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Editor｜Hai Ruojing

La tecnología del "útero artificial" ha pasado a primer plano de la opinión pública.

Recientemente, el Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou anunció la finalización de un "experimento animal con útero artificial ECMO (oxigenación por membrana extracorpórea)". Un feto de oveja de 4 meses se conectó al cuerpo de la madre a través de un "dispositivo especial" y sobrevivió con éxito. durante 90 minutos mientras depende del cuerpo de la madre para mantener los signos vitales.

Zhao Gaofeng, responsable del experimento y director del Departamento de Cirugía de Trasplante de Pulmón del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou, mencionó en una entrevista con los medios que esta idea de retirar ECMO es "la primera de su tipo en mi país" en tecnología de útero artificial. esto significa,Si el tipo de sangre es el mismo, tanto el padre como la madre pueden desempeñar el papel de gestar el feto.。

El concepto de "cualquiera puede tener un bebé" de repente ofrece un espacio ilimitado para la imaginación. En las redes sociales, las discusiones sobre "fábricas de bebés en líneas de montaje" y "embarazo y parto masculino" alguna vez excedieron la tecnología misma.

¿Se convertirán realmente las perspectivas de aplicación de los úteros artificiales en el "mundo feliz" de las novelas de ciencia ficción?

Intención original: salvar a bebés extremadamente prematuros, no dejar embarazadas a los hombres.

En la década de 1920, el biólogo británico Haldane propuso por primera vez el concepto de "ectogénesis", lo que supuso para la humanidad el primer debate exhaustivo sobre los úteros artificiales. En su imaginación, el siglo XXI ya no será una era en la que se utilicen los instintos tradicionales para dar a luz, sino que será reemplazado por un proceso de embarazo más "racional, ilustrado y completamente fuera del cuerpo" para el año 2074, con bebés que sean "concebidos naturalmente"; y nacido "la proporción será inferior al 30%".

Hoy en día, esas ideas son aún más radicales en algunas dimensiones. Los "geeks de la tecnología" como Musk han declarado públicamente que a medida que la población mundial está disminuyendo, la tecnología del útero artificial debería invertirse en "hacer que los niños sean más rápidos, más fáciles y más baratos".

En las redes sociales nacionales, después de que se publicara la investigación realizada por el equipo del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou, la mayoría de los temas estaban relacionados con la "fertilidad masculina".

Hay equipos de investigación científica en Estados Unidos, Australia, Japón, Israel y otros países que están desarrollando tecnología de útero artificial.peroDesde los primeros oxigenadores de sangre con membrana de silicona y las incubadoras artificiales de líquido amniótico, hasta la tecnología ECMO que comenzó a utilizarse después del siglo XXI, y ahora el programa "des-ECMO" lanzado por el equipo chino, de hecho, equipos de investigación científica de todo el mundo El mundo no lo ha considerado como un método que deba estudiarse como sustituto del embarazo y la función uterina, sino como un método que podría “proporcionar una alternativa viable a los cuidados intensivos neonatales”.。

Diagrama esquemático de un feto de oveja en un útero artificial (Fuente: EA Partridge et al./Nature Commun. (CC BY 4.0))

El líder del equipo de investigación sobre úteros artificiales de la Universidad de Michigan incluso afirmó públicamente en un artículo que "la idea de permitir que los bebés crezcan completamente fuera del útero es 'ignorancia tecnológica y una ensoñación ideológica'".

Zhao Gaofeng también corrigió que los úteros artificiales no son para "la producción en masa de bebés, sino para permitir que los fetos que no pueden permanecer en el útero sigan sobreviviendo".

