由於人工協助生殖技術的進步，使男性或女性之不孕症治療向前邁進一步，也使生殖醫學觀念革新。然而這些進步的技術令人失望，最後出生帶回家的小孩比率仍低，同時增加了多胞胎懷孕和著床後胎兒流失之機率。體外受精成功之兩大因素是活力強的胚胎之產生及移植，與好的子宮內膜接受力來營養胚胎，促使著床。現在以培養第二天之胚胎植入子宮，不能夠產生理想的著床率，而且難以維持著床，增加懷孕後流產。如果胚胎能夠培養到第五天或第六天再植入，取代原有的第二天植入，只有好的胚胎才存活下去，遺傳上劣質的胚胎，在體外培養時被去除，並且克服了4個細胞至8細胞期的胚胎障礙（embryonic block）最後增加了胚胎活力。目前大部分的培養基配方，不能維持品質良好胚胎成長至第五天或第六天，如果使用這些培養基，大部分的病人將會沒有接受胚胎植入而失望。所以為了增加胚胎培養至胚囊之比率，有二大方法：一，改良培養基之配方，如使用IVF-50培養基及S2培養基，或人類輸卵管液（universal IVF）培養基及M3培養基。二，使用細胞共同培養使胚囊生成率有百分之五十五至七十。　

一、 在體內著床前胚胎之發育

人類受精的地方發生在輸卵管壺峽部（ampullary-isthmic）處，經過四天之早期分裂，以早期胚囊進入子宮內，在輸卵管內，胚胎受輸卵管上皮分泌的輸卵管液及本身丘冠群細胞之包圍來提供營養。由單細胞成長至晚期胚囊之時間平均是109.1小時，當些胚囊被植入，其著床之成功率是百分之五十。

二、 胚胎期和子宮環境不同步──目前人類體外受精中胚胎植入之錯誤

大部分的人工協助生殖技術中心，胚胎是在受精後第二天，約二個至四個細胞期被植入子宮，但是有受孕能力之婦女，生理上是在早期胚囊才由輸卵管進入子宮腔內，所以子宮環境在這時仍未準備好去接受第二天的胚胎，這是目前人類體外受精及胚胎移植之錯鋘。在人類第五天之胚囊期胚胎應該是理想之植入子宮之時間，不幸地，墎養之條件仍無法克服由四個至八個細胞期之體外胚胎障礙，許多胚胎在第一次或第二次分裂就被趕緊植入子宮內。在1989年Bolton等學者指出，胚胎培養百分之八十時可以成長至二個至四個細胞期，但只有百分之十八到第五天之胚囊期。在1993年Dokras等學者對胚囊作成分類，在第五天快速分類成胚囊並具有明顯的內細胞質（inner cell mass）及好的滋養外胚層（trophoectoderm）和明顯大胚體腔，被分類成最佳的胚囊（BGI）。BGI之胚囊被植入，可能有高的懷孕率。

台北榮總在1996年10月開始施行第五天之胚囊移植，在五十二例中，有三十五例臨床懷孕，懷孕成功率是百分之六十七，在同時間內，有一百二十九例施行第三天之四至八個細胞期之胚胎植入，只有五十三例臨床懷孕，懷孕成功率是百分之四十一，第五天胚囊植入之懷孕成功率，有顯著意義之提升，在三百二十四個受精卵子經過細胞共同培養以及使用IVF-50及S2培養基，有百分之六十六可以發育至胚囊。

三、 改良體外培養系統發育至第五或第六天之胚胎有二大方法

1. 無細胞之培養基：有二種不同配方之培養基，一種配方是為了早期之胚胎之成長，另一種複雜之配方式在胚胎第三天至第六天培養用，適於晚期胚胎使用。

2. 細胞共同培養 使用在人類胚胎之細胞共同培養，可以分為二種 (1)異種細胞，如人類輸卵管上皮細胞，子宮內膜細胞，如人類輸卵管上皮細胞，Vero細胞。(2)同種（病人自己）細胞，如人類卵巢顆粒細胞，卵丘細胞，子宮內膜細胞。 　　　　

在本科採用的是病人自己的細胞，已成熟卵子之卵丘細胞共同培養，在臨床上操作方便，並且不受其他病菌之污染。在1992年Mansour，1994年Saito，1995年Quinn和Margalit等學者提出以卵丘細胞共同培養可提昇胚胎品質及胚囊之生成率。

