Ученые создали искусственную матку. Донорские и искусственные матки. Разработки ученых уже позволили создавать искусственную матку, в которой стало возможным прикрепление и развитие эмбрионов

Развитие млекопитающих (в том числе и человека) в материнской утробе - длительный и сложный процесс. Конечно, он привычен для нас, и каждому известно, что происходит в то время, когда плод находится в утробе матери. Ученые с давних времен задавались целью вырастить плод в искусственных условиях. Но активно этот вопрос начал исследоваться примерно два десятилетия назад.

Первые эксперименты

Успешный эксперимент по разработке искусственной матки был выполнен учеными из Филадельфии. Их способ уже опробован и работает достаточно неплохо. В лаборатории филадельфийских ученых находился не один плод, а целых восемь - это ягнята, которые продолжают свое развитие в искусственных условиях. Их внутренние органы постоянно увеличиваются в размерах. Ягнята иногда открывают глаза, двигаются, делают глотательные движения - все то, что должен делать плод на определенном этапе своего развития. Ученые считают, что в будущем искусственная матка станет повсеместным способом безопасного вынашивания недоношенных детей.

Минимальный срок внутриутробного развития, после которого плод может считаться жизнеспособным, составляет 20-22 недели. Масса тела при этом должна составлять около 400 г. Таких младенцев помещают в кувез, где поддерживается необходимый уровень температуры и влажности. Также в кувезе применяются аппараты искусственного дыхания, дорогостоящие лекарственные средства. Однако даже самые современные методики не могут поддерживать ту среду, которая могла бы быть сравнима с материнской утробой.

Мечта ученых

Настоящая матка - это трехслойный «мешок» из мышечной ткани. Вынашивание плода было бы невозможно без согласованной работы трех ее слоев - эндометрия, миометрия и периметрия. Ученые уже достаточно хорошо изучили процесс развития: оплодотворенная яйцеклетка внедряется во внутренний слой матки, постепенно формируется плацента, а вокруг плода накапливается жидкость. Однако до сих пор воспроизвести все эти условия для исследователей было невозможным. Идея искусственного вынашивания, как и идея гомункула (человека, созданного руками других людей), очень давно будоражит умы ученых. Такие достижения прогресса, как создание искусственной матки, ставят перед человечеством немало морально-этических вопросов. Однако остановить прогресс нельзя, и с этими вопросами общество вскоре встанет лицом к лицу.

Как работает устройство?

Если смотреть со стороны, более всего она похожа на вакуумную упаковку. На самом деле это не более и не менее, чем биосумка. Ученые назвали свою разработку biobag, что в переводе с английского и означает «биосумка». С другой стороны, искусственная матка является системой, которой присущи те же элементы, что и настоящей матке. Раствор, находящийся внутри нее, выводит накопившиеся вредные вещества из организма плода. По сути, этот раствор является аналогом амниотической жидкости или же околоплодных вод. Все питательные вещества, в том числе и кислород, эмбрион получает через искусственную «пуповину». Одновременно здесь происходит газообмен.

Ученые объясняют: главная проблема, из-за которой погибают недоношенные дети - это недоразвитость легких. В утробе матери легкие ребенка заполнены жидкостью. «Биосумка» имитирует такое состояние. А также, в отличие от других способов она защищает плод от патогенной окружающей среды. Искусственная матка работает без насоса.

Важность проблемы

Искусственная матка для недоношенных детей могла бы решить глобальную проблему преждевременных родов. Согласно статистике ВОЗ, порядка 15 млн детей каждый год умирают из-за недоношенности - а это один из десяти всех новорожденных. Порядка миллиона из них умирают сразу же, а те дети, которые выжили, могут страдать различными физиологическими или же умственными проблемами.

Эксперимент

Возраст эмбриона ягненка, который был пересажен учеными в искусственную утробу, был эквивалентен 23-недельному сроку человеческого эмбриона. До того как эксперимент был поставлен филадельфийскими учеными, опыт пытались провести ученые из различных стран мира. Однако плод погибал уже через несколько часов. Проблема была в том, что эмбрион нуждался в «мосте» между утробой матери и искусственной маткой.