La razón por la que la comunidad científica hace hincapié en esta cuestión es que el tratamiento de los bebés prematuros todavía enfrenta muchas dificultades, tanto en el país como en el extranjero. En medicina, los bebés con una edad gestacional inferior a 37 semanas se consideran bebés prematuros y los bebés con una edad gestacional inferior a 28 semanas se consideran bebés ultraprematuros. A día de hoy, su tratamiento médico sigue siendo un problema reconocido; Con el aumento del número de madres ancianas en China en los últimos años, la reproducción asistida y otras aplicaciones tecnológicas, la tasa de nacimientos prematuros puede aumentar.

Para las familias individuales esto también significa una pesada carga financiera. Según datos de una encuesta de la Fundación Benéfica Chunmiao de Beijing, más del 85% de las familias con bebés prematuros tienen "gastos de salud catastróficos" y los costos del tratamiento superan el 40% de la capacidad de pago de la familia.

Un médico que se dedica al trabajo reproductivo durante décadas explicó a 36 Krypton que la respiración y las infecciones son los principales problemas. Tomemos como ejemplo la respiración. Cuando el feto está en el útero, los pulmones del feto se llenan de líquido amniótico y el oxígeno necesario se obtiene de la placenta a través del cordón umbilical. Después de que el cordón umbilical se acorta, comienza a respirar. Si se trata de un bebé prematuro cuyos órganos corporales no están completamente desarrollados, no puede respirar por sí solo. Incluso si se utiliza asistencia respiratoria, es probable que se produzcan problemas como infección pulmonar y displasia broncopulmonar. Cuanto más pequeño sea el niño, más tiempo necesitará depender del oxígeno.

Pero si puede seguir desarrollándose en un útero artificial, en teoría "su desarrollo pulmonar será mejor".

En los experimentos actuales sobre tecnología de útero artificial, este también se ha convertido en un punto discutido por cada equipo. Por ejemplo, en 2017, los resultados experimentales anunciados por el equipo del Hospital Infantil de Filadelfia en Estados Unidos mencionaron que en el ambiente uterino simulado por la biobolsa que diseñaron (que incluye una bolsa de plástico transparente y un conjunto de dispositivos de circulación extracorpórea), 8 animales eran equivalentes a la edad gestacional humana. Los fetos de oveja prematuros de 23 a 24 semanas "se desarrollaron normalmente e incluso crecieron lana" durante las 4 semanas de supervivencia;

El plan del equipo de la Universidad de Michigan es inyectar un líquido especial en los pulmones de animales de experimentación, luego usar el sistema para drenar la sangre del corazón a través de la vena yugular, oxigenarla fuera del cuerpo y luego infundirla nuevamente. Los resultados de la investigación también mencionaron que los fetos de oveja experimentales "sobrevivieron durante 116 días y sus pulmones, cerebro y otros órganos estaban bien desarrollados".

"SiEl rescate tradicional de bebés prematuros consiste en proporcionar al niño un soporte vital más avanzado. La tecnología del útero artificial puede proporcionar un entorno que simule el cuerpo de la madre para que continúe desarrollándose, mejorando la posibilidad de supervivencia y desarrollo saludable de los bebés prematuros. . "Piensa el médico antes mencionado.

Equipo chino establece el primer caso del mundo: ¿Qué significa "ir a ECMO"?

En la actualidad, el equipo de tecnología de úteros artificiales de más rápido crecimiento en el mundo ya se ha embarcado en el camino de crear empresas y recaudar capital de riesgo en septiembre de 2023, la FDA de EE. UU. incluso ha celebrado una reunión para discutir el tema de los ensayos en humanos;

En comparación, ¿por qué atrajo tanta atención el equipo del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou, que acababa de completar un experimento con animales?

El concepto de "ir a ECMO" es lo más destacado del experimento. En algunas declaraciones a los medios, esto también se llama "la primera historia de éxito del mundo".

En las últimas décadas, superar el problema del oxígeno en sangre ha sido un nodo importante en el progreso central de la tecnología del útero artificial, y la clave está en la aplicación de ECMO. Debido a que la ECMO puede suministrar oxígeno al feto fuera del cuerpo de la madre, este método permite que la sangre "evite" el corazón y los pulmones, permitiendo que los órganos descansen y sanen.

