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Optimization of mouse oocyte vitrification through microencapsulation in sodium alginate hydrogel

  • 21.09.2025
  • Gamete Biology
Erschienen in:

Abstract

Purpose

Vitrification (ice-free) is considered more effective than slow freezing for oocyte cryopreservation. However, high concentrations of toxic cryoprotective agents (CPAs) are typically required, followed by multi-step washing to remove CPAs, risking osmotic shock and impairing oocytes development. This study aimed to establish a hydrogel encapsulation strategy using a microfluidic system to improve vitrification outcomes.

Methods

Three different sizes of oocyte-loaded sodium alginate hydrogel microspheres (OHMs) (~ 262 µm, ~ 193 µm, and ~ 156 µm) were prepared using an optimized three-channel microfluidic system. The effects of particle size, vitrification solutions (VS1, VS2, VS3, and VS4), CPA loading durations (4, 8, and 12 min), and warming/dilution procedures (one-step, two-step, and three-step) on oocyte vitrification were systematically evaluated.

Results

OHMs with a particle size of 262 µm, loaded with VS3 (containing 10% DMSO) for 8 min and subjected to the two-step warming and dilution procedure, achieved excellent post-thaw survival (91.98%), cleavage (75.84%), and blastocyst rates (23.86%). The survival rate was comparable to that of the Cryotop group vitrified with 15% DMSO (91.81%), while the cleavage and blastocyst rates were significantly higher than those of the Cryotop group (67.42% and 20.03%, respectively). Besides, OHMs resulted in minimal oocyte volume changes upon CPA loading (minimum normalized volume of 0.8739) compared to the Cryotop multi-step method (0.4396).

Conclusions

Compared with the Cryotop carrier method, the microfluidic hydrogel microcapsule technique reduces CPA concentration, shortens loading time, and minimizes osmotic injury. This approach provides a promising strategy for fertility preservation and may be extended to other biological samples.

Graphical Abstract

Titel
Optimization of mouse oocyte vitrification through microencapsulation in sodium alginate hydrogel
Verfasst von
Jing Shen
Na Ye
Yuqi Zhang
Chenxi Liu
Weijie Li
Xinli Zhou
Publikationsdatum
21.09.2025
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Assisted Reproduction and Genetics / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1058-0468
Elektronische ISSN: 1573-7330
DOI
https://doi.org/10.1007/s10815-025-03673-5
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