Вначале устройство было протестировано на ягнятах, возраст которых составлял порядка 120 дней. После того как эмбрионы провели четыре недели в «биосумке» их подвергли тщательному изучению. Исследователи не обнаружили никаких проблем. Можно возразить, что овцы находятся на гораздо более низкой ступени развития, нежели люди. Однако сейчас начало уже положено, и в скором времени будет изобретено подобное устройство для младенцев. Ученые утверждают, что к тому времени, когда будет разработана искусственная матка для людей, потребуется всего лишь 1,5 минуты, чтобы «переключить» плод от организма матери к искусственному устройству. Если все дальнейшие опыты пройдут удачно, то уже через несколько лет начнутся первые испытания на людях. Эта разработка поможет спасти не одну человеческую жизнь.

Животные, которые пробыли в устройстве четыре недели, должны были быть умерщвлены - это требовалось для их дальнейшего изучения и оценки успешности эксперимента. Однако один ягненок, к которому у научного сотрудника возникла привязанность, остался в живых, его отправили на ферму.

Будущее научной разработки

То, что уже сейчас ученые создали искусственную матку для вынашивания эмбрионов, говорит о значительном прогрессе в данной сфере. Эти эксперименты имеют колоссальное значение для человечества. Однако несмотря на то, что предыдущие эксперименты проводились достаточно успешно, это еще не является стопроцентной гарантией того, что подобное устройство будет создано и для вынашивания человеческих эмбрионов.

Если и дальнейшие опыты пройдут благополучно, недоношенных детей после кесарева сечения также будут перемещать в устройство. В течение четырех недель малыши будут проводить время в условиях, максимально приближенных к естественным. Ученые также подчеркивают: эта технология будет успешной только лишь для тех детей, которые появились на свет позже 24-й недели внутриутробного развития.

Несомненно, искусственная матка (или искусственная утроба) – тема, спровоцировавшая бурную реакцию общественности. Еще не отгремели скандалы, связанные с экстракорпоральным оплодотворением. Именно оно показало миру, что процесс зачатия может спокойно протекать и без активного участия , вызвав неоднозначные высказывания.

Рождение «детей из пробирки» кому-то подарило утраченную надежду иметь ребенка, а других – повергло в настоящий ужас. Радикальные противники искусственного оплодотворения пророчили обесценивание роли мужчины в обществе, полную победу феминизма. Но не тут-то было, господа госпожи феминистки!

Искусственная матка нивелирует и роль , доказывая, что ребенок может с успехом развиваться и без участия матери.

Первым ученым, добившимся реального результата в создании искусственной матки, стал японец Есинори Кувабара. Профессору токийского университета удалось воссоздать процесс внутриутробного развития козленка вне организма матери, что стало настоящей сенсацией в медицине. Ученый разработал специальный контейнер, в который подсадил оплодотворенную яйцеклетку козы.

Таким образом, удалось организовать оптимальные условия среды и систему питания развивающего плода, максимально схожую с естественными. Но прежде, чем безумный ученый пришел к успеху, были и другие не менее значимые события.

Историческая справка

Попытки создания искусственной утробы предпринимались учеными еще в середине прошлого века. Изначально преследовалась цель выхаживания недоношенных младенцев, родившихся слишком рано. Это должно было делать их более жизнеспособными. Делалось это в так называемых кувезах.

Поэтому кувезы можно назвать первой искусственной утробой, созданной человеком. Это пластиковые герметичные контейнеры, в которых поддерживается оптимальная температура, уровень кислорода и влажность воздуха. Питание ребенка осуществляется при помощи зонда.

Однако агрегат помогает спасти жизнь ребенка, родившегося не ранее 22-й недели. До этого срока попытки сохранить жизнь почти стопроцентно обречены на провал. Ведь на этих сроках у плода еще не сформировалась система дыхания, готовая к газообмену.

Помимо кислорода, в организм эмбриона человека с током материнской крови попадают питательные вещества. Медики смогли установить и воспроизвести в лабораторных условиях их точный химический состав, после чего порог выживаемости был отодвинут до 20-тинедельного срока.

То есть сегодня существует реальная возможность выжить 500-грамовому незрелому плоду, слишком быстро “выскочившему” из утробы матери.

