人造子宮|人造子宮來了,未來女性也不用親自懷孕了?

早產兒是指胎齡小于37周的新生兒 。近年來中國早產兒的發病率呈上升趨勢,約為7% 。早產兒的存活率與胎齡有關,胎齡越小,體重越輕,死亡率越高 。出生時體重不足1500克的嬰兒死亡率約占新生兒期死亡總數的50%,伴發后遺癥的可能性也相對較大 。
如何提高早產兒存活率減少并發癥是急需解決的問題 。另外對于患有子宮疾患的女性,懷孕生子成了奢望 。
如果在體外能夠模擬子宮內環境使胚胎發育,將會同時解決以上兩大問題 。
科學家們提出了人造子宮的設想,人造子宮是通過模擬哺乳動物子宮和卵生動物卵的條件,使受精卵在人造環境下發育,從而擺脫對母體的需求 。
目前已經取得一定進展,未來人造子宮應用的路還有多遠呢?
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在人造子宮孕育期間,這些早產羊羔全部正常發育,血壓和其他健康指標穩定,沒有其他并發癥 。有一部分生下的小羊生長超過一年,經過各項指標檢測,結果也與正常生殖的小羊沒有什么差異 。這項技術如果能夠應用于人類,將會極大提高早產兒的生存機會 。
我國也在進行人造子宮的嘗試 。2020年12月,鄭州大學第一附屬醫院首次取得人造子宮胎羊體外培育的成功,該項研究是由胸外科、產科以及體外支持中心ECMO團隊聯合推進的 。這項研究填補了我國在體外培育的空白 。
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人造子宮,見證小鼠胚胎早期完整發育
2021年3月《自然》雜志發布以色列魏茨曼科學研究所最新研究,該研究利用“人造子宮”,成功培育出數百只小老鼠,且小鼠所有器官發育指標都正常 。
這項研究有什么 “過人”之處?
前述研究僅限于實驗室環境下的早期胚胎分裂、短期發育,或待器官形成后從子宮中取出胎兒并在實驗室中繼續生長 。而這次研究所關注的是“胚胎早期完整發育”,見證其如何發育成生命體 。
研究團隊從母鼠體內提取出孕育只有7.5天、出現內細胞團分化、形成外胚層和原始內胚層的胚胎,此時胚胎僅由250個細胞組成 。將胚胎置入“人造子宮”環境中,“人造子宮”包含保溫箱、營養物質和通風系統等部分 。看似簡單的構想和操作,從概念到成功運轉耗時7年 。
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圖b轉輪中的玻璃瓶是孕育小鼠胚胎的“子宮”,里面裝滿滋養胚胎細胞的特殊液體,其為胚胎發育提供必需的營養成分、激素和糖分 。轉輪轉動則能避免胚胎附著在玻璃瓶側面,避免胚胎變形或停止發育 。
圖c顯示“人造子宮”培養的小鼠胚胎從細胞球長成小鼠胎兒,出現所有器官,心臟有跳動,大腦完全發育 。
這一技術同時也為研究胚胎發育打開新的大門,該技術能避免子宮內部成像限制,使研究者直接觀察胚胎發育過程,或可應用于受精卵移植、流產等研究 。
3D打印子宮是否可行呢?
上述人造子宮可以模擬子宮內環境,但畢竟是生物袋,那么真正的組織型人造子宮是否能夠實現呢?
與之前依托機械的模式完全不同,2001年,康奈爾大學婦產科劉洪清教授體外重新構建出“子宮”這個器官 。
先共同培養受精的人類卵子與子宮內膜細胞,使子宮內膜細胞先在膠原蛋白基質中生長,讓細胞形成類似于子宮內膜組織的多層栓塞,最終筑造出一個由膠原質和軟骨素構成的,可以被生物分解的子宮形狀的支架,然后在上面“播種”子宮內膜細胞,當穩定后將用作支架的物質分解掉,構建了三維的“人造子宮” 。