Искусственная матка или искусственная матка — это устройство, которое позволяет осуществлять экстракорпоральную беременность [2] путем выращивания плода вне тела организма, который обычно вынашивает плод до срока.
Искусственная матка , как замещающий орган, может иметь множество применений. Его можно использовать для оказания помощи парам мужского или женского пола в развитии плода. [2] Потенциально это может быть выполнено как переход от естественной матки к искусственной матке, тем самым перемещая порог жизнеспособности плода на гораздо более раннюю стадию беременности. [2] В этом смысле его можно рассматривать как неонатальный инкубатор с очень расширенными функциями. Его также можно использовать для инициации развития плода. [2] Искусственная матка также может помочь сделать операции на плоде возможными на ранней стадии, вместо того, чтобы откладывать их до срока беременности. [2]
В 2016 году ученые опубликовали два исследования, посвященных развитию человеческих эмбрионов в течение тринадцати дней во внеутробной среде. [3] [4] В настоящее время правило 14 дней запрещает хранение человеческих эмбрионов в искусственной матке более 14 дней. Это правило было закреплено в законодательстве двенадцати стран. [5] По данным The Washington Post , в 2021 году «Международное общество по исследованию стволовых клеток смягчило историческое «правило 14 дней», согласно которому исследователи могли выращивать естественные эмбрионы в лаборатории только 14 дней, что позволило исследователям получать разрешение на более длительный срок. Исследования. Модели человеческих эмбрионов запрещено имплантировать в матку». [6]
В 2017 году исследователи эмбрионов из Детской больницы Филадельфии опубликовали исследование, показывающее, что они выращивали недоношенных зародышей ягнят в течение четырех недель во внеутробной системе жизнеобеспечения. [1] [7] [8]
Искусственная матка, которую иногда называют «экзоматкой» [9] , должна будет обеспечивать питательные вещества и кислород для питания плода, а также утилизировать отходы. Объем искусственной матки (или «системы искусственной матки», чтобы подчеркнуть более широкую сферу применения) может также включать интерфейс, выполняющий функцию, в противном случае обеспечиваемую плацентой , амниотический резервуар, функционирующий как амниотический мешок , а также пуповину .
Женщина по-прежнему может поставлять питательные вещества и выводить продукты жизнедеятельности, если к ней подключена искусственная матка. [2] Она также может обеспечивать иммунную защиту от заболеваний путем передачи антител IgG эмбриону или плоду. [2]
Искусственное введение и удаление имеет потенциальное преимущество, позволяя плоду развиваться в среде, на которую не влияют болезни, загрязнители окружающей среды, алкоголь или наркотики, которые могут присутствовать в системе кровообращения человека. [2] Не существует риска иммунной реакции на эмбрион или плод, которая в противном случае могла бы возникнуть из-за недостаточной гестационной иммунной толерантности . [2] Некоторые отдельные функции искусственного поставщика и лица, занимающегося удалением, включают:
Теоретически можно использовать поставщиков и утилизаторов животных , но при вовлечении матки животного этот метод может скорее относиться к межвидовой беременности . [ оригинальное исследование? ]
В нормальной матке миометрий стенки матки выполняет функцию изгнания плода в конце беременности, а эндометрий играет роль в формировании плаценты. Искусственная матка может включать в себя компоненты эквивалентной функции. Рассмотрены способы подключения искусственной плаценты и других «внутренних» компонентов непосредственно к внешнему кровообращению. [2]
Интерфейс между поставщиком и эмбрионом или плодом может быть полностью искусственным, например, с использованием одной или нескольких полупроницаемых мембран , таких как те, которые используются при экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО). [10]
Существует также возможность выращивания плаценты с использованием клеток эндометрия человека . В 2002 году было объявлено, что образцы тканей культивируемых клеток эндометрия, взятых у донора-человека, успешно выросли. [14] [15] Затем образец ткани был спроектирован так, чтобы придать ему форму естественной матки, а затем в ткань были имплантированы человеческие эмбрионы. Эмбрионы правильно имплантировались в слизистую оболочку искусственной матки и начали расти. Однако эксперименты были остановлены через шесть дней, чтобы не выходить за рамки разрешенных законодательством США об экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) . [2]
