Kweekmantel: de kunstmatige baarmoeder voor te vroeg geboren baby's
Een kweekmantel is de Nederlandse naam voor wat internationaal een 'artificial womb' of kunstmatige baarmoeder heet: een apparaat dat de functie van de baarmoeder van buiten het lichaam nabootst. Het idee is niet om een kind helemaal buiten een moeder te laten groeien van bevruchting tot geboorte, maar om extreem te vroeg geboren baby's op te vangen in een omgeving die veel meer lijkt op de baarmoeder dan een gewone couveuse. In plaats van meteen lucht in te ademen, blijft de baby in een met vloeistof gevulde zak drijven, terwijl zuurstof en voedingsstoffen via de navelstreng worden aangevoerd, precies zoals dat in de buik ook gaat.
Een goede vergelijking is een vis die je niet zomaar op het droge legt, maar eerst in een bak water zet die zo veel mogelijk lijkt op zijn natuurlijke leefomgeving, tot hij sterk genoeg is om aan land te overleven. Zo probeert de kweekmantel longen, hersenen en andere organen van een baby die soms al bij 22 tot 24 weken zwangerschap geboren wordt, de tijd te geven om verder te rijpen in een vloeibaar milieu, in plaats van dat die organen abrupt moeten wennen aan lucht en beademingsapparatuur die ze eigenlijk nog niet aankunnen.
Wat is het precies?
Het hart van een kweekmantel is een doorzichtige, met vloeistof gevulde zak die de rol van de baarmoeder overneemt. Die vloeistof lijkt op vruchtwater: de baby drijft erin, ademt geen lucht in en houdt de longen gevuld met vocht, net als in de buik. Dat is belangrijk, want de longen van een baby die ver voor de uitgerekende datum geboren wordt, zijn vaak nog niet klaar om zuurstof uit lucht te halen.
Aan de navelstreng van de baby wordt een systeem van dunne slangetjes gekoppeld dat de functie van de placenta (de moederkoek) overneemt. Via die slangetjes stroomt bloed van de baby naar een klein toestel buiten de zak, een soort kunstmatige placenta of oxygenator, waar zuurstof wordt toegevoegd en koolstofdioxide wordt verwijderd. Vervolgens stroomt het bloed terug naar de baby. Belangrijk detail: er zit meestal geen mechanische pomp tussen, het hartje van de baby zelf pompt het bloed rond, net zoals dat in de buik van de moeder ook al gebeurt. Dat is bewust zo ontworpen, omdat mechanische pompen kleine, kwetsbare bloedvaten kunnen beschadigen.
Rondom de zak wordt de temperatuur nauwkeurig geregeld, blijft het steriel, en wordt constant gemeten hoe de baby ervoor staat: hartslag, zuurstofgehalte, groei. Het doel is niet dat de baby daar weken tot maanden in blijft, maar dat de meest kritieke periode direct na een zeer vroege geboorte overbrugd wordt, tot de organen voldoende ontwikkeld zijn om de overstap naar een gewone couveuse en later naar de buitenwereld te maken.
Wat wil men ermee bereiken?
Het belangrijkste doel is het verminderen van sterfte en ernstige gezondheidsschade bij extreem te vroeg geboren kinderen. Wereldwijd worden er jaarlijks miljoenen baby's te vroeg geboren; een deel daarvan komt op de grens van wat artsen 'levensvatbaar' noemen, ruwweg tussen de 22 en 26 weken zwangerschap, terwijl een voldragen zwangerschap ongeveer 40 weken duurt. Hoe vroeger de geboorte, hoe kleiner de overlevingskansen en hoe groter het risico op blijvende schade.
Die schade ontstaat vaak niet doordat de baby te vroeg 'geboren' is op zich, maar doordat de gangbare behandeling, beademing met lucht via een beademingsapparaat, de kwetsbare, onrijpe longen beschadigt. Dat kan leiden tot een chronische longziekte die bronchopulmonale dysplasie heet, en de drukverschillen en zuurstofschommelingen die daarbij optreden worden ook in verband gebracht met hersenbloedingen bij deze baby's. Het idee achter de kweekmantel is dat je die schade kunt voorkomen door de longen helemaal niet te laten ademen totdat ze er klaar voor zijn, en in plaats daarvan de gaswisseling via de kunstmatige placenta te laten verlopen, zoals de natuur dat ook via de echte placenta doet.
Onderzoekers benadrukken daarbij steeds dat het niet de bedoeling is om de grens van levensvatbaarheid steeds verder naar voren te schuiven richting een volledig kunstmatige zwangerschap vanaf de bevruchting. Het gaat om zogeheten partiële ectogenese: het overnemen van een deel van de zwangerschap, in de meest kwetsbare weken direct na een te vroege geboorte, niet om het vervangen van de hele zwangerschap.
