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. [3] Искусственная матка , как замещающий орган, может иметь множество применений. Она может использоваться для оказания помощи парам мужского или женского пола в развитии плода. [2] Это может быть потенциально 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 ее можно рассматривать как неонатальный инкубатор с очень расширенными функциями. Ее также можно использовать для инициации развития плода. [2] Искусственная матка также может помочь сделать процедуры хирургии плода на ранней стадии вариантом вместо того, чтобы откладывать их до срока беременности. [2]
В 2016 году ученые опубликовали два исследования, посвященных человеческим эмбрионам, развивающимся в течение тринадцати дней в экто-маточной среде. [4] [5] В 2017 году исследователи плода в Детской больнице Филадельфии опубликовали исследование, показывающее, что они выращивали недоношенные плоды ягнят в течение четырех недель во внематочной системе жизнеобеспечения. [1] [6] [7] Правило 14 дней запрещает хранить человеческие эмбрионы в искусственных матках дольше 14 дней; это правило было закреплено в законе в двенадцати странах. [8] В 2021 году The Washington Post сообщила, что «Международное общество исследований стволовых клеток смягчило историческое «правило 14 дней», согласно которому исследователи могли выращивать естественные эмбрионы в течение только 14 дней в лаборатории, что позволило исследователям добиваться одобрения на более длительные исследования»; но в статье, тем не менее, уточнялось, что: «модели человеческих эмбрионов запрещено имплантировать в матку». [9]
Искусственная матка, иногда называемая «экзотом», [10] должна была бы обеспечивать питательными веществами и кислородом, чтобы питать плод, а также избавляться от отходов. Область действия искусственной матки или «системы искусственной матки», чтобы подчеркнуть более широкую область действия, может также включать интерфейс, выполняющий функцию, в противном случае предоставляемую плацентой , амниотическим резервуаром, функционирующим как амниотический мешок , а также пуповиной .
Женщина может продолжать поставлять питательные вещества и избавляться от отходов, если к ней подключена искусственная матка. [2] Она также может обеспечивать иммунную защиту от болезней, передавая антитела IgG эмбриону или плоду. [2]
Искусственная поставка и утилизация имеют потенциальное преимущество, позволяя плоду развиваться в среде, на которую не влияют наличие болезней, загрязняющих веществ окружающей среды, алкоголя или наркотиков, которые могут быть в кровеносной системе 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 индивидуальные функции искусственного поставщика и утилизации включают:
Теоретически можно использовать поставщиков и утилизаторов животных , но когда речь идет о матке животного, этот метод может скорее относиться к сфере межвидовой беременности . [ оригинальное исследование? ]
В нормальной матке миометрий стенки матки функционирует для изгнания плода в конце беременности, а эндометрий играет роль в формировании плаценты. Искусственная матка может включать компоненты эквивалентной функции. Рассматривались методы, позволяющие соединить искусственную плаценту и другие «внутренние» компоненты напрямую с внешним кровообращением. [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). [11]
Также существует потенциал для выращивания плаценты с использованием человеческих эндометриальных клеток . В 2002 году было объявлено, что образцы ткани из культивированных эндометриальных клеток, взятых у донора-человека, успешно выросли. [15] [16] Затем образец ткани был сконструирован так, чтобы сформировать форму естественной матки, а затем в ткань были имплантированы человеческие эмбрионы. Эмбрионы были правильно имплантированы в искусственную оболочку матки и начали расти. Однако эксперименты были остановлены через шесть дней, чтобы оставаться в пределах разрешенных законом пределов законодательства об экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) в Соединенных Штатах . [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 — заполнить функцию амниотического мешка по физической защите эмбриона или плода, оптимально позволяя ему свободно двигаться. Он также должен быть в состоянии поддерживать оптимальную температуру. Лактатный раствор Рингера может быть использован в качестве замены амниотической жидкости . [11]
Теоретически, в случае преждевременного извлечения плода из естественной матки можно использовать естественную пуповину , которую можно поддерживать открытой либо путем медикаментозного подавления физиологической окклюзии, либо путем антикоагуляции , либо путем стентирования или создания шунтирующего канала для поддержания кровотока между матерью и плодом. [2]
Использование искусственных маток впервые было названо эктогенезом британско-индийским пионером Дж. Б. С. Холдейном в 1923 году. [17] [18] [19] [20]
Уточняя соответствующую терминологию, в одной из статей определяется:
«Потенциальное, хотя и отдаленно возможное, применение этой технологии — «полный эктогенез» — полная беременность вне человеческого тела. Это существенно повлияет на обоснованное участие человека в процессе беременности, сделав ее внетелесным событием и, таким образом, полностью изменив традиционное представление о беременности». [21]
Эмануэль М. Гринберг написал несколько статей [ требуется разъяснение ] на тему искусственной матки и ее потенциального использования в будущем. [22]
22 июля 1954 года Эмануэль М. Гринберг подал патент на конструкцию искусственной матки. [23] Патент включал два изображения конструкции искусственной матки. Сама конструкция включала резервуар для размещения плода, заполненный амниотической жидкостью, машину, соединяющуюся с пуповиной, насосы для крови, искусственную почку и водонагреватель. Патент был выдан ему 15 ноября 1955 года. [23]
В 1996 году Университет Дзюнтендо в Токио разработал технологию внематочной инкубации плода (EUFI). [24] Проект возглавлял Ёсинори Кувабара, который интересовался развитием недоношенных новорожденных. Система была разработана с использованием четырнадцати плодов коз, которые затем были помещены в искусственную амниотическую жидкость в тех же условиях, что и у матери-козы. [24] [25] Кувабара и его команда преуспели в том, чтобы удерживать плоды коз в системе в течение трех недель. [24] [25] Однако система столкнулась с рядом проблем и не была готова к испытаниям на людях. [24] Кувабара сохранял надежду, что система будет улучшена и позже будет использоваться на плодах человека. [24] [25]