Человеческую плаценту теоретически можно пересадить в искусственную матку, но прохождение питательных веществ через эту искусственную матку остается нерешенной проблемой. [2]
Основная функция амниотического резервуара будет заключаться в выполнении функции амниотического мешка по физической защите эмбриона или плода, оптимально позволяя ему свободно двигаться. Он также должен поддерживать оптимальную температуру. Раствор Рингера с лактатом можно использовать вместо околоплодных вод . [10]
Теоретически, в случае преждевременного извлечения плода из естественной матки можно использовать естественную пуповину , оставляя ее открытой либо путем медикаментозного торможения физиологической окклюзии, либо путем антикоагуляции , либо путем стентирования или создания шунтирующего канала для поддержания кровотока. между матерью и плодом. [2]
Использование искусственных маток было впервые названо эктогенезом Дж. Б. С. Холдейном в 1923 году. [16] [17] [18] [19]
Эмануэль М. Гринберг написал различные статьи на тему искусственной матки и ее потенциального использования в будущем. [ нужна цитата ]
22 июля 1954 года Эмануэль М. Гринберг подал патент на конструкцию искусственной матки. [20] Патент включал два изображения конструкции искусственной матки. Сама конструкция включала резервуар для размещения плода, наполненный околоплодными водами, аппарат для подключения к пуповине, насосы для крови, искусственную почку и водонагреватель. Патент ему был предоставлен 15 ноября 1955 года .
11 мая 1960 года Гринберг написал в редакцию Американского журнала акушерства и гинекологии. Гринберг заявил, что в журнале была опубликована статья «Попытки создать «искусственную матку»», в которой не было никаких цитат на тему искусственной матки. [ нужна цитата ] По словам Гринберга, это предполагает, что идея искусственной матки была новой, хотя он сам опубликовал несколько статей по этой теме. [ нужна цитата ]
В 1996 году Университет Джунтендо в Токио разработал метод внематочной инкубации плода (EUFI). [21] Проект возглавил Ёсинори Кувабара, который интересовался развитием незрелых новорожденных. Система была разработана с использованием четырнадцати зародышей коз, которые затем были помещены в искусственную околоплодную жидкость в тех же условиях, что и коза-мать. [21] [22] Кувабаре и его команде удалось сохранить зародыши коз в системе в течение трех недель. [21] [22] Однако система столкнулась с рядом проблем и не была готова к тестированию на людях. [21] Кувабара по-прежнему надеялся, что система будет улучшена и позже будет использоваться на человеческих плодах. [21] [22]
В 2017 году исследователи Детской больницы Филадельфии смогли продолжить разработку внематочной системы. В исследовании используются эмбрионы ягнят, которых затем помещают в пластиковый пакет, наполненный искусственной околоплодной жидкостью. [1] [8] Система состоит из трех основных компонентов: безнасосного артериовенозного контура, закрытой стерильной жидкостной среды и пупочного сосудистого доступа. Что касается безнасосного артериовенозного контура , кровоток приводится исключительно в движение сердцем плода в сочетании с оксигенатором с очень низким сопротивлением, чтобы наиболее точно имитировать нормальное фетально-плацентарное кровообращение. Закрытая стерильная жидкая среда важна для обеспечения стерильности. Ученые разработали технику канюляции сосудов пуповины , при которой сохраняется длина нативной пуповины (5–10 см) между кончиками канюли и брюшной стенкой, чтобы свести к минимуму случаи деканюляции и риск механической обструкции. [23] Пуповину ягнят прикрепляют к машине снаружи мешка, которая действует как плацента и обеспечивает кислород и питательные вещества, а также удаляет любые отходы. [1] [8] Исследователи хранили машину «в темной, теплой комнате, где исследователи могут воспроизводить звуки сердца матери для плода ягненка». [8] Системе удалось помочь недоношенным плодам ягнят нормально развиваться в течение месяца. [8] Действительно, ученые провели эксперименты с 8 ягнятами с поддержанием стабильного уровня кровотока в контуре, эквивалентного нормальному притоку к плаценте. В частности, они выращивали 5 плодов со 105 по 108 день беременности в течение 25–28 дней и 3 плода со 115 по 120 день беременности в течение 20–28 дней. Самые длительные прогоны были прекращены на 28-й день из-за ограничений протокола для животных, а не из-за какой-либо нестабильности, что позволяет предположить, что поддержку этих животных на ранних сроках беременности можно поддерживать и после 4 недель. [23] Алан Флейк, фетальный хирург из Детской больницы Филадельфии, надеется перенести тестирование на недоношенные человеческие плоды, но на то, чтобы это стало реальностью, может потребоваться от трех до пяти лет. [8] Флаке, возглавлявший исследование, называет возможность их технологии воссоздать полноценную беременность «несбыточной мечтой на данный момент» и лично не намерен создавать такую технологию. [8]
