Sau khi sự thụ tinh giữa tinh trùng và noãn diễn ra tại đoạn bóng vòi tử cung, hợp tử được tạo thành sẽ bắt đầu một quá trình phát triển mới. Từ vị trí thụ tinh, dưới tác động của dịch tiết vòi trứng, nhung mao, nhu động do co thắt cơ trơn vòi trứng, phôi sẽ di chuyển xuống đến buồng tử cung sau khoảng 4 –5 ngày.
Song song với sự di chuyển này, trong bản thân phôi diễn ra sự phân chia và chuyển hoá với những thay đổi lớn, sự điều hoà quá trình hình thành gen và tổng hợp protein. Trong 3-4 ngày đầu, phôi phát triển qua giai đoạn phân tách đến phôi dâu, xảy ra trong vòi tử cung. Phôi dâu xuống đến tử cung chuyển thành phôi nang và thoát màng thấu quang. Sau đó, phôi nang sẽ gắn vào làm tổ ở nội mạc tử cung.
Giai đoạn phân cắt
Sau khi hai tiền nhân tiếp cận và hoà nhập vào nhau, Quan sát dưới kính hiển vi vào thời điểm 18 giờ sau thụ tinh để tìm hai tiền nhân (và thường kèm hai thể cực) là dấu hiệu chắc chắn thụ tinh đã xảy ra. Sự phân chia lần I kết thúc sau thụ tinh 24 giờ tạo thành phôi 2 tế bào, là chu kỳ kéo dài nhất, các chu kỳ sau chỉ khoảng 18 giờ. Những phân chia này kiểu như nguyên phân của tế bào bình thường, các tế bào con được tạo ra gọi là các phôi bào. Phân chia lần II kết thúc sau thụ tinh 40 giờ, tạo thành phôi với 4 phôi bào kích thước tương đương nhau. Vào ngày 3, phôi chứa 6 – 12 phôi bào và ngày 4 gồm từ 16 – 32 tế bào.
Kích thước toàn bộ của phôi không thay đổi gì trong giai đoạn phân tách mà vẫn giữ nguyên hình dạng của màng zona.
Phôi giai đoạn phân cắt
Giai đoạn phôi dâu
Sau một vài lần phân chia, phôi chứa từ 16-32 phôi bào có hình dáng như trái dâu nên gọi là phôi dâu. Giai đoạn này phôi đã xuống đến buồng tử cung. Sau lần phân chia thứ ba, trong phôi diễn ra quá trình kết đặc tế bào. Hiện tượng kết đặc tế bào xảy ra vào khoảng ngày thứ 3–4 làm cho các tế bào áp sát vào nhau và ranh giới giữa các tế bào lúc này trở nên khó phân biệt.
Quá trình kết đặc tế bào rất quan trọng trong sự biệt hoá khối tế bào trong và tế bào lá nuôi, quyết định đến sự hình thành phôi thai. Màng thấu quang trong giai đoạn phôi dâu vẫn nguyên vẹn tạo điều kiện cho sự kết đặc tế bào và ngăn hai phôi (nếu có) nhập vào nhau. Nếu lớp tế bào trong phân chia ở giai đoạn sớm này, có thể phát triển thành song thai cùng hợp tử.
Phôi dâu
Giai đoạn phôi nang
Phôi dâu nằm trong lòng tử cung được vùi trong niêm dịch của tử cung. Với sự hấp thụ của phôi, chất dịch này thấm qua màng thấu quang, vào giữa các phôi bào tạo thành những túi dịch nhỏ. Các túi dịch tăng dần kích thước, lớn dần và sáp nhập vào nhau tạo nên một khoang lớn là khoang phôi nang. Khối tế bào bên trong bị chèn tạo thành khối cô đặc và bị đẩy về một phía của khoang phôi. Khối tế bào bên ngoài trở thành một lớp biểu mô mỏng sẽ phát triển thành lá nuôi để tạo nên bánh nhau và các phần phụ của thai, còn khối tế bào trong chính là mầm phôi sẽ phát triển thành cơ thể phôi thai.
Phôi nang và sự thoát màng
Giai đoạn làm tổ
Vào ngày 5 sau thụ tinh, màng thấu quang nhanh chóng biến mất có thể do phôi trườn ra ngoài do tế bào lá nuôi tiết ra men tiêu protein tác động lên màng thấu quang. Phôi lúc này không được bao bọc và có thể tiếp xúc trực tiếp với nội mạc tử cung.
Cuối tuần lễ thứ nhất, lá nuôi ở cực phôi xâm nhập vào nội mạc tử cung và tăng sinh nhanh chóng biệt hoá thành lá nuôi tế bào và lá nuôi hợp bào. Lá nuôi hợp bào tiến sâu vào bên trong nội mạc tử cung, xen giữa các tế bào nội mạc tử cung để tạo điều kiện cho phôi làm tổ.
Về phía tử cung, để tạo điều kiện cho phôi làm tổ, nội mạc tử cung phải ở giai đoạn chế tiết với sự hỗ trợ của hoàng thể. Niêm mạc lúc này trở nên phù nề, có màu xám hơn và sẵn sàng cho việc tiếp nhận phôi vào làm tổ.
Phôi nang bắt đầu làm tổ sau thoát màng
Như vậy, sự phát triển của phôi trước khi làm tổ chỉ diễn ra trong khoảng 1 tuần đầu tiên sau thụ tinh. Hợp tử ban đầu trải qua giai đoạn phân chia làm tăng số lượng các phôi bào. Phôi dâu hình thành khoảng ngày 3-4 với đặc trưng hai khối tế bào bên trong và bên ngoài. Sự hình thành khoang phôi giữa các tế bào trong tạo nên phôi nang cùng với sự biệt hoá khối tế bào bên trong thành mầm phôi và biệt hoá khối tế bào bên ngoài thành lá nuôi.
Chúng là cơ sở ban đầu cho sự hình thành cơ thể phôi cũng như bánh nhau và các phần phụ sau này. Phôi nang sẽ bắt đầu làm tổ ở nội mạc tử cung sau khi thoát khỏi màng thấu quang. Song song với những thay đổi về mặt hình thái là sự biến đổi mạnh mẽ về chuyển hoá, sinh tổng hợp protein và chuyển đổi gen. Vì thế, dù chỉ diễn ra trong thời gian ngắn, nhưng những thay đổi có tính quyết định của giai đoạn này làm cho nó đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong sự sinh sản người.
