充满液体的'biobag'允许早产羔羊在子宫外发育

充满液体的'biobag'允许早产羔羊在子宫外发育

过早交付的羔羊保持漂浮 - 字面意义 - 在一个密封的,充满液体的“biobag”中,模仿妈妈会提供的东西。

费城儿童医院
充满液体的'biobag'允许早产羔羊在子宫外发育

为了克服工程,生物和技术方面的障碍,一个研究小组已经制作了可能是最好的人工子宫:一个充满液体的袋子,早期出生的羔羊可以在被引入外面世界之前长达4周。 虽然其他人已经设计了类似的系统,仍然在进行动物测试,但这一系统因其精简的简单性而着名。

结果是密封的“biobag”,其中一个管供应人造羊水,另一个管将其排出。 虽然有些羔羊经历过并发症,而且人体测试充其量只有几年,但是在那些照顾孕妇及其极早产儿的人中,这种进步令人兴奋。

伦敦大学学院(UCL)的母胎医学专家安娜•大卫(Anna David)说:“他们得到的是一种胎儿确实存在的系统,就像它在母亲的子宫里一样。” “胎儿知道该怎么做,”她补充道,并指出尽可能地,医生们走到一边并放弃控制。

胎儿出生前处于独特的环境中。 胎盘提供营养和氧气,胎儿的肺部不会呼吸空气。 它们漂浮在羊水中,被胎儿吞食并由胎儿排尿产生; 每天,羊水以这种方式“翻身”。 对于极早进入世界的婴儿 - 每年约90,000美国和欧洲的婴儿 - 预后可能很严峻,存活率从10%到50%不等,脑损伤,肺病和其他疾病的发生率很高严重并发症。

最大的挑战之一是拯救这些早产儿的技术,例如机械通气,也会伤害它们,例如通过破坏它们脆弱的肺部或阻止肺部发育。 在过去,研究人员一直在尝试开发模仿出生环境的人工子宫,但这些也是干预措施。 特别是,他们依靠外部泵将血液推过氧合器回路进行气体交换,这反过来又会导致胎儿血液流动失衡并导致心力衰竭。

在今天在自然通讯报道的这项新研究中,宾夕法尼亚州费城儿童医院(CHOP)的研究人员经历了几次迭代,然后才 。 他们的最终受试者是在妊娠约110天通过剖宫产分娩的八只羊羔 - 相当于人类的23或24周,这是生存的边缘。

由胎儿和儿科外科医生Alan Flake领导的CHOP团队开始使用高科技版的垃圾箱潜水:从医院收集的组件医生不再需要一个称为体外膜肺氧合(ECMO)的系统。 ECMO给重症婴儿和儿童的血液充氧。

第一次尝试时,Flake的小组在他们应该出生前不久送了几只羊羔。 研究人员将羊羔沐浴在人工羊水中,用电解质模仿真实的羊水,并将动物与氧合器连接起来。 目标是看系统是否可以维持羔羊。 该策略出乎意料地工作得很好,一只动物存活了108小时,但败血症和其他并发症明确表示不够好。

几个月来,Flake和胎儿生理学家Marcus Davey,研究员兼外科医生Emily Partridge及其同事一直在修修补补。 他们最终模仿生物学:一种交换羊水而非再循环的方法,一种密封系统以保持外界不受影响,以及通过脐带与羔羊胎儿相连的血液充氧的无节制回路。 胎儿的心脏驱动血液循环,使血压和其他标记保持在正常水平。

在4周后 - 计划的实验长度 - 将过早分娩的羔羊从系统中取出并放在人工呼吸机上。 他们总体上做得很好,虽然有一些适度的并发症,包括肺部炎症。 为了进一步研究人工子宫如何影响他们的发育,大多数人都被牺牲了,但有些人被瓶子断奶,现在最长的幸存者超过一年。 Flake正与美国食品和药物管理局合作,根据该机构的标准设计动物试验; 他估计人体测试至少需要3年时间。

如果这项新技术让人联想到“黑客帝国”的愿景,胎儿在人工子宫中生长,弗莱克说他不在科幻小说中:他的目标是帮助已经出生的早产儿,而不是更早地突破生存能力的极限。 “你早点去[和]你很可能在我的脑海里打开一罐蠕虫,”他说。 在某种程度上,这是因为该系统并非旨在支持甚至更年轻的胎儿,其器官更不发达。 此外,试图帮助他们冒险创造生活质量低下的幸存者 - 这正是Flake希望避免的结果。

该研究鼓励专家。 旧金山加利福尼亚大学的胎儿和儿科外科医生提皮·麦肯齐(Tippi Mackenzie)表示:“这只是一个低得多的压力环境,可以支持早产儿的生长,而不是现在提供的。”他曾接受过Flake培训,但没有参与工作。

仍有许多不确定因素。 Mackenzie说,其中一个就是人类子宫中与胎儿作斗争的胎儿是如何进行的。 感染是早产的常见原因。 另一个是全新护理这些婴儿的方法的长期影响。 Neil Marlow说,一项临床试验应密切跟踪婴儿一段时间,最好是几年,以评估该系统与护理标准的比较 - 不仅仅是生存方面,还有极早产婴儿可以体验的挥之不去的健康问题。伦敦大学学院的新生儿科医生。

尽管存在未知数,“如果它有效,我们应该继续使用它,”马洛说,他和其他人一样同意这些孩子目前的设置远非理想。 “我认为这只会彻底改变[新生儿]护理,”Mackenzie补充道。 “我不认为这太过分了。”

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