Was versteht man unter der Spermienauswahl mittels Mikrochip? Die Mikrochip-Methode bei der In-vitro-Fertilisation und ihre Vorteile.

Der Erfolg einer IVF-Behandlung hängt nicht nur von der Qualität der Eizellen und Embryonen ab, sondern auch von den Eigenschaften des für die Befruchtung verwendeten Spermas. Aus diesem Grund stellen die Aufbereitung und Auswahl des Spermas in den IVF-Labors einen der entscheidenden Schritte der Behandlung dar. In den letzten Jahren hat sich die Spermienauswahl mittels Mikrochip – auch als mikrofluidische Spermienauswahl bezeichnet – als eine der Methoden etabliert, mit denen die Spermienauswahl näher an die physiologischen Bedingungen herangeführt werden soll. Was versteht man also unter der Spermienauswahl mittels Mikrochip? Wie wird dieses Verfahren durchgeführt? Lässt sich dadurch die DNA-Fragmentierung der Spermien verringern? Sollte es bei allen IVF-Patienten angewendet werden?

Was ist die Spermienauswahl mittels Mikrochip (Mikrofluidik-Chip)?

Die Spermienauswahl mittels Mikrochip ist eine moderne Methode der Spermienaufbereitung, die darauf abzielt, eine besser ausgewählte Gruppe von Spermien zu gewinnen, indem die Bewegungsmerkmale der Spermien in sehr kleinen Mikrokanälen genutzt werden. Herkömmliche Methoden der Spermienaufbereitung können Techniken wie das „Swim-up“-Verfahren oder die Dichtegradientenzentrifugation umfassen. In mikrofluidischen Systemen hingegen werden die Bewegungen und physikalischen Eigenschaften der Spermien innerhalb der Mikrokanäle genutzt. Ziel ist es, Spermien mit hoher Beweglichkeit und möglicherweise besserer DNA-Integrität auszuwählen und so eine Gruppe von Spermien zu gewinnen, die für den Einsatz im Rahmen einer IVF oder einer intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) geeignet ist.

Wie erfolgt die Spermienauswahl mithilfe eines Mikrochips?

Eine Spermaprobe wird in ein speziell vorbereitetes mikrofluidisches System eingebracht. Die Mikrokanäle im Inneren des Mikrochips ermöglichen es den Spermien, sich zu bewegen und voranzukommen. Ziel ist es, die beweglichsten Spermien aus einem bestimmten Bereich zu isolieren und diese Gruppe ausgewählter Spermien im Rahmen des ICSI-Verfahrens zu verwenden. Eines der Hauptmerkmale dieser Methode ist, dass sie – im Gegensatz zu einigen herkömmlichen Techniken der Spermienaufbereitung – die Auswahl der Spermien ohne Zentrifugation ermöglicht. Mikrofluidische Systeme selektieren die Spermien auf eine Weise, die bestimmte natürliche Selektionsmechanismen im weiblichen Fortpflanzungsapparat nachahmt.

Verringert die Spermienauswahl mittels Mikrochip die Fragmentierung der Spermien-DNA?

Dies ist ein Aspekt der Methode, der Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten war. Unter der Fragmentierung der Spermien-DNA versteht man eine Beeinträchtigung der DNA-Integrität innerhalb des Spermiums. Schäden an der Spermien-DNA können mit bestimmten Fällen von Unfruchtbarkeit und wiederholten Fehlgeburten in Verbindung stehen. Ein erheblicher Teil der Studien zur mikrofluidischen Spermienselektion hat gezeigt, dass die DNA-Schäden in der Gruppe der selektierten Spermien geringer sind. Eine im Jahr 2025 veröffentlichte umfassende systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse berichtete, dass die DNA-Fragmentierung bei Spermien, die mithilfe mikrofluidischer Methoden selektiert wurden, geringer war als bei konventionellen Methoden. Dieselbe Studie berichtete zudem von Verbesserungen hinsichtlich der Vorwärtsbewegung, der Gesamtmotilität und der Morphologie der Spermien. Die Forscher betonten jedoch die Notwendigkeit, strengere Studien durchzuführen, insbesondere hinsichtlich der Ergebnisse in Bezug auf Lebendgeburten. Daher ist es zutreffender, die Mikrochip-Methode nicht als eine Technik zu betrachten, die „DNA-Schäden behebt“, sondern vielmehr als eine Labortechnik, die die Auswahl von Spermien mit günstigeren Eigenschaften erleichtern kann.

Verbessert die Spermienauswahl mittels Mikrochip die Erfolgsrate der In-vitro-Fertilisation (IVF)?

