学界称桑原佑树是“人造子宫”动物实验者“奠基人”。其研究更是触动科学美国人杂志于2000年推出我们未来的仿生学专刊,“人造子宫”研制成功,被列为“2010年2020年可能出现的生物革新”。
上海市第一妇婴保健院新生儿科主任刘江勤在其人造子宫是怎么回事?一文中写道,“人造子宫”包含两个概念。一是tgensis,指“人造子宫”完全替代母亲子宫的功能,胎儿从受精卵开始就在母亲子宫外生长。
另一个是tgesttin,指“人造子宫”部分替代母亲子宫的功能,胎儿的某个阶段在母亲的子宫外生长。这被视为模拟子宫的“高级版育儿箱”。
从概念可知,上述日本研究属于tgesttin。桑原佑树评价自己的研究成果称:“毫无疑问,未成熟胎儿的最理想生长环境是母亲的子宫。但如果这项技术能挽救早产儿生命,希望它能最终应用于人类。”
沿着这一思路,2017年,美国费城儿童医院通过剖腹产,创纪录地让8只平均110天大的超早产胎儿羔羊,在“人造子宫”里健康生存4周。此时的胎儿羔羊相当于妊娠2324周的人类早产儿,是人类婴儿可以出生的最早时刻。
该“人造子宫”系统是一个充满羊水、无菌、温度适宜、封闭的“塑料袋”,能通过脐带连接氧气。当研究人员将其从“人造子宫”中取出时,小羊们的出生反应与自然分娩的羊羔几无差异。仅部分小羊出现轻微肺部炎症。1年后,8只小羊总体活泼、健康。
站在费城儿童医院的“肩膀”上,2019年3月,澳大利亚和日本联合团队也成功挑战早产儿的“生存边界”。其实验所用羔羊胎儿相当于24周大的人类婴儿,其肺部发育刚基本成型。
近年来,多国提供科研政策,支持“人造子宫”研究,并取得一定进展。其中,欧盟的“地平线2020计划”,于2019年10月,获得290万欧元拨款。全球最大的“人造子宫”研究团队负责人、荷兰埃因霍芬理工大学奎德欧领衔该项目。
“我们的人造子宫不仅是个塑料袋或塑料盒。它是人类子宫的体外版,将具备孕育人类胎儿的所有条件。”奎德欧说,其团队研发系统自带血液循环系统。胎儿脐带会和人工胎盘相连,从而接受氧气和营养。且,“人造子宫”安装有各类传感器,能模拟妈妈的体温、心跳等生理特征。
2021年3月17日,自然杂志在线发布以色列研究显示,“人造子宫”和“人工胚胎”均有重大突破。人为干预的妊娠或已从“孕
一般,小鼠胎儿发育只需20天。11天时的小鼠胚胎相当于5个月左右的人类胎儿。
研究通讯作者雅各布汉纳博士介绍,为了研制这套“人造子宫”系统,他们花了7年,但仍存在局限。
“将人造子宫用于人类婴儿,在技术层面面临着很大的挑战。”2019年3月,奎德欧参加“人造子宫:梦想还是噩梦”研讨会时说。
比如,截至目前已公开的“人造子宫”仍主要是“孵化器”,在孕育的最后阶段扮演子宫,但不具备自然受精成型、全程孕育胎儿等功能。
其次,目前“人造子宫”技术尚未成熟。通过机器运转、维护胎儿肺生理和循环,仍异于正常妊娠,存在致畸、死亡等风险。
2021年1月,郑州大学第一附属医院传出简讯,称其成功实施国内首次“人造子宫”胎羊体外培育实验,经由脐动静脉插管进行体外支持。医院体外支持中心团队亦有贡献。
但过往研究显示,使用中,可能出现代谢性酸中毒、进行性低血压等问题。
再次,“人造子宫”的核心组成部分是生物袋。设计时要尽可能解决无菌性、尺寸适应性,以及空间、液体体积效率等问题。“在我们的实验中,即使小鼠胚胎能活过11天,人造子宫也面临容不下快速增大的胚胎和足量羊水等问题。”雅各布汉纳表示。
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