Как это работает. Инкубатор для новорожденных
17 ноября отмечается Международный день недоношенных детей (World Prematurity Day). Каждый год на планете около 15 миллионов детей рождаются недоношенными – в среднем это каждый десятый ребенок. К счастью, развитие медицинских технологий с каждым годом делает медицинские прогнозы для недоношенных малышей все более благополучными. Современное оборудование «научилось» выхаживать детей весом от 500 г.
Холдинг «Швабе» Госкорпорации Ростех производит в линейке неонатального оборудования инкубаторы для новорожденных, которые уже более 20 лет спасают детские жизни. На примере одной из моделей изучаем, как устроен и работает инкубатор.
История инкубаторов
Недоношенным считается ребенок, появившийся на свет ранее 37 полных недель беременности. Ежегодно в России рождается примерно 100 тыс. таких детей. Среди основных факторов преждевременных родов: плохая наследственность и заболевания матери, а также стресс, тяжелый труд и плохое питание. Дети-торопыжки рождаются слабыми, часто не могут сами дышать и питаться, их кожные покровы и органы еще не сформировались до конца. Чтобы выжить и развиваться, им нужна особая среда, приближенная к той, в которой они находились в утробе матери.
Наши предки интуитивно понимали, что родившемуся до срока ребенку нужно помочь. Малышей укутывали в пеленки, заворачивали в мех, укладывали в теплом месте, нежную кожу оберегали маслами. Первые специальные устройства – кувезы (от фр. couveuse «наседка», «инкубатор»), созданные по аналогии с инкубаторами для куриных яиц, появились в конце XIX века.
В 1891 году француз Александр Лион представил бокс для недоношенных детей, в который нагнетался теплый воздух для поддержания температуры. Так новорожденному не нужно было тратить силы на терморегуляцию. Однако изобретение Лиона не нашло должного отклика у врачей, и изобретателю пришлось прибегнуть к довольно оригинальному способу продвижения своей идеи: демонстрировать инкубаторы с детьми как аттракцион на городских ярмарках.
Вскоре к Лиону присоединился Мартин Кони − то ли врач, то ли авантюрист, который развил это дело до международных масштабов. В нью-йоркском «луна-парке» он открыл павильон с инкубаторами, пользовавшийся бешеной популярностью. Все больницы Нью-Йорка посылали сюда своих недоношенных подопечных. Через выставочные павильоны «доктора» Кони, по разным оценкам, прошло от 6 до 8 тысяч новорожденных.
Несмотря на сомнительность методов, к кувезам Лиона и Кони было привлечено огромное внимание общественности. Кроме того, они показали впечатляющие результаты – выживаемость недоношенных выросла с 15 до 85%. Мартин Кони вкладывал средства, полученные от билетов, на совершенствование инкубаторов, а сами выставки проработали около 30 лет, пока больницы не начали устанавливать кувезы у себя. Так бизнес-авантюра изменила мир.
Как устроен инкубатор
С помощью современных инкубаторов можно создать идеальный микроклимат и защитить новорожденного от пока враждебной ему среды. Сегодня все инкубаторы строятся по единой принципиальной схеме: металлический или пластиковый корпус, установленный на каталке, электрооборудование и большой прозрачный колпак. На примере инкубатора интенсивной терапии ИДН-03 производства Уральского оптико-механического завода им. Э.С. Яламова холдинга «Швабе» рассмотрим устройство этих важных приборов.
Основной частью инкубатора является бокс-модуль, в котором располагается ребенок. Для визуального контакта и наблюдения колпак модуля выполняется из прозрачного материала. В случае ИДН-03 это особо прочный поликарбонат, устойчивый к воздействию от облучения бактерицидными лампами. Для доступа к младенцу и разного рода манипуляций в модуле есть шесть окон и две боковые откидывающиеся стенки, а также 12 портов-отверстий под дополнительное оборудование, трубки и капельницы. Модуль установлен на подвижной тележке с подъемным устройством и регулировкой наклона.
