Американские ученые создали искусственную матку

Американские педиатры создали искусственную матку, по их словам, максимально приближенную к естественному аналогу. Разработчики рассчитывают, что такая система поможет качественно изменить практику ухода за недоношенными детьми. Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Communications.

Конструкция, разработанная Аланом Флэйком и его коллегами из Детского госпиталя в Филадельфии, состоит из закрытого контейнера, заполненного постоянно циркулирующим искусственным аналогом околоплодных вод, и оксигенатора - устройства для обогащения крови кислородом, с которым кровеносная система плода внутри устройства соединена через пуповину.

В статье авторы заявляют, что ягнята, на которых проводилось тестирование, «с точки зрения уровня развития легких эквивалентные недоношенным детям на 23-24 неделе, могут пребывать в такой искусственной матке до четырех недель», развиваясь нормально.

Соавтор исследования Эмили Партридж на пресс-брифинге пояснила, что, в первую очередь, недоношенные дети страдают от недоразвитости легких, которым слишком рано приходится дышать воздухом - в утробе легкие ребенка заполнены жидкостью, а искусственная матка имитирует это состояние. Кроме того, в отличие от обычных систем ухода за недоношенными детьми, она поддерживает закрытую стерильную среду, защищая от патогенов внешней среды. Система работает без насоса, по аналогии с реальной плацентой. На «переключение» недоношенного младенца, рожденного путем кесарева сечения, от материнской плаценты к устройству, по оценкам медиков, потребуется всего около полутора минут, с чем организм плода вполне справится.

«Конечно, нам потребуется время и дополнительное тестирование на животных, прежде чем можно будет говорить об эффективности такой системы для людей. Сейчас мы вместе с FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов - прим. ТАСС) разрабатываем план доклинического исследования животных, которое мы рассчитываем провести в ближайшие 2-3 года», - сказал Флэйк. В медицинскую практику такие устройства, по его оценкам, могут попасть уже через 10 лет.

Использовать эту систему для еще более недоношенных ягнят или детей, скорее всего, не получится - это будет связано со слишком большими рисками для недостаточно развитого плода. Ученые предполагают, что в их системе недоношенные дети смогут развиваться до 28 недель, после которых прогнозы значительно улучшаются.

«Речь не идет о том, что недоношенные дети будут рядами висеть в мешках на стене. Мы рассчитываем, что в будущем такое устройство будет похоже на обычный непрозрачный инкубатор, возможно, с камерами для того, чтобы родители могли видеть, как дышит и развивается их ребенок, а он сможет слышать их голоса. Мы постараемся сделать эту систему более «дружелюбной» в том числе для родителей, а ситуацию менее стрессовой, чем нахождение ребенка в дискомфорте типичного инкубатора», - подчеркнул ученый.

Овцы и люди

Флэйк отметил, что срок в четыре недели был ограничен не принципиальными возможностями системы, а протоколом эксперимента. Всего ученые успешно вырастили в прототипах системы шесть ягнят. Часть животных после нахождения в «матках» усыпили, чтобы детально изучить, как искусственная среда повлияла на развитие их мозга, легких, нервной и кровеносной систем. Оставшиеся ягнята и после окончания эксперимента продолжили развиваться нормально.

«Мы выкормили их из бутылочек, вырастили, они достаточно хорошо развиты и, по-моему, довольно умны… Самому старшему из них сейчас около года», - сказал Флэйк.

Ягнята в исследовании использовались как проверенные модельные организмы для исследований внутриутробного развития. Одно принципиально важное для этого исследования различие между овцами и людьми состоит в том, что у нерожденных ягнят раньше созревает так называемый зародышевый, или герминальный матрикс, очень важная и уязвимая часть мозга, в которой в процессе его развития формируются нейроны и глиальные клетки. Кровоизлияние в этой части мозга - одно из самых распространенных осложнений у сильно недоношенных детей.

Отвечая на вопрос о том, насколько их система в связи с этими обстоятельствами может быть применима для людей, Флэйк отметил, что одной из возможных причин таких кровоизлияний у недоношенных младенцев считается механическая вентиляция легких, которая в их системе как раз исключена.

Другое последствие, связанное с использованием искусственных систем циркуляции крови - образование тромбов, и здесь ученый подчеркнул, что они не зафиксировали ни одного такого случая, используя при этом минимальные дозы разжижающего кровь гепарина. В будущем более совершенные версии такой искусственной матки, вероятно, смогут вообще обходиться без гепарина, что еще сильнее снизит риски кровоизлияний. Кроме того, ученые пока не знают, насколько кровеносные сосуды в пуповине ягнят похожи по своим свойствам на человеческие - это тоже предстоит выяснить в дальнейших исследованиях.