Künstliche Gebärmutter soll Frühchen das Leben retten
Amerikanische Forscher haben Biobag entwickelt – eine Gebärmutter aus Kunststoff, die mit künstlichem Fruchtwasser gefüllt ist. Sie soll die Überlebenschancen frühgeborener Kinder erhöhen und die Risiken von Entwicklungsschäden reduzieren.
Ein zu früh geborenes Baby im Children's Hospital of Philadelphia: Die Überlebenschancen extremer Frühchen sind erheblich gestiegen. Doch nach wie vor müssen die Babys kritische Wochen überstehen. US-Forscher wollen die Kleinen in einem Beutel, einer Art künstlichen Gebärmutter, heranreifen lassen.
Foto: Ed Cunicelli/The Children's Hospital of Philadelphia/dpa
Statt auf einen Brutkasten setzen Alan Flake und seine Kollegen vom Kinderkrankenhaus Philadelphia auf einen mit künstlichem Fruchtwasser gefüllten Brutbeutel aus Kunststoff. Dabei ist die Nabelschnur des Frühchens über mehrere Kanülen in den Blutgefäßen mit einer externen Maschine verbunden, die Sauerstoff und Nährstoffe liefert.
Verzicht auf Pumpe
Im Unterschied zu bisherigen Forschungen haben die Wissenschaftler aus Philadelphia auf eine Pumpe verzichtet, die den Kreislauf der sauerstoffhaltigen Flüssigkeit antreibt. Das Herz des Frühchens muss es alleine schaffen. Der Grund: Schon ein geringer künstlicher Druck kann das Herz des Ungeborenen überfordern und zu irreversiblen Schäden führen.
Und auch mit der Zugabe von Blutverdünner gehen die Mediziner äußerst sparsam um: Sie beschichteten nur die Oberflächen der mechanischen Teile im Beutel damit. Ganz verzichtet werden kann auf Blutverdünner nicht: Sie sind notwendig, um die Bildung von Klümpchen im Blutkreislauf des Frühgeborenen zu vermeiden. Andererseits erhöhen sie aber die Gefahr von Blutungen im Gehirn.
Für Frühchen ab der 23. Woche
Der Fötus im Biobag kann das Fruchtwasser wie in der Gebärmutter schlucken und einatmen. „Die Lungen des Ungeborenen sind dafür ausgelegt, in Flüssigkeit zu funktionieren, und genau diese Umgebung simulieren wir hier“, sagt Flakes Kollege Marcus Davey.
Die neue Technologie ist für Frühchen ab der 23. Woche gedacht. „Solche Kinder benötigen eine Brücke zwischen dem Mutterleib und der Außenwelt“, erklärt Flake. „Unser System könnte die schwerwiegenden Schäden verhindern, die extrem frühgeborene Kinder bisher erleiden.“
Studienleiter Alan Flake im Children’s Hospital of Philadelphia.
Quelle: Children's Hospital of Philadelphia/dpa
In der 23. Schwangerschaftswoche sind Neugeborene noch nicht einmal 500 Gramm schwer. Vor allem ist die Lunge noch nicht für den Kontakt mit der Luft bereit und im Mutterleib noch mit Flüssigkeit gefüllt. Und genau hier setzt das neue System an. Flakes Kollege Marcus Davey: „Das Fruchtwasser erlaubt es den Lungen und anderen Organen, sich zu entwickeln, und liefert ihnen dafür die Nährstoffe und Wachstumsfaktoren.“ Über ihr Projekt berichten Flake und sein Team im Fachmagazin Nature.
Erfolgreich an Lämmern getestet
Getestet haben die Forscher ihre künstliche Gebärmutter an frühgeborenen Lämmern, deren Entwicklungszustand einem menschlichen Fötus in der 23. bis 24. Schwangerschaftswoche entspricht. Das Ergebnis: Die Frühchen überlebten im Biobag bis zu vier Wochen lang. Lunge und Gehirn entwickelten sich normal weiter.
„Die Tiere öffneten ihre Augen, wurden aktiver, hatten offenbar eine normale Atmung und Schluckbewegungen und bildeten Wolle“, schreiben die Wissenschaftler. Die Tiere befanden sich in einem guten Allgemeinzustand und zeigten keine Anzeichen von Stress. Einige konnten danach sogar selbstständig atmen, andere benötigten ähnlich wie menschliche Frühgeborene eine künstliche Beatmung.
Die Illustration vom Children’s Hospital of Philadelphia zeigt ein Lamm im Biobag.
Quelle: Children's Hospital of Philadelphia/dpa
Für den Einsatz am Menschen muss das System noch weiterentwickelt bzw. angepasst werden. Flake ist aber zuversichtlich, dass der Biobag schon in rund zehn Jahren die bisherigen Brutkästen und Beatmungsgeräte bei extremen Frühchen ersetzen kann.
Akzeptanzproblem befürchtet
Ein wenig Sorgen bereitet den Wissenschaftlern, dass Eltern einen fruchtwassergefüllten Plastikbeutel als Brutstätte für ihr Kind ablehnen könnten. Für eine größere Akzeptanz haben sie sich deshalb auch schon etwas überlegt: Das System lasse sich so anpassen, dass sich die Eltern mit ihrem Baby verbunden fühlen. Dies könne über Ultraschall, Kameraaufnahmen oder die Möglichkeit, mütterliche Herztöne und andere Umgebungsgeräusche vorzuspielen geschehen.
Seit mehr als 50 Jahren wird inzwischen an Hilfen für Frühchen gearbeitet. Zu den Entwicklungen aus jüngster Vergangenheit zählt zum Beispiel eine Art Tasche aus Stoff, die den mütterlichen Uterus simulieren soll. Integriert werden Aktuatoren, die das Baby stimulieren – wie die Muskelbewegungen des realen Uterus. So werden die motorischen und sensorischen Fähigkeiten gefördert und damit die Entwicklung des Gehirns.
Für Frühchen in Flüchtlingslagern ist ein aufblasbarer Brutkasten gedacht, der mit dem James-Dyson-Award ausgezeichnet wurde.
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