Aunque algunos científicos extranjeros creen que la ECMO no es adecuada para bebés extremadamente prematuros, la mayoría de las ideas de mejora todavía se centran en el equipo; de hecho, incluso el equipo del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou estaba utilizando ECMO cuando realizaron los primeros experimentos; En ese momento, también compararon la ECMO con "un papel vital en el sistema uterino artificial, desempeñando el papel de los pulmones de los bebés prematuros".

36Kr descubrió que esto se debe a que el uso de ECMO no implica "ninguna otra circulación sanguínea adicional" y puede "circular" la circulación sanguínea dentro del propio feto.

En los resultados divulgados recientemente, aunque el equipo no explicó por qué abandonaron este camino maduro, mencionaron la idea "des-ECMO" de reemplazo vivo, que consiste en conectar la arteria y la vena umbilical de la oveja con el arterias y venas del cuello de la madre para establecer un ciclo combinado similar al ECMO". En opinión del equipo, la solución "des-ECMO" puede ayudar a evitar riesgos como coágulos sanguíneos e infecciones, y eliminar la necesidad de pagar altos costos de mantenimiento del equipo.

Fu Shibo, médico de un hospital terciario de Shanghai ("Dr. Philip", el popular autor de ciencia médica sobre Zhihu), dijo a 36Kr: "Aunque la declaración "De-ECMO" no aclara el método de conexión específico, también debería "utilizar un convertidor, como una estructura de membrana similar a la diálisis, para establecer una cierta conexión entre el flujo sanguíneo de la madre/padre y el feto". ", evitando así que el sistema inmunológico de la madre/del padre reconozca al feto como un cuerpo extraño y lo ataque, asegurando al mismo tiempo el intercambio transmembrana de gases, nutrientes, residuos metabólicos, etc. en la sangre.。

En términos de efecto, las ventajas y desventajas de esta idea experimental son relativamente obvias.

El primero es la reducción de costes. Zhao Gaofeng mencionó en una entrevista con Health Times que "el costo inicial y el costo operativo diario de ECMO son de 60.000 a 70.000 yuanes y de 10.000 a 20.000 yuanes, respectivamente". Para un equipo de investigación científica que aún está en su infancia, la carga de costos es relativamente alta.

"El programa 'De-ECMO' ayudará a reducir la dependencia de equipos extranjeros de alta gama y sus consumibles de membrana de apoyo, especialmente cuando no hay sustitutos nacionales para los productos consumibles relacionados. Además, aunque no se ha anunciado al público, el uso del programa 'De-ECMO' Es probable que algún tipo de dispositivo con estructura de membrana sea un equipo de desarrollo propio con derechos de propiedad intelectual independientes, lo que significa que el coste total del equipo será menor", cree el Dr. Fu Shibo.

Además, desde la perspectiva del diseño de la estructura experimental, la ECMO en el plan del equipo extranjero solo es responsable de la función de oxigenación, y "se deben agregar otros nutrientes a la sangre fetal mediante inyección". Gas y nutrición, más sencillo.

Sin embargo, el médico también mencionó que el dispositivo de estructura de membrana utilizado en el programa "des-ECMO" está bloqueando los tipos de sangre.AnticuerpoEn términos de funciones, aún no se puede comparar con la placenta natural y puede causar hemólisis y otros problemas en los recién nacidos, por lo que habrá muchos factores limitantes, como, por ejemplo, que "el tipo de sangre del feto es necesario". ser consistente con el del padre/madre."

"En general, creo que ambos tipos de soluciones tienen sus propias ventajas. Desde la perspectiva de los médicos, esperamos que la investigación del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou pueda publicarse en artículos para que todos puedan entenderla antes y de forma más precisa. Por supuesto, también esperamos que la solución china sea capaz de liderar la investigación en este campo”.