В конце 70-х годов медицина официально объявила о проведении экстракорпорального оплодотворения – зачатие стало возможно вне организма человека. Чтобы полностью перенести процесс формирования ребенка с первых моментов существования до полноценного развития, оставалось соединить оба достижения медицины, что оказалось не так-то просто.

Основная загвоздка заключалась в создании искусственной плаценты. Однако в природе нет материала, способного выполнять функции этого удивительного органа. В результате многочисленных исследований удалось выделить особые . Именно они дали ученым надежду на воплощение в реальность этой сложнейшей задачи.

Многими футурологами и генетиками уже было высказано, для чего еще может быть использована искусственная утроба. Одна безумная идея, по их мнению, должна послужить для реализации еще более безумной и, на первый взгляд, невероятной. Так вот, искусственная матка - еще одна технология, которая в будущем может быть полезна для воскрешения мамонтов из их ДНК. Ведь вырастить мамонтенка в мамонтихе не получится в силу того, что первые вымерли. А Африканская или Индийская слониха далеко не со стопроцентной вероятностью может выносить расово-полноценного и здорового мамонта. Здесь-то на помощь и придет рассматриваемое изобретение.

Перспективы

Искусственно выращенный человек – поистине фантастический замысел, постепенно приближающийся к реальности. Целью выращивания людей вне женского организма задаются не только японцы, но и ведущие специалисты Америки и Европы. Однако эти исследования не считаются гуманными и по ряду этических соображений масштабного признания они не снискали. Увы и ах…

А опыты эти могут много чего полезного принести человечеству. Вот те перспективы, которые открывает проект «Искусственная матка» перед человечеством:

Новая технология позволит обрести счастье материнства женщинам, которые не способны выносить собственного ребенка из-за дефектов развития детородных органов.
Процесс внеутробного выращивания плода позволит контролировать процесс развития на всех этапах. Это даст возможность предупреждения многих врожденных патологий. Статистика приводит данные, что сегодня частота генетических отклонений у новорожденных составляет 5%. Новая технология позволит значительно снизить этот показатель.
Современная хирургия сделала огромный шаг – сегодня операции проводятся на зародыше при внутриутробном выявлении пороков внутренних органов. Искусственная матка позволит облегчить задачу фетальным хирургам, максимально снизить вероятность послеоперационных осложнений.
Искусственная шейка матки дает женщинам, страдающим тяжелыми соматическими заболеваниями, беременность при которых категорически противопоказана, обрести счастье материнства.

И это, если пофантазировать далеко не все. Что бы Вы сюда добавили?..

В 1880 году акушер Стефан Тарнье изготовил первый в истории инкубатор для недоношенных детей. Фактически это был просто деревянный ящик с отсеком для хранения бутылки с теплой водой, но эта простая конструкция позволила уменьшить смертность среди младенцев почти вдвое. К 1960 году начались эксперименты по созданию более продвинутых инкубаторов, которые, по задумкам ученых, должны были воспроизводить все функции матки. В экспериментах использовались эмбрионы кроликов, ягнят и коз, но каждый раз исследователи терпели неудачи - плоды погибали от заражения, сбоев системы и множества других факторов.

За прошедшие десятилетия инкубаторы мало изменились. Сегодня они способны поддерживать жизнь младенца не младше 22 недель. При этом 80% тех, что рождаются на 23 неделе или раньше, умирает. Для 20% выживших искусственное выхаживание оборачивается задержками в развитии и различными дефектами. У тех, кто помещается в инкубатор до 28 недели, выявляются проблемы с мозгом, потому что этот орган развивается у плода дольше всего.

Причиной Сверхпустоты Эридана может быть параллельная вселенная

Лишь недавно американским ученым удалось совершить прорыв, вплотную приблизившись к созданию искусственной матки. В разработанном исследователями Детского госпиталя Филадельфии инновационном инкубаторе удалось вырастить совершенно здоровых ягнят. Инкубатор представляет собой пластиковый мешок с жидкостью, в котором находятся контур, проводящий кислород, и трубки для доставки жизненно важных веществ - его устройство принципиально отличается от современных моделей, он больше похож на настоящую матку.

