早產兒可望跟保溫箱說掰掰!美國研發人造體外子宮 8隻早產羊順利存活發育

2017年04月27日 07:57 風傳媒

早產兒未來有可能不用住在保溫箱,而是住在一個與母體子宮環境相似的人造體外子宮,美國費城兒童醫院(CHOP)小兒科研究團隊25日在國際知名期刊《自然通訊》發表報告,他們研發的體外子宮系統成功讓8隻早產羊寶寶存活,且肺部和腦部持續運動發育,領導這項研究的CHOP小兒科暨婦產科主治醫師弗雷克(Alan W. Flake)強調,這個系統能夠解決早產兒面臨的嚴重存活風險。

早產兒。(費城兒童醫院官網)
早產兒。(費城兒童醫院官網)

「生物袋」宛如子宮 維持早產兒發育成長

研究團隊把人造體外子宮稱為「生物袋」(Biobag),它的外觀看起來就要是密封的保鮮袋,儘管形狀不像母體內的子宮,但環境與功能和子宮如出一轍,包括密封環境避免早產兒接觸外界,袋內流動的電解液如同羊水,另外接上2條臍動脈及1條臍靜脈,透過袋外的血管接合點讓袋內的早產兒維持血液循環,以及氧氣和二氧化碳的交流。

美國費城兒童醫院胎兒生理學家戴維為人造體外子宮製造像是羊水的流動液體(AP)
美國費城兒童醫院胎兒生理學家戴維為人造體外子宮製造像是羊水的流動液體(AP)

「生物袋」不須使用幫浦促進循環,因為再溫和的人工壓力都對發育不完全的心臟有致命風險,而尚未發育完全的肺部也無法自行進行氧氣與二氧化碳間的交換,因此「生物袋」完全沒有氣孔。設計電解液流動裝置的胎兒生理學家戴維(Marcus Davey)說:「胎兒的肺被設定為在流動液體中運作,因此我們模擬相同環境,讓肺和器官繼續發育,同時提供營養和成長要素。」

美國費城兒童醫院研究團隊開發人造體外子宮「生物袋」,有助於早產兒順利存活發育(風傳媒製圖)
美國費城兒童醫院研究團隊開發人造體外子宮「生物袋」,有助於早產兒順利存活發育(風傳媒製圖)

重大進步!早產羊在人造體外子宮生存28天

研究團隊花費超過3年時間,研發4種「生物袋」模型才達成今日成果,而試驗的8隻早產羊的年齡相當於23或24周大的人類胎兒,牠們在「生物袋」順利成長發育,肺部與腦部繼續運動,身上也開始長出毛髮,也會睜開眼睛和扭動身體。研究團隊先前的實驗只讓動物早產兒存活60小時(2.5天),且還對腦部造成永久性傷害,但這次的「生物袋」讓早產羊寶寶順利存活670小時(28天)。

這8隻早產羊寶寶在「生物袋」順利存活28天後,已經像其他早產兒一樣轉往新生兒加護中心(NICU)使用呼吸器繼續生存,研究團隊也會觀察這8隻早產羊會不會有長期影響。不過研究團隊坦承,羊與人類還是不同,腦部的發育也有差異,因此會再投入研究,確保這款人造體外子宮系統能夠讓人類早產兒安全適用,而弗雷克稱:「3年後展開人類試驗是可行的事。」

解決早產兒存活風險危機 人造體外子宮可望成救星

CHOP指出,美國每10名新生兒中,就有1名是早產兒,且不到37周大,而美國每年約有30000件早產危險案例,這些早產兒只有26周大,嚴重的早產造成新生兒死亡和罹病風險大幅增加,約有1/3的新生兒死於早產,另有1/2是因早產引發腦部麻痺而來不及看見這世界就離去,儘管現行醫療技術能讓22至23周大、體重不到600公克的早產兒存活機率達到30%至50%,但所需費用驚人。

美國費城兒童醫院小兒科暨婦產科主治醫師弗雷克領導人造體外子宮研究(AP)
美國費城兒童醫院小兒科暨婦產科主治醫師弗雷克領導人造體外子宮研究(AP)

弗雷克強調:「這些早產兒迫切需要1個連接母體子宮和外部世界的橋樑,如果我們能研發出體外子宮系統,支撐(早產兒)發育成長數周時間,我們就很有機會幫助這些嚴重早產的嬰兒存活。」倘若「生物袋」最終研發成功,每年也能節省約430億美元(約新台幣1.3兆元)的醫療開支,而這項研究針對23周以上的早產兒進行,因為更早出生的早產兒面臨更大的存活風險,「生物袋」難以支持生命。

對於這項研究往前邁進一大步,弗雷克表示:「不論何時看到早產羊,我依然感到震驚,我覺得坐在那裡,看著早產兒在這個維持生命系統中,就像待在母體子宮內一樣時,令人感到相當驚奇......這真的是讓人非常讚嘆的成果,能夠讓早產兒在母體外正常的生存下去。」

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