В 2017 году исследователи из Детской больницы Филадельфии смогли дополнительно разработать внематочную систему. В исследовании используются эмбрионы ягнят, которых затем помещают в пластиковый мешок, наполненный искусственной амниотической жидкостью. [1] [7] Система состоит из 3 основных компонентов: безнасосный артериовенозный контур, закрытая стерильная жидкостная среда и пупочный сосудистый доступ. Что касается безнасосного артериовенозного контура , кровоток осуществляется исключительно сердцем плода в сочетании с оксигенатором с очень низким сопротивлением для наиболее точной имитации нормального кровообращения плода/плаценты. Закрытая стерильная жидкостная среда важна для обеспечения стерильности. Ученые разработали методику канюляции сосудов пуповины , которая сохраняет длину нативной пуповины (5–10 см) между кончиками канюли и брюшной стенкой, чтобы свести к минимуму события деканюляции и риск механической обструкции. [26] Пуповина ягнят прикреплена к машине снаружи сумки, которая должна действовать как плацента и обеспечивать кислородом и питательными веществами, а также удалять любые отходы. [1] [7] Исследователи держали машину «в темной, теплой комнате, где исследователи могли воспроизводить звуки материнского сердца для плода ягненка». [7] Система успешно помогла недоношенным плодам ягнят нормально развиваться в течение месяца. [7] Действительно, ученые запустили 8 ягнят с поддержанием стабильных уровней потока в контуре, эквивалентного нормальному потоку к плаценте. В частности, они запустили 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 длинные запуски были прекращены на 28 день из-за ограничений протокола животных, а не из-за какой-либо нестабильности, что предполагает, что поддержка этих животных на ранней стадии гестации может поддерживаться более 4 недель. [26] Алан Флэйк, фетальный хирург в Детской больнице Филадельфии, надеется перенести тестирование на недоношенные человеческие плоды, но это может занять от трех до пяти лет, чтобы стать реальностью. [7] Флэйк, который руководил исследованием, называет возможность их технологии воссоздания полноценной беременности «несбыточной мечтой на данный момент» и лично не намерен создавать технологию для этого. [7]
С 2016 года исследователи TU/e и партнеры стремятся разработать искусственную матку, которая является адекватной заменой защитной среды материнской матки 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 перинатальной поддержки жизнедеятельности (PLS) будет разработана с использованием прорывной технологии: манекен будет имитировать младенца во время тестирования и обучения, расширенный мониторинг и вычислительное моделирование обеспечат клиническое руководство. [27]
Консорциум из 3 европейских университетов, работающих над проектом, состоит из Аахена, Милана и Эйндховена. В 2019 году этому консорциуму была предоставлена субсидия в размере 3 миллионов евро, а второй грант в размере 10 миллионов находится в процессе рассмотрения. Вместе партнеры PLS предоставляют совместную медицинскую, инженерную и математическую экспертизу для разработки и проверки системы перинатальной поддержки жизнедеятельности с использованием прорывных технологий моделирования. Междисциплинарный консорциум будет продвигать разработку этих технологий вперед и объединять 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 основали спин-офф Juno Perinatal Healthcare, обеспечив валоризацию проведенных исследований. Более подробную информацию о спин-оффе можно найти здесь; [28]
Более подробную информацию о проекте технических университетов и его исследователях можно найти здесь: [29]
В 2021 году Институт науки Вейцмана в Израиле построил механическую матку и выращивал эмбрионы мышей вне матки в течение нескольких дней. [30] Это устройство также использовалось в 2022 году для выращивания стволовых клеток мышей в течение недели и выращивания синтетических эмбрионов из стволовых клеток. [31] [32]
Развитие искусственных маток и эктогенеза поднимает биоэтические и правовые вопросы, а также имеет важные последствия для репродуктивных прав и дебатов об абортах . [33]
Искусственные матки могут расширить диапазон жизнеспособности плода , поднимая вопросы о роли, которую жизнеспособность плода играет в законе об абортах . Например, в теории разрыва право на аборт включает только право на удаление плода и не всегда распространяется на прерывание плода. Если перенос плода из матки женщины в искусственную матку возможен, выбор прерывания беременности таким образом может стать альтернативой аборту плода. [34] [35]
В эссе 2007 года выдвигается теория о том, что дети, которые развиваются в искусственной матке, могут не иметь «какой-то важной связи со своими матерями, которая есть у других детей» [36] .
В книге 1970 года «Диалектика пола » феминистка Суламифь Файерстоун писала, что различия в биологических репродуктивных ролях являются источником гендерного неравенства . Файерстоун выделила беременность и роды, выдвинув аргумент, что искусственная матка освободит «женщин от тирании их репродуктивной биологии». [37] [38]
Арати Прасад утверждает в своей колонке в The Guardian в статье «Как искусственные матки изменят наши представления о гендере, семье и равенстве», что «[о]но... даст мужчинам важный инструмент, чтобы иметь ребенка полностью без женщины, если они этого захотят. Это заставит нас пересмотреть концепции гендера и родительства». Кроме того, она приводит доводы в пользу преимуществ для однополых пар, говоря: «Это также может означать, что можно будет обойтись без разделения между матерью и отцом: матка вне тела женщины будет служить женщинам, трансженщинам и однополым парам мужчин в равной степени без предрассудков». [39]
В фильме 2023 года «Поколение стручков» показаны съемные искусственные матки, называемые стручками. Центр матки позволяет парам более равномерно распределять беременность с помощью стручков. [40] [ нужен лучший источник ]
Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2024 г. ( ссылка )