Ученые помещали эмбрионы овец в эту искусственную матку на сроке, соответствующем концу пятого месяца человеческой беременности - 22-24 недели. Ягненок открывал рот, глаза, постепенно его кожа уплотнялась, и он покрывался шерстью. Происходил нормальный процесс развития плода. Между тем, при прерывании беременности на таком сроке при использовании существующих инкубаторов выживает менее половины недоношенных младенцев. А угроза развития у выживших серьезной инвалидности достигает 90%. Созданная в Филадельфии искусственная матка кардинально поменяет ситуацию в выхаживании недоношенных детей. Но не только.

Ранее ученым удавалось обходить этические вопросы, неизбежные при создании искусственной матки: технологии просто не позволяли такого. Но теперь споры разгораются. Дальнейшее совершенствование созданного американскими учеными аппарата для искусственного вынашивания позволит выращивать эмбрионы с самых ранних стадий. По сути сделает ненужным естественный процесс беременности. Ученые говорят, что такой формат может быть даже более безопасным для ребенка: к примеру, исключается контакт плода с алкоголем и наркотиками, которые может принимать беременная женщина. Отпадет необходимость и в спорном с этической точки зрения суррогатном материнстве.

Наконец, искусственная матка освободит женщин от опасностей беременности, даст возможность более равномерно распределить рабочее время, но вместе с этим породит множество вопросов о необходимости семьи. Мужчинам искусственная матка позволит заводить детей вообще без участия его матери: достаточно найти донора яйцеклетки, провести экстракорпоральное оплодотворение и искусственно выносить плод.

Барьеры, которые встают на пути новой технологии, в первую очередь этические. Хоть это и уравняет мужчин и женщин с точки зрения продолжения рода, но, возможно, общество еще не готово к разрушению биологической основы семьи. При этом запас времени до 2074 года значительный, так что прогнозы Холдейна имеют все шансы на досрочную реализацию.

Содержимое

Существует множество проблем процессов вынашивания и родов. Современные технологии позволили многого добиться. Появилась возможность забеременеть бездетным парам с помощью ЭКО, успешно лечить монохориальные монозиготные двойни с синдромом фетофетальной трансфузии, оказывать хирургическую помощь новорожденным с транспозицией магистральных сосудов и многое другое.

Последние два десятилетия в мире наблюдается тенденция рождения недоношенных детей. Всем известен факт, что можно спасти 22 недельного малыша. В действительности выживаемость детей, рожденных до 28 недели гестации, составляет 10%. Показатель остается неизменным для лучших мировых клиник. Недоношенных детей после рождения помещают в кувезы – своего рода инкубатор. Специально настроенная аппаратура контролирует подачу кислорода, температуру, совершает дыхательные движения. Малютки остаются совершенно не подготовленными к окружающему миру.

По данным ВОЗ, раньше срока рождается 15 миллионов малюток. Миллион из них погибает.

Передовые умы ломали голову, пытаясь изменить подход к проблеме. Филадельфийские ученые совершили революционный прорыв. Создали систему Biobag или искусственная матка.

Понятие искусственного органа

На вид – обычный пластиковый пакет, от которого возможно в будущем будут зависеть сотни маленьких жизней.

Искусственная матка представляет собой резервуар , имитирующий женский детородный орган, и призван обеспечивать кровоток, дыхание и пищеварение недоношенному плоду вне женского организма.

Исследователи пытались воссоздать естественные условия вынашивания.

Реализовали поступление питательных и утилизацию вредных веществ, схоже с пуповиной матки. В инкубаторах новорожденные получали питание через трубку, а выведение происходило через кишечник, несмотря на несостоятельность системы пищеварения.
Использовали искусственное легкое, обеспечивающее газообмен. До этого открытия вопросом выживаемости было решение проблемы отсутствия помощи при расстройствах дыхания. Недоношенным не хватает специального вещества – сурфактанта, препятствующего слипанию альвеол. Находясь в матке, плод не дышит самостоятельно. Использование аппарата искусственной вентиляции легких было почти недостижимым. В структуре ИВЛ присутствуют грубые насосы, неблагоприятно влияющие на не сформировавшуюся кровеносную систему. Ученые создали модель, не требующую мощного насоса – сердце младенца способно справиться с работой.
Окружили плод аналогом околоплодных вод. В отличие от открытого инкубатора защищает от болезнетворных инфекций. Поддерживает оптимальную температуру и постоянную окружающую среду, как матка.
Усовершенствовали подход к основным сосудам пуповины. Устранили спазм путем введения папаверина.