Самая важная функция инкубатора – поддерживать правильный теплообмен новорожденного. Для этого в модуле создается оптимальная термонейтральная среда. Выбор режима регулирования температуры (по воздуху или по коже) и самой температуры зависит от состояния ребенка. Другими важными показателями являются уровень влажности и циркуляция воздуха внутри модуля. Все эти параметры поддерживаются с помощью сервоконтроля – автоматической системы слежения и регулировки. Уникальная система циркуляции воздуха в инкубаторе ИДН-03 позволяет сохранять стабильный микроклимат даже при открытии окон доступа.
К новорожденному присоединены различные датчики, контролирующие дыхание, сердцебиение, температуру и другие функции организма. В случае необходимости подключается аппарат искусственной вентиляции легких. Если у ребенка не сформирован глотательный рефлекс, питание поступает по специальному зонду. При критическом изменении важных параметров срабатывает визуальная и звуковая сигнализация.
Медики, работающие с инкубатором ИДН-03, отмечают удобный и понятный пользовательский интерфейс, с помощью которого можно быстро задавать нужные программы работы и контролировать показатели. Дисплей отражает в виде графиков изменения параметров во времени, а результаты мониторинга можно сохранять на срок до 7 суток, что очень удобно для анализа.
Инкубатор «Швабе» позволяет проводить рентгенографию, не вынимая малыша из бокса. Также опционально устанавливаются встроенные весы, которые дают возможность взвешивать малыша прямо в инкубаторе. При этом взвешивание можно проводить автоматически через определенные интервалы времени и записывать данные в систему. По желанию заказчика ИДН-03 дополняется системой видеомониторинга.
Инкубаторы «Швабе» уже более 20 лет спасают детские жизни в России и других странах. Устройства используются в отделениях патологии новорожденных, реанимационных отделениях и палатах интенсивной терапии, в отделениях неотложной и лечебной педиатрии, родильных домах. С помощью ИДН-03 можно выхаживать новорожденных даже с экстремально низкой массой тела – от 500 г. Всего несколько десятков лет назад у таких детей практически не было шансов выжить, а сегодня благодаря усилиям инженеров и медиков чудо стало реальностью.
События, связанные с этим
Медицина на дому: гаджеты Ростеха для бытового применения
НИИ телевидения: от первых телевизоров до космической телесвязи
Источник
Суррогатное материнство может уйти в прошлое, весь цикл беременности обеспечит искусственная матка
2 апреля 2020 , 21:09
Израильские ученые создали биологическую модель человеческой матки, которая сможет обеспечить весь процесс внутриутробного развития плода.
ЛИМИТ 12 НЕДЕЛЬ
Над созданием искусственной матки трудится группа научных сотрудников университета Тель-Авива под руководством доктора Дэвида Элада. На пресс-конференции он рассказал журналистам о достижениях:
— Наша цель — создать полную аналогию живой матки. Это позволит кардинально изменить процесс ЭКО: не надо будет пересаживать эмбрионы в матку женщины, согласившейся выносить чужого ребенка. В скором времени суррогатное материнство уйдет в прошлое, поскольку искусственная матка обеспечит весь процесс беременности, начиная с зачатия и заканчивая рождением младенца. Мы создали модель матки со стенками из биоинженерной ткани. Для этого брали клетки эндометрия и мышечного слоя и наращивали их тонкими слоями, подвергая гормональной обработке. Оплодотворенные яйцеклетки успешно имплантируются в эти стенки, эмбрионы обеспечиваются всем необходимым для развития. Сейчас мы исследуем этап внутриутробного роста в течение первых двенадцати недель, и я могу с уверенностью сказать — этот процесс проходит нормально, практически не отличаясь от естественного хода беременности».
Упоминание о 12-недельном сроке не случайно. Дело в том, что работе ученых препятствуют законы, действующие в большинстве стран. 12 недель — максимальный разрешенный срок проведения абортов, а также всяческих научных экспериментов с человеческими эмбрионами. Превышение этого срока грозит ученым уголовной ответственностью.
ВЫЖИВШИЕ В КУВЕЗЕ
Идею создания искусственной утробы ученые пытаются воплотить с середины прошлого века. Первоначальная цель — выживание недоношенных детей. Для этого были созданы так называемые кувезы, которые и сегодня применяются для выхаживания преждевременно рожденных младенцев.
