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科学现场:“塑料子宫”延续早产儿生命

www.my-wb.com 时间:2017-05-03 17:52 绵阳在线
在母体子宫和外部世界之间,“生物袋”有望成为极端早产儿的堡垒,为这些脆弱的新生命提供庇护。

  看起来这只是一个大号塑料袋,表面还有些皱巴。塑料袋上插了几根胶管,里边是透明的液体,以及一只还没长出毛发、通体粉红的小羊羔。

  可这不是普通的塑料袋,这套装置在尽可能模仿子宫的结构,凝聚了人类新生儿研究最前沿的成果。里面那只小羊羔是从母羊子宫内取出的胎羊,这些小羊羔一共有8只,都在羊妈妈体内长到100~115天,从肺部发育的角度对比,相当于22~24周的人类胎儿。

  美国费城儿童医院的研究团队将这个装置称为“生物袋”。艾米丽·帕特里奇医生说:“我们这个装置,就是在体外再造一个子宫。”

  未来,,这个“人造子宫”将用来庇护那些过早来到世间的新生命。

 

  按照世界卫生组织的定义,出生时间小于28周的新生儿被称为“极端早产儿”。

  在美国,极端早产是新生儿死亡的首要原因。每3个早早辞世的新生儿里,就有1个是极端早产儿。这些着急的小生命,还没在妈妈的子宫里待满26周,就匆匆降生,然后匆匆告别。即使侥幸存活,他们也很容易出现慢性肺疾病、脑性瘫痪、视觉或听觉障碍等后遗症,影响终生。

  在母体子宫和外部世界之间,“生物袋”有望成为极端早产儿的堡垒,为这些脆弱的新生命提供庇护。目前,这项装置已经在胎羊身上取得成功。经过4周的养育,8只小羊羔在“生物袋”里睁开了眼睛,粉红的表皮上也长出浅浅一层白色绒毛,神经系统与身体器官逐渐成熟,时不时还扭扭身子。

  “这些新生儿迫切需要一个临时的庇护所”

  “我想,大多数医生都不会忘记第一次走进新生儿重症监护病房(NICU)的场景。”帕特里奇医生回忆,“那么轻的一个小孩子……只要看到他,你立马就能意识到,他这时候还不应该来到这个世界,他还没有准备好。”

  一个24周左右的早产儿是什么样子?费城儿童医院的另一位研究者解释道,找一瓶500毫升的矿泉水,拿到手里掂量掂量,一个极端早产儿就这么重。

  成年人手掌大小、全身发紫、无法自主呼吸与进食……这些都是极端早产儿的典型特征。这些孩子本该继续待在母亲的子宫,通过血液从胎盘处获得氧气和营养,代谢废物。子宫内的羊水对胎儿起到保护作用,使其能够在稳定的压力和温度下成长。

  “在母体子宫与外部世界之间,这些新生儿迫切需要一个临时的庇护所。”研究团队的带头人、费城儿童医院外科医生弗雷克说,“如果我们可以为他们找到一个模拟子宫的环境,只需要几周的时间,就能大幅改善极端早产儿的处境。”

  从数据上看,在医疗设施完备的情况下,23周是早产儿生死的分割线。

  在23周以前出生的胎儿,存活率几乎为零。从23周开始,胎儿在子宫中每多待一周,存活率就会上一个台阶:第23周是15%,第24周就上升到55%,到第25周,胎儿存活率已经可以达到80%。

  如果能够在子宫环境中待到第28周,胎儿就算是闯过了最危险的关口。

  经过28天超过670个小时的实验,8只胎羊全部发育正常。作为对比,此前同类型设备的动物实验最高纪录仅仅是60小时,实验动物还承受了脑损伤。这次的8只小羊羔全都安然无恙,目前看来,与正常子宫孵化的没有什么两样。最容易出现早产并发症的肺和大脑都没有出现状况。

  “在体外再造一个子宫”

  “我们这个系统就是在体外再造一个子宫。”帕特里奇医生说。

  “我们不要把这些孩子当成新生儿对待。”研究团队带头人、费城儿童医院外科医生弗雷克总结,“我们还是把它们当作尚未出生的胎儿。”因此,工作的目标不是让新生儿适应这个世界,而是为胎儿提供一个类似母体的环境。

  胎儿的生存呼吸都在液体环境中进行,帕特里奇医生将子宫外的世界称为“旱地”。对“粮草装备”尚不齐全的极端早产儿来说,贸然“登岸”往往凶多吉少。一般人安之若素的环境,对新生儿来说则仿佛在枪林弹雨中穿行,稍不留神就有性命危险。

  这个临时堡垒的主体是一个塑料袋,里面灌满了研究者配制的电解质溶液,用来替代羊水。这些人工羊水从一端流入,另一端流出,清除代谢废物,为胎儿提供接近无菌、温度稳定的成长环境。“生物袋”的另一个组成部分则是血液循环系统,替代脐带与胎盘,通过血液为胎儿排除二氧化碳和代谢废物,提供氧气与营养。

  “对于早产儿的救治如同闯关。”北京和睦家医院儿科主任杨明曾对媒体说,“闯过了一关,或许还有惊险的下一关。” 呼吸衰竭、颅内出血、血糖不稳定、高胆红素血症、严重感染、持续肺动脉高压、喂养不耐受等,都是极端早产儿可能要经历的关口。

  呼吸就是所有早产儿首先面临的关口。“早产儿第一个问题就是肺发育不好。”安贞医院妇产科副主任医师杨冬介绍,“所以他出来面临的第一个问题就是呼吸窘迫。”

  杨明接触的一个极端早产儿就没有自主呼吸能力,从助产士手中接过来,孩子“口唇都是青紫的”,只能自己“顽强地倒气”。

  宝宝在母亲肚子里是不呼吸的,胎儿吸入氧气,排出二氧化碳,都是通过血液循环,借由脐带和胎盘进行传输。在子宫内,胎儿的肺泡都是闭合状态,浸润在羊水中。

  足月(37周后生产)顺产的孩子在第34周左右,呼吸中枢基本发育成熟,会分泌一种肺表面活性物质,分娩时产道挤压,肺泡中的水分被充分排出,肺泡就会在活性物质的刺激下迅速膨胀,空气顺利进入新生儿的双肺。胎儿发出的第一声响亮的嚎哭,就是阶段性胜利的信号。

  极端早产儿的呼吸中枢没有发育成熟,肺表面活性物质也没有完全到位,往往需要借助呼吸机辅助呼吸。这是一个两难的选择,呼吸机将氧气压入肺中,维持呼吸的同时,也会对早产儿的肺部造成损伤。长时间、高浓度的氧气甚至会造成眼部血管畸形发育,导致新生儿视网膜脱落。

  为了解决这种问题,“生物袋”采用的是一种“无泵”设计。胎儿在袋中通过血液排出二氧化碳,获得氧气。血液流动需要动力,“生物袋”的循环系统采用一种新型氧合器,将内部阻力降到极低,这样,即使仅仅借助新生儿微弱的心脏搏动,也能让血液保持循环。

  极端早产儿会在人工羊水中发育成熟

  “我们希望能够提供给极端早产儿一套不同的医疗模式。”弗雷克医生说,“我们正在和美国食品药品监督管理局(FDA)联系,我认为3年内会开始人类的临床试验。”

  如果临床试验顺利的话,弗雷克医生预言,未来,极端早产儿都会在人工羊水中发育成熟,而不是躺在保温箱里。




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