Результаты эксперимента

Специалисты из Филадельфии успешно завершили первый этап эксперимента – искусственная матка. Путем операции кесарева сечения извлечены восемь ягнят 17 недель, по своему развитию соответствующие 22 недельному плоду. Их поместили в модель искусственной матки на 28 дней. Результаты превзошли ожидания: ягнята развивались нормально, головной мозг, система дыхания и кровообращения не страдали. В завершение исследования младенцы полностью соответствовали своим «сверстникам», развивающимся в матке овцы всю беременность. Опыты продлятся еще 3-4 года, многое нужно узнать, максимально адаптировать полученный аппарат. При условии успешного завершения следующего этапа испытания – исследователи опробуют искусственную матку на глубоко недоношенном человеческом младенце.

В ходе исследования ягнята активно двигались, обрастали шерстью, моргали и глотали.

Перспективы

Перспективы подобного научного открытия совершенно различные. Ученые предполагают следующие сценарии развития:

Повысится уровень выживаемости младенцев с крайней степенью недоношенности.
Снизится процент патологий. Особенно это применимо к детскому церебральному параличу, тяжелым нарушениям сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Важность проблемы диктует особенно высокая заболеваемость у выживших недоношенных малышей.
В будущем поможет женщинам, которые по различным причинам не могут самостоятельно выносить ребенка.

Наука шагает далеко вперед. То, что еще вчера казалось недостижимым – сегодня вполне обычное дело. Проект искусственной матки может стать нормой через пару десятков лет, а может, в связи с целым рядом этических вопросов, погрязнет в небытии.

Американские ученые объявили о создании искусственной матки . Это не просто новый способ выхаживания недоношенных детей, но революционный скачок в репродуктивных технологиях, допускающий в будущем возможность появление ребенка без участия женщины . В каких целях будут использованы человечеством новые возможности? Помощь бездетным парам, создание людей с заданными свойствами, а, может, получение доноров для трансплантации?

По словам ученого Алана Флейка из Исследовательского института Филадельфии (США), его команде удалось создать устройство, имитирующее работу матки, способное заменить этот орган с целью лучшего выхаживания недоношенных детей. Эксперименты пока проводились только над телятами, рожденными на свет раньше положенных сроков, но результаты получились очень обнадеживающие.

Данная технология - это не просто усовершенствование уже существующих. Раньше уход за недоношенными детьми отличался от такового за теми, кто родился спустя положенные девять месяцев нормальной беременности, лишь в чисто "технических" деталях. Первые нуждались в специальном температурном режиме, достигаемом в "кювезах", более надежной защите от возможного заражения инфекцией, а их-за невозможности грудного вскармливания они получали пищу через зонд. Тем не менее, и недоношенные младенцы все равно дышали легкими (хоть порой этот процесс и приходилось поддерживать с помощью специальных препаратов, заменяющих еще недоразвитый собственный сурфактант, белок, мешающий спадению легочных альвеол), и жизнедеятельность их осуществлялась за счет перевариваемой в желудке и кишечнике пищи, с последующим выделением шлаков естественным путем.

В матке же все эти процессы идут совершенно по другому. Будущий ребенок дрейфует в околоплодных водах, легкие у него не дышат, кислород и питательные вещества он получает через сосуды пуповины, которая, в свою очередь, присоединена к плаценте. Туда же и отводятся шлаки, образующиеся в процессе обмена веществ будущего человека. В общем, его жизнедеятельность в значительной мере обеспечивается за счет организма матери — ее легких, почек, пищеварительного тракта.

Таким образом, американцам пришлось решить сразу несколько трудных проблем — со снабжением недоношенного плода питательными веществами, кислородом, и выведением из него "отработанных материалов". В принципе, порознь все эти проблемы достаточно давно решены на современном уровне развития медицинской науки. Существуют искусственные почки и парентеральное питание, с введением питательных веществ прямо в вену, минуя желудочно-кишечный тракт тоже применяется в реаниматологической практике. Да и искусственные легкие (оксигенаторы) — тоже не такая экзотика.

