AquaWomb: Изкуствена утроба за недоносени бебета

Акценти

Нидерландската стартъп компания AquaWomb разработва революционен апарат, който ще даде шанс за живот на недоносени бебета. За разлика от кувьоза, изкуствената утроба се доближава максимално до биологичните условия в майчината, тъй като бебето се поставя в синтетична течност и получава кислород и хранителни вещества с помощта на изкуствена плацента, свързана с пъпната връв.

Първата крачка – създаването на реалистичен модел за симулации

Преди да пристъпят към разработването на апарата AquaWomb обаче, учените трябва да създадат реалистичен модел на човек, подобен на тези, които се използват от студентите по медицина. В случая става въпрос за модел на бебе, родено след 24 г.с. Джулиът ван Харен и колегите й заедно проектират манекена. Ван Харен отбелязва: „Той е реалистичен не само по отношение на размерите и теглото. В него има вградени множество сензори, които показват в какво състояние е бебето. Те измерват нивото на кислород, сърдечния му пулс, притока на кръв към мозъка и телесната температура.“

Екипът създава и дигитална двойка идентични модели, свързани към манекена, за да могат да преценяват как се отразяват различните процедури и лечения на бебето.

Дизайн на изкуствената утроба AquaWomb за преждевременно родени бебета

Изкуствената утроба е с размерите на обикновен средно голям аквариум за риби, осветен от флуоресцентни лампи, за да могат специалистите да следят състоянието на бебето. В същото време тя ще е покрита със специален материал, така че вътрешността да наподобява тъмнината в майчината утроба. От двете страни стъкленият съд е свързан с тръби, които подават на равни интервали синтетична амниотична течност. Тя е с постоянна температура 37,6°С, малко по-висока от температурата във вътрешността на тялото на майката.

Дизайнът е съобразен с нуждите на преждевременно родени бебета с все още прозрачна кожа и изключително малки крайници. В апарата те могат да плуват, пият, уринират и растат, но без кислород.

В центъра на кутията е поставен двуслоен плик. Вътрешният слой се разтяга, следвайки темповете на растеж на бебето – от размер на нар през 23 г.с. до размер на патлаждан през 28 г.с. Горният силиконов слой е по-плътен, за да издържи на ударите с ръце и крака на бебето, които обаче са изключително важни за укрепването и разтягането на мускулите му.

Проектирането и функцията на стъкления апарат са лесната част, както казват разработчиците от Нидерландия. Сложната задача е да се избегне стреса при появата навън, когато новороденото трябва да се научи да диша.

Недоразвити бели дробове на недоносените бебета

Белите дробове на преждевременно родените бебета не са достатъчно добре развити, а рефлексът им за дишане все още липсва. За тях е невъзможно да поемат и една глътка въздух, още по-малко да осигуряват постоянен приток на кислород за нормалното развитие на мозъка и цялото тяло. В съвременните неонатологични отделения лекарите използват вентилатори и кувьози, с чиято помощ карат белите дробове да започнат да функционират. За съжаление, тази практика крие риск от трайно увреждане.

Биоплацента доставя кислород

Изкуствената утроба има за цел да избегне точно този опасен сценарий. Дизайнът на AquaWomb позволява прехвърлянето на роденото с цезарово сечение бебе в плик, пълен с течност. След като го поставят вътре, специалистите свързват отново пъпната връв с изкуствено създадена биоплацента. Тя е с размерите на човешки юмрук и е оборудвана с меки катетри, които извличат въглеродния диоксид от кръвта, и канюли, които пък доставят кислород и хранителни вещества в организма на недоносеното бебе.

Иновативната система за подаване на кислород печели време на недоносените бебета

Ако системата функционира нормално, бебето ще има време, през което белите му дробове ще се развиват. Ако обаче не работи, след две минути то ще остане без кислород, което ще нанесе трайни увреждания на мозъка. През целия процес бебето трябва да остане потопено в синтетичната амниотична течност, сякаш никога не е напускало утробата на майка си.

„Сякаш жонглираме с десет топки. Ако изпуснем дори и една, шансът му за нормален живот отлита“, казва съветникът по проекта Франс де Вос, професор по сърдечносъдова биомеханика от Университета на Айндховен.

Ще преначертае ли границите на човешката жизнеспособност изкуствената утроба AquaWomb

Ако проучванията и тестовете са успешни, може би границите на човешката жизнеспособност и преживяемост ще бъдат различни. Вероятно затова малкото лаборатории, които работят по създаването на такива изкуствени утроби, се колебаят как да ги кръстят.

AquaWomb описва прототип на „поддържаща система, подобна на утроба“. Екипът на детската болница във Филаделфия, която е много близо до началото на клинични изпитания на своя продукт върху хора, го нарича “биоторба”. Всъщност именно американската разработка предизвика огромен медиен интерес през 2017 г., защото успя да запази функцията на крайниците на плод цели 28 дни, с което доказа, че изкуствената утроба може да поддържа кръвообращението на живо същество.

Възможност за физически контакт с преждевременно роденото бебе

Мирте ван дер Вен, съосновател на компанията AquaWomb, разказва: „Не искаме да бъдем първите, а най-добрите. Искаме да предложим на родителите система, която ще им позволи да контактуват със своето бебе. Това е нещото, което другите компании сякаш пренебрегват. Всъщност връзката между родител и бебе е в основата на всичко.“

Един от прототипите на AquaWomb например включва точки за достъп, които дори дават възможност недоносеното бебе да бъде докоснато. Друг модел пък е оборудван с така наречения „телефон в утробата“ - устройство, което изпраща звуци от гласове, музика или сърдечен ритъм до амниотичната течност, при това също толкова приглушени, колкото са и в истинската майчина утроба.

Създателите на AquaWomb разкриват, че благодарение на математическите модели и направените измервания върху реалистичния модел, няма да са необходими многобройни тестове върху животни. Те допълват, че изпитания върху животни ще бъдат проведени само в последната фаза, тъй като са задължително условие за получаване на официално разрешение за употреба.