С 2016 года исследователи TU/e и партнеров стремятся разработать искусственную матку, которая станет адекватной заменой защитной среды материнской утробы в случае преждевременных родов, предотвращая осложнения со здоровьем. Искусственная матка и плацента обеспечат естественную среду для ребенка с целью облегчить переход к жизни новорожденного. Система перинатального жизнеобеспечения (PLS) будет разработана с использованием революционной технологии: манекен будет имитировать младенца во время тестирования и обучения, расширенный мониторинг и компьютерное моделирование обеспечат клиническое руководство. [24]
В консорциум трех европейских университетов, работающих над проектом, входят Ахен, Милаан и Эйндховен. В 2019 году этому консорциуму была предоставлена субсидия в размере 3 миллионов евро, сейчас находится второй грант в размере 10 миллионов евро. Вместе партнеры PLS предоставляют совместный медицинский, инженерный и математический опыт для разработки и проверки системы перинатального жизнеобеспечения с использованием передовых технологий моделирования. Междисциплинарный консорциум будет способствовать развитию этих технологий и объединить их для создания первой системы созревания плода ex vivo для клинического использования. Этот проект, координируемый Технологическим университетом Эйндховена, объединяет ведущих мировых экспертов в области акушерства, неонатологии, промышленного дизайна, математического моделирования, поддержки органов ex vivo и неинвазивного мониторинга плода. Этот консорциум возглавляют профессор Франс ван де Воссе и профессор и доктор Гид Оэй. В 2020 году инженеры Ясмейн Кок и Лайла Кок создали дочернюю компанию Juno Perinatal Healthcare, что обеспечивает повышение эффективности проведенных исследований. Более подробную информацию о спин-оффе можно найти здесь; [25]
Более подробную информацию о проекте технических университетов и его исследователях можно найти здесь: [26]
В 2021 году Научный институт Вейцмана в Израиле построил механическую матку и в течение нескольких дней выращивал мышиные эмбрионы вне матки. [27] Это устройство также использовалось в 2022 году для выращивания стволовых клеток мыши в течение более недели и выращивания синтетических эмбрионов из стволовых клеток. [28] [29]
Развитие искусственной матки и эктогенеза поднимают биоэтические и юридические вопросы, а также имеют важные последствия для репродуктивных прав и дебатов об абортах .
Искусственная матка может расширить диапазон жизнеспособности плода , поднимая вопросы о роли, которую жизнеспособность плода играет в законодательстве об абортах . Например, в рамках теории разрыва права на аборт включает только право на удаление плода и не всегда распространяется на прерывание беременности. Если перенос плода из утробы женщины в искусственную матку возможен, решение о прерывании беременности таким способом может стать альтернативой аборту. [30] [31]
В эссе 2007 года выдвигается теория, что детям, развивающимся в искусственной матке, может не хватать «некоторой существенной связи со своими матерями, которая есть у других детей». [32]
В книге 1970 года «Диалектика пола» феминистка Суламифь Файерстоун написала, что различия в биологических репродуктивных ролях являются источником гендерного неравенства . Файерстоун выделила беременность и роды, утверждая, что искусственная матка освободит «женщин от тирании их репродуктивной биологии». [33] [34]
Арати Прасад в своей колонке в The Guardian в статье «Как искусственные матки изменят наши представления о гендере, семье и равенстве» утверждает, что «это [...] даст мужчинам важный инструмент для рождения ребенка полностью без женщины». если они выберут. Это заставит нас подвергнуть сомнению концепции пола и родительства». Кроме того, она приводит доводы в пользу преимуществ для однополых пар: «Это также может означать, что можно обойтись без разделения между матерью и отцом: матка вне женского тела будет служить женщинам, трансженщинам и однополым парам мужчин в равной степени, без каких-либо предубеждений». ." [35]
Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
