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May. 09 2017

人造子宮,早產兒的新希望

  • 人造子宮,早產兒的新希望

    人造子宮,早產兒的新希望

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正以小羊做試驗的人造子宮,很快將可以幫助早產兒健康長大。

在美國每年約有三萬名嬰兒出生時不足26週齡 / PHOTOGRAPH BY ED CUNICELLI

在早產兒治療上,研究人員宣布了一個重要的醫學研究進展,八隻小羊胎兒在人造子宮內存活四週,是實驗動物中存活最長的紀錄。

該報告指出,小羊胎兒的肺部和其他器官的發育良好,就好像是在母親的子宮內一樣,這對現存使用中的的早產兒保溫箱和呼吸器來說是一個很重要的進展。受試驗的小羊有些已經長大,其中最大的一隻已經一歲多了。

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費城兒童醫院的研究主管Alan Flake說:「這些在人造子宮成長的小羊似乎在各方面都發展得很正常。」他補充說:「我們沒有羊的智力測驗可以測量,但是我們認為這些早產羊都很聰明。」

研究人員希望有一天能使用類似的技術來幫助人類的早產兒,使他們能健康成長。

人類的平均懷孕時間是40週。但是,美國每年約有三萬名嬰兒出生時不到26週齡。現階段,早產兒能存活下來最早的出生時間是22-23週齡,通常體重不到500公克,能活下來的機率不到50%。而最終生存下來的早產兒,許多人患有嚴重的殘疾,包括肺部疾病和腦性麻痺等。

(↑↑↑↑↑↑觀看影片)提早四個月出生的早產兒是小小生命鬥士:這部影片的故事先前在Radiolab上發表,後來由David Terry Fine拍成紀錄短片,在描述早產兒展現的強大意志力,以及醫療設備影響了不可思議的決定。

如果新設備研發成功,早產兒的父母可能會看到他們的孩子住在像水族館一樣的設備,早產兒會安置在裝有人造羊水的透明密封醫療袋中。

嬰兒像在子宮內一樣透過人工羊水呼吸,並將臍帶連接機器,增加血液中的氧氣並除去二氧化碳。

研究人員表示,人造子宮並不代表能取代真實的母親子宮,也無法保住22或23週齡以下的早產兒,因為他太小而且各方面皆發育不全。

Alan Flake在記者會上發表研究成果,並表示:「我們的目標是提高早產兒的生存率,而不是讓比23週齡更小的早產兒能存活下來。」

袋裝人造子宮

美國賓州費城兒童醫院的團隊過去三年來一直在測試和調整他們的人造子宮設備,並在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上發表。在最新試驗結果中,他們測試了五隻在母羊子宮內成長105-108日齡的小羊,相當於23週齡的人類胎兒。另一組測試了115-20日齡的小羊。

即使是最小的羊,在人造子宮內都能正常發育、移動及張開眼睛,甚至長出羊毛。一旦牠們的肺和其他器官系統成熟後,小羊就從袋子中「出生」,並裝上呼吸器,檢測後小羊的肺功能都很正常。

Marcus Davey正在監控費城兒童醫院的人造子宮裝置。 /PHOTOGRAPH BY ED CUNICELLI

美國密西根大學體外循環研究實驗室的兒科和小兒外科醫生George Mychaliska說:「這些研究是非常有希望而且令人印象深刻的。」與第一個人造子宮設備的發明者Robert Bartlett合作後,George Mychaliska和他的團隊已經開發了自己的系統有十年之久。

不像賓州研究人員的系統需依賴於胎兒自己的心臟來完成血液循環,密西根大學系統使用的是人工機械馬達循環。在這兩個系統中,嬰兒都在人工羊水中呼吸,但在密西根大學的人工羊水不是放在袋中。

每個團隊的系統都有其優點,一個避免了機械馬達可能會抑制早產兒心臟發育的問題,另一個系統則是如果嬰兒出現任何問題,會比較好做處理。但是兩個系統還沒有進行人體試驗。

不是「駭客任務」

George Mychaliska說,任何人造子宮的目標不是讓嬰兒在母親體外成長。這就像電影「駭客任務」,他指的是1999年的電影情節,描述人類嬰兒在太空艙中長大。

「人造胎盤的重點是要創造一個類似的子宮環境,讓嬰兒能安全的待在裡面讓器官發育到足以應付出生後的環境。」

費城兒童醫院的Alan Flake領導的團隊,正在開發測試人造子宮。 /PHOTOGRAPH BY ED CUNICELLI

對於人類的嬰兒來說,這個關鍵點在28週齡左右,當肺臟成長到足以讓嬰兒開始呼吸空氣。在大多數情況下,該階段會將嬰兒移出人造子宮中,以減少人工裝置可能造成的感染、血栓的風險。

George Mychaliska和Alan Flake都相信無論最終人造子宮的設計如何演變,這樣的裝置在未來將很快可以開始使用。

但是,在對人類嬰兒進行人體測試之前,任何新的設備都必須通過更多的動物試驗來證明其安全性。人造子宮的系統也必須再修正來給人類的嬰兒使用,因為人類胎兒的大小只有小羊胎兒的一半。兩個團隊都表示,他們的設備將可以在三到五年內準備好進行人體試驗。

撰文:Erika Engelhaupt

編譯:陳軍名

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