Esperando un cordero "nacido vivo"

Actualmente, un punto decisivo en el continuo avance de la tecnología del útero artificial hacia la realidad es que el tiempo de supervivencia de los animales de experimentación sigue ampliándose.

En 2017, el tiempo de supervivencia más largo de los corderos experimentales del equipo del Hospital Infantil de Filadelfia alcanzó las 4 semanas; en 2023, otros datos publicados por científicos japoneses afirmaron que 6 tiburones linterna supervivientes nacieron con éxito utilizando tecnología de útero artificial. 7 meses.

En China, en el programa ECMO anterior utilizado por el equipo del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou, el tiempo de supervivencia de los fetos de oveja experimentales alcanzó los 7 días en este programa "libre de ECMO", el tiempo de supervivencia de los fetos de oveja en el programa artificial; útero fue de 90 minutos. “El equipo nacional ofrece una vía técnica completamente nueva que reduce la dependencia del equipamiento.Sin embargo, el primer informe sobre útero artificial fue en 2017. Los académicos nacionales comenzaron relativamente tarde y el tiempo de observación experimental también fue corto. . El Dr. Fu Shibo cree que este es también un aspecto lamentable del experimento realizado por el equipo del Primer Hospital Afiliado de la Universidad de Zhengzhou.

Sin embargo, la pregunta que ni los equipos nacionales ni los extranjeros han podido responder es: aunque se afirma que los fetos de oveja se desarrollan normalmente en úteros artificiales, al final la mayoría de ellos son sacrificados y no nacen "corderos vivos y exitosos". Incluso vivir un tiempo”.

"Esto realmente me confunde un poco", dijo el médico: "Si, según los resultados experimentales, los distintos sistemas de los fetos de oveja se desarrollan normalmente, ¿por qué no realizar observaciones más prolongadas, especialmente después del "nacimiento"? Quizás aún queden algunos defectos inherentes que no se puedan solucionar, como por ejemplo cómo inducir la primera respiración espontánea de un feto de oveja cuando se le extrae del líquido amniótico si se utiliza un método similar a la cesárea para estimularlo después de tomarlo; ¿Ha tenido éxito? Nada de esto ha sido anunciado todavía. "

Por otro lado, todos los avances de la investigación actual se quedan en la etapa de experimentos con animales. Desde la primera línea clínica, los médicos mencionaron que la cuestión más preocupante sigue siendo "hasta qué punto puede atender a los bebés humanos prematuros con necesidades relevantes".

En septiembre de 2023, la FDA de EE. UU. celebró una reunión consultiva independiente para discutir cómo evaluar mejor la seguridad y eficacia de la tecnología de útero artificial, como las limitaciones de los datos en animales y las dificultades éticas de los ensayos en humanos. Sin embargo, durante esta discusión no se anunció ningún plan de ensayo específico en humanos.

Según informes de medios extranjeros,El equipo del Hospital Infantil de Filadelfia ya presentó a la FDA una solicitud de ensayo en humanos para equipos relacionados y el equipo de la Universidad de Michigan también mencionó que espera avanzar en los ensayos clínicos en humanos dentro de 3 a 4 años;Pero también mencionaron que "existen lagunas fundamentales en la comprensión de la comunidad científica sobre cómo crecen los fetos humanos en úteros artificiales, y esto requiere una investigación enfocada antes de realizar ensayos formales".

La ética también es una cuestión en la que están pensando los científicos. Algunos académicos extranjeros mencionaron que las cirugías de trasplante que involucran a bebés extremadamente prematuros a menudo se realizan en las primeras etapas del embarazo. La incisión uterina es relativamente más grande que la del embarazo a término, y existen riesgos como la ruptura del útero y la implantación anormal de la placenta. consentimiento informado El problema. "Nos preocuparía que los padres que están informados sobre la terrible condición de su feto hicieran todo lo posible, incluso si estas técnicas no han sido probadas y son riesgosas".