Derzeit ist es nicht möglich, diese Frage für alle Patientinnen mit einem eindeutigen „Ja“ zu beantworten. Einige Studien haben positive Ergebnisse hinsichtlich klinischer Schwangerschaften oder Lebendgeburten nach einer Spermienauswahl mittels Mikrochip berichtet. So war beispielsweise in einer randomisierten Studie mit 128 Patienten die Rate der Lebendgeburten in der Gruppe, bei der eine mikrofluidische Spermienzellselektion zum Einsatz kam, höher. Andere randomisierte Studien zeigten hingegen keinen signifikanten Unterschied hinsichtlich klinischer Schwangerschaften und Lebendgeburten. In einer randomisierten Studie mit 122 Paaren mit unerklärter Unfruchtbarkeit lag die Lebendgeburtenrate in der „Mikrochip“-Gruppe bei 38,3 % und in der Gruppe mit konventioneller Spermienaufbereitung bei 36,2 %; dieser Unterschied war statistisch nicht signifikant. Eine neuere randomisierte Studie aus dem Jahr 2026 hat ebenfalls gezeigt, dass die mikrofluidische Methode die Fragmentierung der Spermien-DNA verringern kann; jedoch wurde die endgültige Überlegenheit dieser Methode gegenüber der herkömmlichen Dichtegradientenzentrifugation hinsichtlich der klinischen Ergebnisse nicht nachgewiesen. Daher lautet die zutreffendste Aussage auf der Grundlage der aktuellen wissenschaftlichen Daten wie folgt: Die Spermienauswahl mittels Mikrochip kann bestimmte Eigenschaften der Spermien verbessern, insbesondere die DNA-Integrität; es ist jedoch nicht endgültig nachgewiesen, dass sie die Chancen auf eine Lebendgeburt bei allen Patientinnen erhöht.

Wer ist ein geeigneter Kandidat für die Spermienauswahl mittels Mikrochip?

Die Spermienzellauswahl mittels Mikrochip ist nicht bei allen IVF-Patienten systematisch erforderlich. Ein geeigneterer Ansatz besteht darin, eine Entscheidung auf der Grundlage einer gemeinsamen Bewertung der Spermienmerkmale des Patienten, früherer IVF-/ICSI-Behandlungen und, falls erforderlich, eines Tests zur Spermien-DNA-Fragmentierung zu treffen. Diese Technik kann insbesondere in den folgenden Situationen in Betracht gezogen werden:

• Hoher Prozentsatz an Spermien-DNA-Fragmentierung
• Wiederholte Fehlschläge bei IVF/ICSI
• Schwere männliche Unfruchtbarkeit
• Zuvor beobachtete suboptimale Embryonalentwicklung
• Probleme hinsichtlich der Beweglichkeit oder der Qualität der Spermien
• Vorgeschichte von Fehlschlägen bei Behandlungen der medizinisch unterstützten Fortpflanzung
• Männer, die Tabakrauch, starkem Stress und Umweltfaktoren ausgesetzt sind

Das Vorliegen eines dieser Merkmale bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass die Mikrochip-Methode angewendet werden muss.

Worin besteht der Unterschied zwischen der Mikrochip-Methode und der herkömmlichen Spermienauswahl?

Die „Swim-up“-Methode, eine traditionelle Technik zur Spermienaufbereitung, basiert auf der Auswahl beweglicher Spermien aus der Probe. Im Gegensatz dazu wird die Dichtegradientenzentrifugation eingesetzt, um die Spermien anhand ihrer Dichte und ihrer physikalischen Eigenschaften zu trennen. Die mikrofluidische Spermienauswahl hingegen nutzt die Motilitätseigenschaften der Spermien in Mikrokanälen und kommt in bestimmten Systemen ohne Zentrifugation aus. Es ist daher falsch, die Mikrochip-Methode als eine „absolut überlegene Technologie, die“ die herkömmlichen Methoden „ersetzen wird“, zu betrachten. Die Wahl der Methode muss auf der Grundlage einer Bewertung erfolgen, die die Spermienzahl, deren Beweglichkeit, Morphologie, DNA-Fragmentierung, die Ergebnisse früherer Behandlungen sowie die klinischen Merkmale des Paares berücksichtigt.

Sollte die Spermienauswahl mittels Mikrochip bei allen Patienten angewendet werden?

Nein. Aktuelle Daten deuten darauf hin, dass die mikrofluidische Spermienzellauswahl hinsichtlich der Spermienparameter und der DNA-Integrität vielversprechend ist. Allerdings gehen die Studienergebnisse hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf klinische Schwangerschaften und insbesondere auf Lebendgeburten auseinander. Empfehlungen der ESHRE zur medizinisch unterstützten Fortpflanzung