行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

科学家研发人工胎盘 或将挽救早产儿生命

“人工胎盘是一种改变了大小、构成和使用的体外膜肺氧合系统,它能够维持胎儿的肺生理机能,让他们好像依然待在子宫中”。

5.jpg

医学的进步挽救了很多早产儿的生命,但并非全部。正在研发当中的人工胎盘将为不足27周的早产儿提供更大的帮助。


据西班牙《趣味》月刊5月号报道,1974年,一名怀孕的年轻女子在从墨西哥偷渡到美国的途中羊水早破,于是她在奥兰治的一家医疗中心生下一名女婴。但是婴儿肺部功能发育尚不完全,呼吸机不能提供充足的氧气。婴儿时刻面临夭折的危险。于是,新生儿科医生请来了外科医生罗伯特·巴特利特,他刚刚研究出一种正好可以用于这种情况的人工肺膜。这个尚未在新生儿体内进行过测试的人工系统或许就是这名婴儿唯一也是全部的希望。婴儿的母亲同意了。3天后,小家伙活了过来。


小家伙取名“埃斯佩兰萨”,也就是“希望”的意思。如今,她已经41岁,是世界上众多借助巴特利特研究的体外膜肺氧合(ECMO)系统存活的人之一。现在,巴特利特的一名学生已经将ECMO系统更加发扬光大。哥伦比亚人阿尔瓦罗·罗哈斯-培尼亚提出,可以用体外循环系统挽救极早产儿。为此,他发明了一个模仿人工胎盘的微缩版ECMO系统,可以适用于在子宫内未满27周便出生的极早产儿的生理特点。


目前,由罗哈斯-培尼亚和乔治·米查利斯卡领导的美国密歇根大学体外支架实验室已经取得一些颇具前景的成果。经过10年的努力,这个团队首次让极早产动物可以借助他们研究的体外维持系统存活一周时间。他们的研究成果已经刊登在近期的《小儿外科学杂志》上。


罗哈斯-培尼亚称,“人工胎盘是一种改变了大小、构成和使用的体外膜肺氧合系统,它能够维持胎儿的肺生理机能,让他们好像依然待在子宫中”。他解释,研究人工胎盘是因为目前抢救极早产儿的成功率依然令人失望,极早产儿的死亡率高达60%。存活几率最低的是在子宫内孕育不足27周的极早产儿。“他们的肺功能尚未成熟,以至于无法用现有治疗方案抢救。”罗哈斯-培尼亚说。正是出于这个原因,他所领导的团队正在积极进行人工胎盘的研究。


从上世纪70年代开始,ECMO系统就已经深入应用于治疗新生儿的呼吸系统及心脏问题。ECMO系统由一个代替心脏的血液泵和一个模拟肺功能的膜式氧合器构成。如果不是因为在使用ECMO系统过程中需要大量的全血,而在新生儿身上又不可能实现的话,这一人工系统原本可以为极早产儿提供最理想的心肺替代功能。走捷径的办法之一是取消血液泵,从而减小设备的体积,进而减少所需的血液量。但这会带来另一个难题。罗哈斯-培尼亚指出,“这对早产儿的要求非常高,其心脏还不能承受如此大的压力,那相当于让一个新生儿去跑一场马拉松”。


于是,罗哈斯-培尼亚和他的团队打算寻找其他选择,并主张将ECMO系统微型化。他们找到了市场上最小型的血液泵,可以维持适当的血压。此外,他们也找到了通常应用于未成年人开胸外科手术中的更小的氧合器。接下来他们还需要想办法维持符合新生儿特点的血液酸度,此外还要促进早产儿肺功能的发育,以避免出现损伤,因为极早产儿的肺尚未准备好接受通过ECMO系统提供的如此高含氧量的血液。


为了解决这个问题,他们把目光投向了含有前列腺环素的药物,前列腺素可以阻断经过早产儿肺部的所有血液。另一方面,借助更小的血液泵和氧合器,能够制造出更小体积的人工胎盘,其氧含量能够尽可能降低对早产儿的损伤。研究人员利用年龄相当于27周胎儿的20只小羊作为实验对象。其中10只接受目前的治疗手段,其余10只则直接引入人工胎盘。接受一般疗法的小羊在4到5个小时内就全部死亡,而使用人工胎盘的10只小羊则相继存活了2到7天。


报道称,如果能做到维持极早产儿生命至少一周时间,就意味着极早产儿有了存活的希望,在此期间其肺部可以继续发育,直到能够给他们使用常用药物以进一步促进肺部的成熟。


罗哈斯-培尼亚团队并非第一个研究人工胎盘的团队。日本东北大学的科学家以罗哈斯-培尼亚的想法为灵感,也研发出另一个迷你版的ECMO系统。但是,日本科学家选择的是彻底弃用血液泵的做法。为避免这种方法给婴儿造成过度紧张,他们还在研究更加先进的氧合器。使用这种创新的氧合器,可以使早产的实验小羊存活18小时。


德国亚琛工业大学的一个研究团队也在做着同样的工作。他们在研究改进过的氧合器,这种氧合器更加灵活,可以减轻婴儿的紧张感。两年前这个团队在《人工脏器》双月刊上发表的研究报告称,他们利用改进过的氧合器已经成功让早产实验动物存活最多6小时。但是罗哈斯-培尼亚指出,德国和日本科研团队的问题在于“所需的技术水准和为了能进入临床使用而需要的审批过程可能会让他们的ECMO系统还要等待15到20年才能真正使用”。


美国约翰·霍普金斯大学医学院的一个科研团队研究出另一种不同的挽救极早产儿的方法:将子宫从母体中取出继续维持胎儿生命。这样有助于促进血管发育和氧合功能。科研人员在《小儿外科学杂志》上发表的研究报告称,已经可以让早产实验小羊存活最高6小时。此外,这个方法迫使母亲必须放弃子宫。但是未来或许放弃子宫不再会成为女性再度怀孕的阻碍。至少2014年9月的一条新闻为她们带来了希望。世界上第一个在移植子宫内孕育的婴儿在瑞典顺利诞生。哥德堡大学的科学家让这一切成为现实。


罗哈斯-培尼亚的团队是迄今为止世界上唯一让极早产动物靠体外心肺循环系统存活一周的科学团队。罗哈斯-培尼亚指出,“接下来我们将想办法将存活时间延长至两周。之后我们将会评估肺部功能发育水平,以及可能对神经系统造成的影响”。


与此同时,罗哈斯-培尼亚团队还打算研究如何在不使用肝素等化学物质的情况下不让血液凝固,因为在他看来这些化学物质会给重症监护下的婴儿造成出血和神经系统损伤。为了能使人工胎盘所用的塑料管尽可能与人体血管相同,他们还在研究如何结合使用生物相容性化学成分,以避免体内细胞将其确认为一种与自身器官不相容的成分,从而启动自我免疫防御系统并导致凝血。解决了这些挑战后,罗哈斯-培尼亚的目标就是期待着在5年内让人工胎盘进入临床。到那时,将有无数在现在治疗水平下被判死刑的极早产儿的生命得到挽救。


热门排行

推荐阅读

回到顶部