精液冷冻原理

现今普遍的冻存方法包括以下几步：

（1）在精液中加入冷冻保护剂；

（2）将温度降至0℃；

（3）以5－10℃/分种的速度缓缓的冷却到－75℃，然后放入－196℃的液氮中保存；

（4）将精液复温，去除冷冻保护剂。

精子对于温度和溶液渗透压的波动十分敏感，这些步骤对精子都有损伤。无论怎样，同一精子对同一冷冻复温过程的反应应该是相似的。由此推论，每一个物种的精子在同一冻融过程中的复苏率是可靠的、可重复的。然而，事实并非如此。为了理解精子对于冷冻的反应，我们简要的看一下细胞低温生物学的基本理论。 当在水溶液中的细胞冷冻时，出现以下伴随的物理、化学变化：

（1）温度下降；（2）冰晶形成；（3）溶液浓度升高。

根据溶液的溶质的组成，当温度降至一定程度时，一些溶质浓度过高开始析出成为固态。溶液中的渗透压升高导致细胞内渗透压升高，特定细胞渗透压变化的能力反应了细胞的温度对渗透性的影响。温度下降降低了细胞脱水的速度。细胞冷冻的速率是细胞冷冻过程中最重要的因素。

复苏率随着冷冻速率的提高而提高，但是到达最高时冷冻速率提高复苏率反而下降。 快速的冷冻使细胞在冷冻时没有足够的时间脱水。这样，水份在细胞内结晶，破坏了细胞内的结构。冷冻速率下降减少这种机械损伤，而过慢的冷冻速率使细胞冷冻过程暴露时间过长而造成损伤。

关于这些男性精子耐冻性不同的部分原因可能和精子膜的组成有关。精子膜中脂类的含量各不相同。他们和其他的细胞膜的脂类一样，包括磷脂、糖脂、类固醇。只是精子膜中这些分子的比例不同。精子膜的脂类有两种位相，液相和固相。在生理温度，两种位相同时存在，但当温度降低到一定程度，液相的脂类转变为固相。这降低了膜的流动性，而导致精子冻存后复苏率下降。 

冷冻精液第一次用于使人类妊娠是在50年前，现在已经有成千上万的儿童通过这种简单的辅助生育技术出生。虽然有这些确凿的成功实例，人类精子冷冻的技术还不是最佳的。现在还不清楚为什么不同的人的精液对于同一冷冻过程反应不同，以至于有些人的精液冷冻后复苏率很高而有些人很低。

无论怎样，ICSI和其他辅助授精技术的出现除去了现在精液冷冻的很多限制。精子、生精细胞、甚至睾丸组织的冷冻技术加上使用这样的生精细胞使卵子受精的方法使不育症的治疗发生了一场革命。

在不久的未来也许将出现想象力丰富的辅助生育方法和更合适的精液冷冻方法。总的来说，低温生物学的研究对于人类精子的冻存仍十分必要。