionsverfahren in vivo übertragen werden. Das Verfahren und die Vorrichtung können auch auf andere medizinische Szenarien ausgedehnt werden, beispielsweise zur Verabreichung von Medikamenten zur Behandlung von Krankheiten, wie Krebs, Endometriose und/oder anderen Problemen der weiblichen und männlichen Fortpflanzungsmedizin und/oder für die Übertragung auf andere Organe, z. B. zur Entnahme von Proben für die Diagnose oder für die lokale Diagnose.

Die erfindungsgemäßen Träger, die vorteilhafterweise Nano- bis Mikroroboter sind, i) haben die Fähigkeit, den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryo während des Transports zwischen verschiedenen Umgebungen zuverlässig einzufangen und zu sichern, ii) ermöglichen den Zugang der sezernierten Moleküle entweder durch die Ziliarzellen des Eileiters oder durch den Embryo selbst, iii) sind biokompatibel und/oder vorteilhafterweise biologisch abbaubar, iv) sind in der Lage, sich in den Fluiden, die meist viskoelastischen Medien sind, und gegen Rückflüsse im Eileiter zu bewegen, und v) schädigen den Eileiter, der ein sehr empfindliches Organ ist, nicht, vi) ermöglichen die in-situ-Erfassung des Fortpflanzungsorgans und des lokalen Mikroumgebung der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen, vii) können ihre Funktion (z. B. die Freisetzung von Molekülen, Formveränderung, Permeabilitätsrate usw.) entsprechend der wahrgenommenen Mikroumgebung und dem Gesundheitszustand der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryos anpassen, viii) können potenziell Medikamente tragen, beispielsweise um genetische Defekte der Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryos während des Transports zu korrigieren oder ihre Entwicklung in einem frühen Stadium zu stoppen, wenn eine auffällige, nicht heilbare Fehlfunktion des Embryos vorliegt.

Als Bauteile am Träger können beispielsweise Mikrokatheterwerkzeuge vorhanden sein, die durch extern oder intern ausgelöste Mechanismen die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen an den gewünschten Positionen freisetzen, die aber auch dazu verwendet werden können, um die komplizierten Biegungen des Eileiters auf minimal-invasive Weise zu passieren.

Die erfindungsgemäßen Träger können mittels einer Kanüle oder einem Katheter durch die Vagina in die Gebärmutter oder den Eileiter eingebracht werden. Dort können sie dann Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen beispielsweise mittels sphärischer Mikrogreifer oder kapselartigen Embryoträgem diese einfangen und transportieren.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass insbesondere Gameten und/oder Zygoten, also Geschlechtszellen und frühe Embryonen, neben späteren Embryonen, gerichtet bewegt und auch für den Gameten- Intraeileiter-Transfer (GIFT) oder den Zygoten-Intraeileiter-Transfer (ZIFT) eingesetzt werden können. Neben der bekannten Stabilisierung von Embryonen in der Gebärmutter können nun auch Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen wenig bis nichtinvasiv gerichtet bewegt werden. Diese gerichtete Bewegung kann erfindungsgemäß bis in den Eileiter erfolgen.

Die dazu erfindungsgemäß eingesetzten Träger, vorteilhafterweise Mikroroboter, müssen nicht im Körper verbleiben und müssen auch während des Kontaktes mit den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen nicht im direktem Kontakt stehen. Die Gamten und/oder Zygoten und/oder Embryonen können beispielsweise in einer Kapsel vorhanden sein, die dann mit dem Träger in direktem Kontakte steht.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber der Laparoskopie und dem intrauterinen Embryotransfer sind:

- weniger invasiv bis nicht invasiv

Die erfindungsgemäßen Träger weisen geringere Abmessungen als aktuelle chirurgische Werkzeuge auf. Sie können angebunden sein, beispielsweise als Roboterkatheter, oder als ungebundene, schwimmende, rollende, gleitende und/oder gehende Nano- bis Mikroroboter.

- Auswahl von Materialien

Die erfindungsgemäßen Träger sind biokompatibel und vorteilhafterweise biologisch abbaubar, was beispielsweise an die für den Transfer von Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen an den gewünschten Ort benötigte Verweilzeit angepasst werden kann.

- weiter funktionale Möglichkeiten

Die erfindungsgemäßen Träger auch mit anderen funktionellen Materialien und/oder Biomolekülen beladen werden, um die Embryonalentwicklung zu unterstützen (z. B. Antioxidantien, Reifungsfaktoren, Nährstoffe, Schutzmoleküle zur Verringerung thermischer und mechanischer Belastungen).