Доселе главным камнем преткновения для использования всех этих технологий в акушерской практике было применение в исскуственных легких слишком уж грубых насосов для крови, плохо влияющих на еще очень слабое и нежное сердце недоношенного ребенка. Ученые из Филадельфии каким-то образом этот вопрос решили, правда, особо не афишируя подробности. Возможно, за счет повышения эффективности работы по газообмену мембран оксигенатора, что позволило бы качать через них кровь усилиями детского сердца.

Так или иначе, но судя по озвученной изобретателями информации, ими создана полноценная искусственная матка. Да, Алан Флейк говорит: "Можно придумать множество различных сенсационных сценариев по поводу того, как можно использовать подобные приемы для выращивания человека от эмбриона и до младенца, или же продления сроков беременности за ее привычные рамки. Реальность же заключается в том, что на текущий момент нет технологий, даже в далекой перспективе, которые позволяли бы это делать. Я был бы очень обеспокоен, если бы кто-то попытался использовать наши разработки для подобных целей."

Конечно, не совсем понятно, что именно может помешать осуществлению этих самых фантастических сценариев. Технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) уже существуют: в их рамках оплодотворенная спермой яйцеклетка, развиваясь в эмбрион, несколько дней живет в питательном растворе. Потом этот эмбрион имплантируют в женскую матку, где он переключается к питающей системе будущей мамы. Но теперь уже есть искусственная матка. Да, пока в нее помещали плод на относительно длительных сроках беременности. Но означает ли это, что данная технология не будет работать и на самых ранних сроках? Что и будет означать возможность выращивания уже полностью искусственных детей. За исключением, конечно, исходного материала: без натуральной женской яйцеклетки пока у ученых ничего не получается. Пусть даже эта яйцеклетка несет в себе ядро клетки обычной — как при технологиях клонирования.

Конечно, как и любое новое изобретение, искусственная матка может быть использована и в самых благородных целях. Выхаживание недоношенных детей, которых в мире ежегодно рождается 15 миллионов, из которых миллион умирает — одна из них. Кстати говоря, до 90% даже выживших глубоко недоношенных детей по статистике имеют серьезные проблемы со здоровьем. Возможно донашивание в условиях, максимально приближенных к материнским, поможет справиться с этой проблемой.

А есть же еще прерывание беременности на более ранних сроках — вроде выкидышей", а то и смертельно опасной для женщины "внематочной беременности". Если плод успеть подключить к исскуственной матке, теоретически можно надеяться на спасение ребенка, который при нынешних условиях в принципе не имеет никаких шансов.

Полностью искусственное поддержание развития плода тоже может пригодиться — например, для женщин, которые по каким-то причинам не могут иметь детей. Заодно решится проблема споров суррогатными матерями: кому же все-таки принадлежит новорожденное дитя?

Но медаль имеет и обратную сторону. Детей из пробирки можно производить и не только в штучных количествах, но и серийно. В духе сценария второго эпизода "Звездных войн" под названием "Атака клонов". Тема "детей из инкубаторов" проходит едва ли не в каждой антиутопии, особенно если описываемое там общество максимально расчеловечено, в том числе и путем уничтожения института традиционной семьи. Собственно, процесс последнего и так проходит на наших глазах ударными темпами — в виде агрессивной пропаганды нетрадиционной сексуальности. Уже сейчас "партнер 1" и "партнер 2" в гей-браках нередко хотят иметь детей — не приемных, а рожденных от суррогатной матери. С новой технологией таким семьям станет еще проще.

Наконец, потенциально открываются огромные возможности для рынка черной транплантологии. Сейчас органы для пересадки, помимо легальных путей, покупаются у обездоленных граждан, а то и нередко просто забираются у жертв криминала и военных конфликтов, с последующим смертельным исходом для жертвы. Ну а если ребенок не просто зачат в пробирке (сейчас у таких эмбрионов нет никаких прав), то появятся ли эти права, если такой малыш появится через несколько месяцев на свет, опять же, с помощью искусственных технологий, без рождения женщиной? Особенно, если все желающие этого рождения полноправные граждане как раз будут заинтересованы в нем, не как в полноценном человеке, а именно как в наборе органов.

Перспективы от появления искусственной матки вырисовываются самые разные. Но, с другой стороны — это участь всех значительных открытий, использование которых для добрых или недостойных целей зависит не от изобретателей, а от тех, кто это изобретение применяет.