Поддержание жизнедеятельности и обеспечение полноценного развития недоношенных детей сегодня является одной из самых актуальных проблем. По статистике ВОЗ, около 15 миллионов детей в мире ежегодно рождаются недоношенными. При этом около миллиона из них не удаётся спасти, а остальных малышей часто ожидают физические, умственные и неврологические проблемы.
Напомним, что недоношенным считается ребёнок, появившийся на свет ранее 37-38 недель и имеющий массу тела менее 2,5 килограммов. У младенцев, родившихся на сроке 22-23 недели, шанс на выживание близок к нулю, на 24 неделе – менее 55%, а на 25 неделе – около 80%. При этом в 90% случаев выжившим малышам обеспечена пожизненная инвалидность.
В связи с этим учёные ищут новые способы жизнеобеспечения детей, родившихся раньше срока. Самой привлекательной представляется идея искусственной матки. Ещё в конце 60-х годов 20-го века Олег Георгиевич Белокуров из Ленинградского Института акушерства и гинекологии имени Отто изобрёл, разработал и изготовил искусственную матку и даже провёл на ней исследования обмена веществ между матерью и зародышем. Проект свернули во времена застоя, однако идея продолжала развиваться.
Сегодня в качестве искусственной утробы используются специальные кувезы – инкубаторы, в которых поддерживается определённый уровень влажности, температуры и кислорода. Но, поскольку ребёнок уже не находится в околоплодной жидкости, газообмен у него происходит при помощи лёгких, зачастую с использованием аппарата искусственной вентиляции. Даже при нормальном развитии организм не готов к такой нагрузке, и в будущем это может негативно отразиться на здоровье.
Решение этих проблем представили американские медики и биоинженеры: они создали первый в мире прототип искусственной матки, воссоздающий условия, максимально похожие на естественные.
Искусственная утроба представляет собой пластиковый пакет с раствором электролитов, который по составу приближен к амниотической жидкости (то есть околоплодным водам). Снаружи расположен оксигенатор с низким сопротивлением, к которому подсоединяется пуповина малыша. Сердцебиение обеспечивает циркуляцию крови, которую устройство насыщает кислородом и питательными веществами и забирает углекислый газ. Все жизненные показатели отслеживаются электронными системами.
Разработка уникальной системы жизнеобеспечения заняла у команды учёных три года. За это время они протестировали прототипы четырёх различных типов – от стеклянного до пластикового. Последний оказался наиболее оптимальным вариантом.
Тестировали систему на ягнятах, у которых внутриутробное развитие лёгких практически совпадает с человеческим. Ягнят извлекали при помощи кесарева сечения на сроках, эквивалентных 23-х недельной беременности у женщин.
Пластиковый прототип был успешно протестирован на восьми ягнятах, которых извлекли на сроках от 105 до 120 дня развития. Их поместили в искусственные матки, и в течение четырёх недель наблюдали за их развитием.
"Имитация внутриутробных условий в случаея ягнятами прошла невероятно успешно, – рассказывает руководитель исследования Алан Флэйк (Alan Flake) из Детской больницы Филадельфии. – Они нормально росли. Лёгкие развивались нормально. Мозг развивался нормально. Всё развитие шло совершенно нормально по всем параметрам, какие мы только ни брали".
Ягнята набирали массу, у них появлялась шерсть, они начинали двигаться, открывать глаза – всё в соответствии с внутриутробным развитием, отмечают авторы. Некоторые из ягнят уже "родились" – их вынули из искусственной утробы и отняли от бутылочки. Самому старшему из них уже исполнился год, и он чувствует себя хорошо, говорят учёные.
"Эта система намного превосходит то, что сегодня могут сделать больницы для 23-х недельного ребёнка, рождённого на пороге жизнеспособности, – добавляет Флэйк. – Технология может стать новым стандартом ухода за этой подгруппой – малышами, появившимися раньше срока".
Впрочем, исследователи признают, что может пройти немало времени, прежде чем такие искусственные матки начнут широко использоваться в больницах. Впереди – испытания системы на людях, но перед этим команда планирует усовершенствовать свою разработку. Они собираются поработать над составом амниотической жидкости, в частности, добавить вещества, способствующие нормальному развитию кишечника.
Сам кувез придётся уменьшить до трети от первоначального размера, чтобы ребёнок чувствовал себя комфортно. "Я не хочу, чтобы это выглядело так, будто младенцы развешены в ряд в пакетах. В конечном итоге устройство будет выглядеть как инкубатор", – говорит Флэйк. Более того, кувез планируется сделать "контактным": родители смогут разговаривать со своим малышом и видеть его при помощи камеры.
Подробнее о разработке, которая наверняка поможет спасти жизнь многим малышам, рассказывает научная статья, опубликованная в журнале Nature Communications.
Напомним, ранее мы рассказывали о надувном инкубаторе для недоношенных младенцев – этот проект в 2014 году взял главный приз конкурса James Dyson Award.