四、 為何人類胚胎要細胞共同培養？

1. 增加胚胎在體外培養的存活數目。

2. 使遺傳缺損之胚胎在體外培養中停止發育，結果可更加以選擇發育晚期的胚胎來植入。

3. 提供較長評估胚胎之時間和選擇高品質之胚胎植入。

4. 有助於胚胎在切片和遺傳檢驗等顯為手術後之胚胎修復。

5. 協助培養基，使品質差的胚胎可以連續式植入。

五、 結論

使用無細胞之培養基或細胞共同培養可以提昇胚胎之品質，促使胚胎發育成胚囊，有活力之胚囊植入，可以增加出生率或嬰兒帶回家之成功率，並減少流產，如能對子宮之接受力加以研究，選擇一至二個品質佳的胚囊植入，也可以減少多胞胚懷孕之問題，而且不會減少懷孕之成功率。著床前胚胎之遺傳診斷 　在現代生殖醫學中，利用著床前胚胎，進行分子遺傳診斷，以鑑識胚胎於遺傳性狀上之缺憾，從而協助具家庭遺傳病歷史之夫婦解決其於生育上之困擾，係現階段生殖科技中，最具前瞻性的技術之一。所謂"著床前胚胎之分子遺傳診斷（preimplantation genetic diagnosis，PGD）"，係指利用試管嬰兒技術下之胚胎，在其未分化前（八細胞期以前）或分化至胚囊期（blastocyst stage）時，自胚胎中取出一至多個細胞為樣本（取樣數視胚胎生長分化情形而定：八細胞期取1-2個細胞；胚囊期則於胚胎滋養外胚層trophectoderm位置取10-20個trophoblast細胞），以現代分子遺傳技術，進行遺傳性狀診斷；爾後再依診斷結果，決定植入之胚胎。自1990年第一位以本技術診斷後順利出生之女嬰於英國發表後，迄1997年9月已施行1200臨床週期，231例之懷孕報告，懷孕成功率是百分之二十，產下超過166例之嬰兒，超過三分之二之臨床週期是在美國執行。根據最近一項追蹤報告顯示，利用此一技術協助所出生之嬰兒，與正常受孕下之嬰兒，並無明顯差異。因此，本項技術於臨床試管嬰兒療程中，用於迴避胚胎遺傳性狀缺憾上，應屬安全且可行。

著床前胚胎分子遺傳診斷之得以進行，得力於現代分子生物技術者甚多。其中又以運用聚合酵素連鎖反應（polymerase chain　reaction，POR）及原位雜交反應（in situ hybridization，ISH）最為重要。PCR利用去氧核酸序列專一性引子（sequence specific primers）在高溫聚合酵素作用下，以反覆高低溫控，大量產製特定去氧核糖核酸（DNA）片段，以提供足夠之DNA片段進行分析。該項技術特利於基因之單點突變（point mutation）及失落與嵌入行突變（deletional and insertional mutation）之分析。而ISH則係以特定DNA序列為探針（probe），令其在高嚴格度（high stringency）環境下，與細胞內之DNA進行雜交（hybridize），從而得知特定基因或DNA片段於細胞內之空間與數量之分佈。隨著高敏感度測定系統之發展，PCR及ISH均可做到於單細胞中偵測得單一基因之敏感度，但由於PCR在定量上有其技術上之困難，且需經較繁複之驗証（verification）手續；ISH無法進行單點突變之偵測，故而，在臨床PGD上，PCR及ISH係為互補且必要之研究工具。 　　

使用八細胞期胚胎取樣進行PGD，在臨床技術上有相當程度之困難，但卻是PGD取得之最佳時期，因為在此時期胚胎內之細胞均未進入分化階段，且少量取樣後之胚胎可以繼續培養生長至胚囊期，經植入著床後，亦可得正常之胎兒。然而由於其取樣之細胞數有限（僅能取1-2細胞），任何操作上之失誤，均足以造成失去樣本而無法測定之危險。

在從事PCR測定時，亦因細胞數量之限制，以致無法重覆實驗，進行驗證。更重要的是，單細胞PCR如在操作及反應環境控制欠佳的狀況下進行，極易因交叉污染（cross-contamination）而導致測定錯誤。雖然在午獻上曾有利用同一細胞先進行PCR後再進行ISH測定之報告（即所謂cell recycling技術），但其PCS成功率及其後之ISH成功率則尚待評估。 　　

雖然著床前胚胎之遺傳診斷，在剛開始是提供給小孩可能有單一基因突變的高色險夫婦，但是超過了一半以上之週期（700個週期）被使用在年紀相關之非常數染色體性（age-related aneuploidies），許多診斷中心專於非常數染色體性和性別選擇，使用燭光原位雜交反應（FISH），其他中心從事PCR來診斷單一基因突變。有些中心如賽浦路斯（Cyprus）中心專注於特殊疾病，利用著床前胚胎遺傳診斷地中海貧血。目前最新方法是以產前診斷和中止懷孕來預防先天性疾病，一些倫理道德團體，不認同這種預防性之醫療，在這些團體，PGD是唯一的診斷方法及在懷孕前避免遺傳疾病發生。PGD是唯一的診斷方法及在懷孕前避免遺傳疾病發生。PGD更可用於曾經產前診斷後，二次或更多次終止懷孕之夫婦。有些研究指出，PGD在人工協助生殖技術中，對年紀大的婦女提升體外受精之成功率有特殊之意義。最近發明一種非接觸性之雷射在倒立相位差顯微鏡上，照射在胚囊胚胎上，可以取得胚胎外層微鏡上，照射在胚胎上，可以取得胚胎外層10-30個細，這種更準確的胚囊細胞切片，可以使PGD更可靠地診斷遺傳疾病。