Вопросы эктогенеза и возникновения экстракорпоральной системы развития плода

Мысль о необходимости создания системы, способной поддержать и обеспечить полноценное развитие человеческого эмбриона, зародилась в середине XX в. Совокупность факторов, созданных искусственным путем и максимально приближенных к естественным физиологическим, даст шанс провести полноценное развитие плода без участия органов репродуктивной системы женского организма, позволит плоду развиваться в отдельной среде, где он исключен из возможного вредного воздействия материнских болезней или токсических веществ. Эта статья представляет собой обзор информации и резюме публикаций, посвященных данному вопросу. Создание экстракорпоральной системы развития плода (ЭСРП) сопряжено с рядом трудностей. Одной из основных является воспроизведение оптимальных условий для развития плода в искусственной среде, где плод должен будет находиться на протяжении всего срока формирования. Во избежание нарушений онтогенеза и возникновения патологий систем органов при использовании ЭСРП необходимо в полной мере воссоздать все условия, характерные для полноценного внутри­утробного развития, что включает не только снабжение растущего эмбриона питательными веществами, но и поддержание таких параметров, как pH и температура. С каждым годом растет интерес к созданию аппарата, позволяющего развиваться плодам ex vivo. За последние несколько лет опубликовано множество отчетов на тему создания нужных компонентов аппарата (искусственная плацента, заменитель амниотической жидкости и т.д.). Системы жизнеобеспечения совершенствуются и дополняются новыми элементами, которые способствуют воспроизведению естественных условий, что в норме создаются материнским организмом. Заключение: Создание искусственных условий для развития плода, имитирующих все физиологические параметры естественной среды для полноценного формирования организма, является основной целью научно-исследовательских групп. Системы ЭСРП позволят: воспроизвести жизненно важные условия для роста и развития плода и смогут помочь женщинам, неспособным самостоятельно выносить ребенка; пересмотреть взгляды общества на суррогатное материнство и восстановление детородной функции посредством трансплантации матки. До сих пор нет ясного понимания, как подобный способ вынашивания может отразиться на отношениях матери и ребенка, что с этической точки зрения может ставить под угрозу создание и использование подобного аппарата.

Вклад авторов: Горячев А.А. – сбор и обработка материала, написание текста; Яворовская К.А. – редактирование.

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование: Финансирование данной работы не предполагается.

Для цитирования: Яворовская К.А., Горячев А.А. Вопросы эктогенеза и возникновения экстракорпоральной системы развития плода. Акушерство и гинекология. 2023; 10: 70-76 https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.133

Экстракорпоральная система развития плода (ЭСРП), или искусственная матка (ИМ), – это имитация внутриутробной среды с экстракорпоральным воспроизведением всех необходимых условий для развития плода. Функционально-структурные особенности естественных органов тела человека воспроизведены в заменяющих их искусственных органах, поддерживающих все витальные функции эмбриона, таких как система искусственного кровообращения, оксигенации, подачи гормонов и т.д.

Первый прототип ЭСРП был создан в городской Нью-Йоркской больнице М. Гринбергом в 1958 г. [1]. Модель состояла из набора устройств, которые должны были заменить функции органов человека:

• камера (placental lake) – резервуар для размещения плода, наполненный околоплодными водами. Данная емкость необходима для создания условий, подобных тем, что возникают по мере развития плода в материнском организме, направленных на поддержание его жизнедеятельности;
• устройство для подключения к пуповине (через нее осуществлялся бы прямой контакт с плодом);
• «искусственное сердце» (для создания градиента давления, обеспечивающее циркуляцию крови по системе);
• «искусственные легкие» (для поддержания уровня оксигенации крови);
• «искусственные почки» (для выведения из системы продуктов обмена).

Аппарат должен был создавать все нужные условия, в том числе бактериальную стерильность, постоянную температуру, и обеспечивать плод всеми питательными веществами, необходимыми для его формирования [1].

Разработка Гринберга демонстрировала общий план строения устройства. Никакими должными функциями она не обладала. Несмотря на это, данный макет стал основой для дальнейшего развития идеи создания ЭСРП и задал новую траекторию разработок [1].

Предпосылки к созданию экстракорпоральной системы развития плода и искусственной плаценты

Одной из основных причин неонатальной смертности и тяжелой хронической заболеваемости остается выраженная недоношенность плода. Сложность оказания неонатальной помощи связана со значительными ятрогенными воздействиями и значительной незрелостью развития плода, ведущими к возникновению заболеваний у детей. Разработки в области создания искусственной плаценты (ИП) позволят дать клинической практике более физиологический подход, заменяющий плацентарную функцию и обеспечивающий среду, подобную матке, для полноценного развития плода.

Данная концепция изучалась в течение последних 60 лет с ограниченным успехом. Основная задача исследовательских групп – имитация маточно-плацентарной физиологии. Последние технологические достижения улучшили экспериментальные модели и приблизили данный экспериментальный метод к клиническому применению.

Концепция использования ИП для поддержки незрелых плодов не нова. В начале 1950-х гг. была разработана примитивная технология оксигенаторов, что послужило основой для создания концепции экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО). Экстракорпоральный мембранный оксигенатор позволяет временно (от нескольких дней до нескольких месяцев) поддерживать функции сердца и/или легких (полностью или частично). При сердечно-легочной недостаточности ЭКМО позволяет восстановить функции органа или временно его заместить, что может быть применено и для отдельного лечения дыхательной недостаточности [2]. Технология позволила поддерживать организм человека при необходимости заменить и восполнить нефункционирующую систему органов.

Разработка ИП началась в 1958 г., когда Westin B. et al. канюлировали пупочные сосуды 7 жизнеспособных человеческих плодов в подогреваемой перфузионной камере и подключили их к спиральному пленочному оксигенатору из плексигласа, продлив их жизнь на 12 ч [3]. Постепенно количество подобных экспериментов начало расти. Исследования проводили на эмбрионах ягнят [3–5].

С тех пор многие группы экспериментировали с моделями ИП, используя различные конфигурации контуров, насосы, оксигенаторы, типы сосудистого доступа и контейнеры для жидкости, постепенно улучшая доставку кислорода и повышая время выживания эмбрионов [6, 7].

В течение первого десятилетия исследования ИП были направлены на сохранение фетального кровообращения и увеличение потоков в контуре для оптимизации оксигенации и увеличения времени выживания в контуре [6]. К 1970-м гг. интерес к исследованиям в области ИП и ЭСРП временно снизился в связи с важными достижениями в области неонатальной помощи, такими как механическая вентиляция с положительным давлением [8–10], пренатальная материнская стероидная терапия [11, 12] и экзогенное введение сурфактанта [13, 14].

Осознание ограничений этих методов лечения вызвало возобновление интереса к иссле...

Яворовская К.А., Горячев А.А.