- weitere Bauteile

Die erfindungsgemäßen Träger können auch mit mechanischen, optischen und/oder elektrischen Mikro- oder Nanosensoren oder -aktoren ausgestattet sein.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung kommen vor allem bei multiplen Embryonenimplantationsfehlern von hoher Relevanz zum Tragen, wo herkömmliche In-vitro-Fertilisationsmethoden eingesetzt werden und der Embryotransfer an der Gebärmutterstelle ohne Schwangerschaftserfolg erfolgt. Aufgrund der sanften Wechselwirkung der erfindungsgemäßen Träger mit dem umgebenden Gewebe im Körper, verglichen mit den richtigen und sperrigen Manipulations- und Bildgebungswerkzeugen, die heutzutage in verschiedenen Schritten des assistierten Reproduktionsprozesses verwendet werden, beginnend mit der Eizellentnahme und der weiteren Uterusimplantation des Embryos oder dem laparoskopiegestützten intrafallopischen Transfer, können deutlich bessere Implantationsraten und damit die Schwangerschaftsergebnisse.

Weiterhin kann erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass nur ein hochwertiger Embryo mit dem Träger verbunden wird und in den Eileiter eingebracht wird.

Zur Sicherstellung, dass die Embryonen/Gameten von hoher Qualität sind und diese auch während des Transportes behalten, kann der Träger Nanosensoren enthalten, die verschiedene Variablen des Embryonalentwicklungsprozesses messen und teilweise auch regeln können.

Die vorliegende Erfindung hat zudem den Vorteil, dass im Wesentlichen keine nichtbiokompatiblen Materialien eingesetzt werden, oder diese mit den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen nicht direkt in Kontakt geraten. Da die Träger erfindungsgemäß in jedem Fall lösbar von den Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen sind, haben dadurch auch nichtbiokompatible Materialien der Träger keinen nachteiligen Einfluss auf die Gameten und/oder Zygoten und/oder Embryonen und können problemlos aus dem Körper entfernt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können höhere Implantationsraten realisiert und damit die Schwangerschaftsergebnisse deutlich verbessert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Beispiel 1 :

Als Träger wird ein Mikrokatheter mit Abmessungen von 100 pm Durchmesser aus PEGDA als biokompatibles Material, welches die Außenhülle des Mikrokatheters bildet, mittels 3D-Druck hergestellt. In dem Mikrokatheter sind ein Hohlraum für ein Embryo und eine Mikropumpe und ein Sensor zur optischen/elektronische Überwachung des Embryo integriert.

Durch die Mikropumpe wird außerhalb eines Körpers ein Embryo mit der Umgebungsflüssigkeit und Nährstoffen in den Hohlraum des Mikrokatheter sanft eingesaugt und dann durch eine Kanüle durch die Vagina in den Gebärmutterhals eingebracht. Nachfolgend wird mittels Ultraschall der Mikrokatheter zur Uterusschleimhaut gerichtet bewegt. Mittels des Sensors und externer Bildgebungsvorrichtungen wird die Position und der Zustand des Embryos überwacht und der die Ankunft am gewünschten Ort festgestellt.

Nach Positionierung des Embryos, was ohne Anästhesie oder mit lokaler Anästhesie durchgeführt wird und wofür ca. 1 h benötigt wird, kann der Katheder entfernt werden.

Beispiel 2:

Mittels Tröpfchenfluidik wird als Träger eine Mikrokapsel mit einem Durchmesser von 500 pm aus Gelatine als biokompatiblem Material hergestellt.

Sowohl Spermien als auch eine Eizelle werden mittels Tröpfchenfluidik zusammen mit Nanopropellern und Nanosensoren aus einem magnetischen Material sowie Nährstoffen in die Mikrokapsel eingebracht.

Dann wird die Mikrokapsel über externe Magnetfelder durch die Vagina in die Gebärmutter und schließlich in den Eileiter bewegt. An dieser Stelle und zu diesem Zeitpunkt beginnt der Abbau des biokompatiblen Materials, so dass die Spermien und die Eizelle freigesetzt werden und die Befruchtung der Eizelle während der Luthealphase des Brunstzyklus stattfindet.

Danach kann sich die entstandene Zygote unter natürlicheren Bedingungen zu einem Embryo entwickeln und den Utherus in perfekter Synchronisation mit der Endometriumpräparation erreichen, indem die Zygote durch die Peristaltik des Eileiters weiter zur Gebärmutter wandert und kann sich in die Schleimhaut einnisten kann.

Die Zygote wird somit natürlich ohne Betäubung positioniert, sie kann aber auch in örtlicher Betäubung durchgeführt werden.

Das biokompatible Material der Mikrokapsel wird in ca. 1 Stunde und zusammen mit den magnetischen Material mit der umgebenden Flüssigkeit des Eileiters aus dem Körper entfernt.