人造子宫技术：辅助早产儿发育的突破与局限

近日，一则“新加坡全球首台孕育机器人预计在一年内推出样机”的新闻引发争议，事实上，这款所谓的“孕育机器人”，核心是搭载人造子宫的仿生设备。

一、人造子宫概述

人造子宫（artificial uterus，AU）指通过人工培育受精卵，提供体外支持并补充适当的营养和氧气，模仿哺乳动物雌性子宫内环境进而支持胎儿发育的系统。目前，该技术已经在羊羔、小鼠实验中证实可行性；在 2023 年，美国 FDA 讨论批准了全球首例人造子宫人体临床试验，目标为辅助早产儿继续发育，而非完全替代母体生育。

二、人造子宫用于辅助早产儿发育

根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）的定义，胎龄在 37 周及以下的新生儿为早产儿。其中低于 28 周为超早产儿（extremely preterm infant，EPI），占早产儿比例为 5.5% ；胎龄在 28-<32 周的为极早产儿（very preterm infant，VPI），占早产儿比例为10.5% ；胎龄在 32-<34 周的为中度早产儿（moderate preterm infant），胎龄在 34-<37 周的为晚期早产儿（late preterm infant），中晚期早产儿占早产儿比例为 85% 。

全球疾病负担研究显示，早产占全球疾病负担的 5% ，同时也是导致新生儿死亡的首要原因，因早产导致的死亡人数占到全球婴儿死亡人数的 35% ，更是成为了导致 5 岁以下儿童死亡的第二大原因。

早在 2017 年，美国费城儿童医院研发了一种塑料袋式“人造子宫”，8 只羊羔胎儿在“人造子宫”中存活了4 周，并成功出生。移入“人造子宫”时，羔羊胎儿胎龄相当于 22-23 周的人类胎儿，证明该技术足够支持超早产儿宫外存活。

AU 的出现或将成为用于 EPI 的新的医学手段。该系统由 3 部分组成，一是无泵动静脉血液循环系统：类似于胎儿在子宫内的生理循环，利用胎盘维持体内外气体交换，通过脐带血管与体外氧合器相连，依靠胎羊自身心脏的跳动驱动血液在这套系统中循环；二是连续液体交换的封闭流体环境：用透明的聚乙烯薄膜将外界隔绝，人工配制的羊水从一端流入、另一端流出，实现胎儿营养供给与代谢产物清除；三是新型脐带血管通路：更接近子宫内血流动力学，插管于脐动脉，且套管与胎羊腹壁之间保持 5～10cm 的天然脐带长度。该研究团队使用了在发育程度上与 EPI 相当的胎羊胎儿，通过这一宫外装置实现了长达4 周的稳定生理支持。

三、人造子宫用于救治超早产儿的优势

有研究对新生儿死亡因素分析显示，导致早产儿死亡的四大主要原因依次是：呼吸窘迫综合症、重度窒息、新生儿畸形、肺出血；而对各胎龄组早产儿相关病例进行临床分析发现，超早产儿的常见并发症主要为呼吸窘迫综合征、支气管肺发育不良、脑室内出血、动脉导管未闭、早产儿视网膜病、败血症和新生儿坏死性小肠结肠炎等。由于器官通常发育不成熟，约 40% 胎龄为 22~23 周的婴儿在出生后 12h内死亡。针对以上 EPI 常见疾病，AU 能够在一定程度上发挥缓解或改善作用。

a) 保护肺部发育

现有医疗技术在面对呼吸系统疾病如呼吸衰竭时，一般先选择经鼻呼吸支持技术，必要时选择性使用肺表面活性物质（PS），危重情况下则需气管插管机械通气。即便改良后的“经胃管微创注入PS（LSA）+ 经鼻同步正压通气（SNIPPV）”技术能减少创伤，经鼻通气仍可能损伤婴儿肺部发育。

而超早产儿出生后使用人造子宫，可使肺部保持液体充盈、维持正常气道压力及肺发育所需的声门阻力，支持肺部逐步成熟至可自主呼吸，既能减少体外环境对肺部的损害，又能预防肺部疾病。

b) 降低脑损伤风险

对人造子宫中生长的胎羊进行脑生长和发育的评估发现，胎羊与同时期的子宫胎儿大脑与体重比例相同，脑回厚度生长曲线与预期曲线相似，无任何与缺血对人造子宫中生长的胎羊进行脑发育评估发现，其大脑与体重的比例、脑回厚度生长曲线均与同期子宫内胎儿一致，且无缺血、梗死或髓鞘相关的组织学病变。研究显示，体重与头围的生长速度与脑瘫及神经发育障碍风险密切相关。人造子宫能保证胎羊发育速度与宫内胎儿相当，大幅减少因发育不成熟、感染或宫外环境因素导致的脑损伤，有效降低超早产儿脑室内出血（IVH）等疾病的发病率。

c) 减少感染风险

人造子宫的封闭无菌流体环境类似母体宫内环境，可减少外界接触及人为操作，相比新生儿重症监护室（NICU）的标准化治疗，能更有效避免院内获得性感染。此外，封闭环境从根本上解决了前期装置存在的羊水污染问题，仅在需采集生物样本时可能出现低水平污染，且可通过增加液体交换清除。

d) 促进营养吸收

胎儿在人造子宫内吞咽羊水，不仅能维持体液平衡，还为营养补充提供了新途径。目前已可研发富含营养因子及有益成分的优化“羊水”用于设备循环，通过吞咽支持超早产儿肠内营养，促进胃肠动力成熟，提高喂养耐受性。

四、人造子宫用于救治超早产儿的局限性

人造子宫无法完全复制母体与胎盘的功能。母体胎盘除气体交换、代谢产物清除、营养支持等基础作用外，还能为胎儿传递母体抗体以建立临时免疫系统，并分泌多种激素、酶及细胞因子支持发育。尽管人造子宫可实现超早产儿的基本生命支持，但在复刻子宫全部机能方面仍有显著差距。

五、医学前景

人造子宫技术作为辅助早产儿发育的新兴手段，已在动物实验中展现出巨大潜力，尤其在缓解超早产儿呼吸系统疾病、降低脑损伤风险、减少感染及促进营养吸收等方面优势突出，为改善早产儿生存质量带来新希望。

然而，该技术仍存在局限性，尚未攻克母体胎盘的复杂功能（如免疫抗体传递、激素分泌等）。未来，随着研究深入，人造子宫有望在模拟母体环境、完善生命支持系统等方面取得突破，但需兼顾技术创新与伦理规范，在保障医疗安全的前提下逐步实现从实验室到临床的转化，最终更好地守护早产儿的生命与健康。