Кувеза — герметичный контейнер из пластика, в который помещают недоношенного ребенка. С помощью специальной аппаратуры в контейнере поддерживаются параметры, оптимальные для выживания плода — давление, температура, влажность, уровень кислорода. Но все же эти условия значительно отличаются от «внутриматочных»: отсутствуют околоплодные воды и (главное!) пуповина, связывающая организм матери и ребенка. Дыхание плода обеспечивает система искусственной вентиляции легких, а питание вводится внутривенно.
Метод спасения недоношенных детей с помощью кувезы называется неонатальной интенсивной терапией. Он позволяет спасти ребенка, родившегося не ранее 22-й недели беременности. На более ранних сроках у плода еще не сформирована система дыхания, кислород поступает к нему в кровь через пуповину, а лишившись этого источника, он обречен на гибель.
Но даже у детей, родившихся чуть позже, шансы на выживание не слишком высоки: на 23-й неделе — 15%, на 24-й — 55%, на 25-й — порядка 80%. Вообще вынашивание меньше 28 недель считается экстремальной (IV степени) недоношенностью. Ее характерные признаки — дефицит роста ребенка (меньше 35 см) и массы тела (меньше 1000 граммов). Современная аппаратура неонатальной интенсивной терапии позволяет выхаживать даже 500-граммовых младенцев.
«Неонатальная терапия порождает другую серьезную проблему, — говорит доктор Дэвид Элад. — Более 20% недоношенных детей, выживших в кувезах, имеют в дальнейшем задержки в развитии, серьезные проблемы со здоровьем — недоразвитие бронхов и легких, детский церберальный паралич, и главное — нарушения деятельности головного мозга, поскольку этот орган развивается у плода дольше всего. Если же плод будет все 9 месяцев находиться в искусственной матке, под наблюдением врачей, эти проблемы будут исключены. Мы очень надеемся на внедрение нашего метода в ближайшем будущем».
ДЕЛО ЗА МАЛЫМ
Создание искусственной матки породило споры в научных кругах. Прежде всего это касается экспериментов с человеческими эмбрионами, которые, как уже было сказано, пока юридически ограничены определенным сроком. Также возникает много вопросов о необходимости семьи как таковой: ведь мужчина может стать отцом вообще без участия женщины, получив готового ребенка с помощью купленной яйцеклетки и «матки-инкубатора».
Сторонники же искусственной матки приводят ряд аргументов «за». Это прекрасный шанс обрести счастье материнства для многих женщин, столкнувшихся с проблемой бесплодия. При этом отпадает необходимость в суррогатной матери, также спорная с этической точки зрения.
Ученые утверждают, что вынашивание в «инкубаторе» намного более безопасно как для матери, освобожденной от груза беременности, так и (главным образом) для ребенка: он находится под постоянным медицинским контролем, исключается случайное инфицирование плода от матери, а также передачи через кровеносную систему алкоголя, никотина или наркотиков (в случае употребления их беременной женщиной).
Специалисты убеждены, что искусственная матка, созданная израильскими учеными, способна обеспечить полный девятимесячный цикл беременности и рождение здорового ребенка, без всякого ущерба для его развития. И пока вокруг этих опытов различные общественные деятели наворачивают массу этических проблем, ученые упорно продолжают работать, доводя искусственную матку до совершенства.
По словам ученых, дело осталось за малым — получить юридическое и этическое разрешение на продолжение экспериментов. В этом случае они готовы закончить тестирование искусственной матки в течение полутора-двух лет.
Добавьте АН в свои источники, чтобы не пропустить важные события — Яндекс Новости
Станьте членом КЛАНА и каждый вторник вы будете получать свежий номер «Аргументы Недели», со скидкой более чем 70%, вместе с эксклюзивными материалами, не вошедшими в полосы газеты. Получите премиум доступ к библиотеке интереснейших и популярных книг, а также архиву более чем 700 вышедших номеров БЕСПЛАТНО. В дополнение у вас появится возможность целый год пользоваться бесплатными юридическими консультациями наших экспертов.
