Исследователи из Технического университета Эйндховена представили прототип первой искусственной матки, которая может точно копировать организм матери. На широком рынке устройство может появиться в течение пяти лет. «Хайтек» рассказывает, зачем ученые разрабатывают искусственную матку и как это позволит снизить смертность недоношенных детей. Об этом пишет «Хайтек».
Недоношенным ребенком в медицинской классификации считается ребенок, который родился на сроке менее 37 полных недель. Уход за недоношенными детьми является одной из самых сложных областей современной детской медицины. Сейчас недоношенных детей массой до 1,5 кг помещают в специальный бокс — кувез, где устанавливается определенная температура и влажность выше 70%.
Вес — меньше килограмма
Выживаемость недоношенных детей непосредственно зависит от срока гестации и массы тела при рождении. Обычно недоношенные дети с массой тела менее 1,5 кг и ниже составляют менее 1% от живорожденных. При этом 70% случаев смерти новорожденных детей приходятся именно на эту группу.
Согласно статистике, только 24% детей, которые родились на сроке в 23 недели и раньше, смогли выжить — даже при качественном медицинском обслуживании. Если роды проходили на 24 и 25 неделе, этот показатель увеличивался до 50%, а на 26-27 неделях — более 90%. Ежегодно умирает около 1 млн недоношенных детей по всему миру.
Самыми недоношенными и при этом выжившими детьми за всю историю медицины считаются Джеймс Элгин Джилл и Амилия Тейлор. Джеймс родился в Оттаве 20 мая 1987 года, на 21-й неделе и пятом дне. Амилия — 24 октября 2006 года во Флориде на 21-й неделе и шестом дне. При рождении ее рост составлял 22,86 см, а вес — 283 г. В итоге она выписана из больницы через полтора года. Сейчас девочка немного ниже своих сверстников, имеет нарушенные пропорции тела и отставание в умственном развитии.
Медицина сегодня пытается увеличить выживаемость недоношенных детей, которые родились на сроке даже меньше 22 недель, несмотря на многочисленные дискуссии вокруг этого вопроса. Одни эксперты придерживаются мнения, что каждый ребенок, который может дышать после рождения, имеет право на жизнь и на врачебный уход. Другие биологи считают, что даже если ребенок с гестационным возрастом менее 24 недель выживет, в будущем он будет обречен на тяжелые психические и физические отклонения.
В СССР и России ребенок считался недоношенным, если родился после 28 недель гестации. Если раньше этого срока, — ребенок считался выкидышем. Его записывали в недоношенные только в том случае, если он смог прожить неделю. При этом с 2012 года в России изменились стандарты, согласно которым медицинский уход должны получать все недоношенные дети весом от 500 г.
Эйндховенская матка
В октябре 2019 года группа ученых из Технологического университета Эйндховена получила грант на $3,5 млн для разработки работающего прототипа искусственной матки для недоношенных детей. Она должна обеспечить полную жизнедеятельность ребенка, в том числе искусственное дыхание.
В отличие от современных кувёзов, искусственная матка будет похожа на настоящую по своим биологическим условиям: ребенок будет окружен жидкостями, сможет получать кислород и питательные вещества через искусственную плаценту, которая будет соединяться через пуповину.
По словам профессора медицинского центра Maxima и одного из участников проекта Гуида Оейя, существующие кувезы работают неточно, поскольку у недоношенных детей еще нет полностью развитых легких и кишечника. Это означает, что попытки доставки кислорода и питательных веществ через эти органы приведут к их деформации и дальнейшим проблемам в развитии.
«Когда мы помещаем органы недоношенного ребенка обратно в жидкость, в которой они находились, создаются условия для их дальнейшего развития. Через нашу систему мы сможем донести все необходимые питательные вещества — абсолютно без нанесения вреда для детей», – сказал участник проекта Гуида Оейя.
В 2017 году ученые из Детской больницы Филадельфии представили прототип искусственной матки, или «биосумки», которая может поддерживать жизнь ягнят, родившихся на сроке 23 недели, по аналогии с человеческой беременностью. В течение нескольких недель, которые ягнята провели в биопакетах, зародыши продолжали развиваться и даже обросли шерстью. После удаления из биопакетов ягнята развивались нормально.
Сейчас ученые из Эйндховенского университета вместе с медиками из Детской больницы Филадельфии работают над прототипом, который позволит переложить эту технологию на человеческих детей.
Разработку прототипа протестируют на напечатанных на 3D-принтере детях, в них встроят множество различных датчиков. Искусственная матка будет содержать не просто пластиковую биосумку с утробной жидкостью — в ней будет звучать запись сердцебиения матери, а дети смогут ощущать запахи, которые есть в утробе.
По словам юриста Манчестерского университета Элизабет Романис, пока технология создания искусственной биоматки вызывает много этических вопросов. В частности — на каких детях ее следует испытывать во время клинического тестирования. Кроме того, не ясно, как общество должно рассматривать такую беременность, половина которой проходит в искусственных условиях.
«Закон относится к зародышам и младенцам совершенно по-разному. На ком будут проводить такие эксперименты? Можно ли отключить искусственную матку — и при каких обстоятельствах?» – задалась вопросом юрист Манчестерского университета Элизабет Романис.
Профессор Мэтт Кемп из университета WIRF считает, что подобных детей надо считать за полноценных пациентов, испытывающих уникальные медицинские проблемы — например, слаборазвитые легкие и ограниченную сердечно-сосудистую систему.
Биоэтики также отмечают, что эту технологию можно использовать не только для ухода за недоношенными детьми, но и для полноценного создания их из условной пробирки. Пока не существует законов, которые бы регулировали эту сферу, — как и гипотетическое использование этих детей, например, для рынка трансплантологии. Несмотря на это, использование искусственных маток позволит изучить процесс появления и формирования человека практически от начала до конца.
При этом рынок медицинского страхования недоношенных детей только в США составляет более $6 млрд. Большинство этих средств идет на жизнь недоношенных детей с врожденными дефектами, отмечают участники американского страхового рынка. Сейчас в США, помимо создания искусственной матки, врачи начинают широкую программу поддержки здорового образа жизни матерей, которые вынашивают детей, а также развитие акушерской помощи в отдаленных регионах страны.