- Введите свой электронный адрес, после чего выберите любой удобный способ оплаты годовой подписки
Источник
Искусственная матка стала реальностью
В 1924 году биолог Джон Холдейн предсказал, что к 2074 только 30% детей будут вынашиваться своими матерями. Открытие американских ученых, создавших прототип искусственной матки, позволяет рассчитывать на досрочную реализацию прогноза. The Guardian рассуждает, какие этические риски несет искусственное вынашивание детей.
Читайте «Хайтек» в
В 1880 году акушер Стефан Тарнье изготовил первый в истории инкубатор для недоношенных детей. Фактически это был просто деревянный ящик с отсеком для хранения бутылки с теплой водой, но эта простая конструкция позволила уменьшить смертность среди младенцев почти вдвое. К 1960 году начались эксперименты по созданию более продвинутых инкубаторов, которые, по задумкам ученых, должны были воспроизводить все функции матки. В экспериментах использовались эмбрионы кроликов, ягнят и коз, но каждый раз исследователи терпели неудачи — плоды погибали от заражения, сбоев системы и множества других факторов.
За прошедшие десятилетия инкубаторы мало изменились. Сегодня они способны поддерживать жизнь младенца не младше 22 недель. При этом 80% тех, что рождаются на 23 неделе или раньше, умирает. Для 20% выживших искусственное выхаживание оборачивается задержками в развитии и различными дефектами. У тех, кто помещается в инкубатор до 28 недели, выявляются проблемы с мозгом, потому что этот орган развивается у плода дольше всего.
Причиной Сверхпустоты Эридана может быть параллельная вселенная
Лишь недавно американским ученым удалось совершить прорыв, вплотную приблизившись к созданию искусственной матки. В разработанном исследователями Детского госпиталя Филадельфии инновационном инкубаторе удалось вырастить совершенно здоровых ягнят. Инкубатор представляет собой пластиковый мешок с жидкостью, в котором находятся контур, проводящий кислород, и трубки для доставки жизненно важных веществ — его устройство принципиально отличается от современных моделей, он больше похож на настоящую матку.
Ученые помещали эмбрионы овец в эту искусственную матку на сроке, соответствующем концу пятого месяца человеческой беременности — 22-24 недели. Ягненок открывал рот, глаза, постепенно его кожа уплотнялась, и он покрывался шерстью. Происходил нормальный процесс развития плода. Между тем, при прерывании беременности на таком сроке при использовании существующих инкубаторов выживает менее половины недоношенных младенцев. А угроза развития у выживших серьезной инвалидности достигает 90%. Созданная в Филадельфии искусственная матка кардинально поменяет ситуацию в выхаживании недоношенных детей. Но не только.
Ранее ученым удавалось обходить этические вопросы, неизбежные при создании искусственной матки: технологии просто не позволяли такого. Но теперь споры разгораются. Дальнейшее совершенствование созданного американскими учеными аппарата для искусственного вынашивания позволит выращивать эмбрионы с самых ранних стадий. По сути сделает ненужным естественный процесс беременности. Ученые говорят, что такой формат может быть даже более безопасным для ребенка: к примеру, исключается контакт плода с алкоголем и наркотиками, которые может принимать беременная женщина. Отпадет необходимость и в спорном с этической точки зрения суррогатном материнстве.
Наконец, искусственная матка освободит женщин от опасностей беременности, даст возможность более равномерно распределить рабочее время, но вместе с этим породит множество вопросов о необходимости семьи. Мужчинам искусственная матка позволит заводить детей вообще без участия его матери: достаточно найти донора яйцеклетки, провести экстракорпоральное оплодотворение и искусственно выносить плод.
Барьеры, которые встают на пути новой технологии, в первую очередь этические. Хоть это и уравняет мужчин и женщин с точки зрения продолжения рода, но, возможно, общество еще не готово к разрушению биологической основы семьи. При этом запас времени до 2074 года значительный, так что прогнозы Холдейна имеют все шансы на досрочную реализацию.
Источник