Voorbeelden uit de praktijk
Het bekendste experiment kwam in 2017 van het Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) in de Verenigde Staten. Een team rond chirurg Alan Flake en onderzoeker Emily Partridge publiceerde in het tijdschrift Nature Communications resultaten van hun 'Biobag': premature lamsfoetussen werden enkele weken lang in een vloeistofgevulde zak met een kunstmatige placenta in leven gehouden en bleven zich normaal ontwikkelen, inclusief vachtgroei en longrijping. Dit experiment gaf het onderzoeksveld wereldwijd een enorme impuls.
In Japan werkt onderzoeker Haruo Usuda, verbonden aan Tohoku University, aan een vergelijkbaar systeem dat bekendstaat als EVE-therapie (Extra-uterine Environment for Newborn Development), met dierproeven op geitenfoetussen om de techniek verder te verfijnen.
In Australië en de Verenigde Staten werken onderzoekers van de University of Western Australia en Wayne State University samen aan een vergelijkbaar systeem, waarbij ook dierexperimenten worden gebruikt om de techniek stap voor stap te verbeteren richting mogelijke toepassing bij mensen.
In Nederland loopt bij de Technische Universiteit Eindhoven, in samenwerking met het Máxima Medisch Centrum in Veldhoven, al langere tijd onderzoek naar een kunstmatige baarmoeder specifiek gericht op de allervroegst geboren baby's. Dit Nederlandse project, met steun vanuit Europese onderzoeksfinanciering, richt zich sterk op de techniek van de kunstmatige placenta en op hoe zo'n systeem in de praktijk van een ziekenhuis ingezet zou kunnen worden. Voor de precieze huidige status en tijdlijn van dit project raadpleegt u best de meest recente berichtgeving van de TU Eindhoven zelf, aangezien onderzoeksprojecten regelmatig van planning wijzigen.
Hoe ver is de techniek?
Alle hierboven genoemde voorbeelden zijn tot nu toe uitgevoerd met dierproeven, vooral bij lammeren en geiten, niet bij mensen. Dat is ook logisch: voordat zo'n systeem bij een mensenbaby gebruikt mag worden, moet eerst uitgebreid worden aangetoond dat het veilig is en daadwerkelijk beter werkt dan de bestaande zorg met couveuses en beademing.
De vooruitgang de afgelopen tien jaar is aanzienlijk: van korte experimenten van enkele uren naar weken achtereen, met dieren die zich na de proef ook echt verder normaal konden ontwikkelen. Toch zijn er nog flinke technische en biologische obstakels. Het aansluiten van de zeer dunne en kwetsbare navelstrengvaten van een mensenbaby is technisch lastiger dan bij een lam. Infectiegevaar in een systeem dat weken moet functioneren is een blijvend punt van zorg. En onderzoekers moeten nog goed uitzoeken hoe je de overgang van de kweekmantel terug naar gewone lucht en een gewone couveuse het beste kunt laten verlopen.
Daarnaast is er nog geen consensus over de medisch-ethische kaders waarbinnen eerste proeven bij mensen zouden mogen plaatsvinden, en welke ouders daar toestemming voor zouden kunnen geven namens een baby die nog niet eens geboren is. Voorzichtige schattingen van onderzoekers zelf spreken over mogelijk nog jaren voordat een eerste, zeer beperkte klinische proef bij mensen realistisch is, maar exacte jaartallen moet u met een korrel zout nemen: dit soort voorspellingen in medisch onderzoek verschuiven vaak.
Wie werken eraan?
Het onderzoek naar kunstmatige baarmoeders voor extreem premature baby's wordt wereldwijd door een klein aantal gespecialiseerde teams gedaan, vaak in samenwerkingsverbanden tussen technische universiteiten en kinderziekenhuizen. In de Verenigde Staten is dat vooral het Children's Hospital of Philadelphia. In Japan is Tohoku University een belangrijke speler. In Australië werkt de University of Western Australia samen met Amerikaanse partners zoals Wayne State University. In Nederland is de Technische Universiteit Eindhoven, samen met het Máxima Medisch Centrum in Veldhoven, de belangrijkste onderzoeksgroep op dit gebied, met deels Europese financiering.
Los van de technische ontwikkeling houdt ook een groep juristen en ethici zich actief bezig met de vraag wat deze technologie betekent voor het recht en de medische ethiek, bijvoorbeeld rond de vraag vanaf welk moment een foetus in een kweekmantel als 'patiënt' gezien moet worden, los van de moeder. Onder meer rechtsgeleerde Elizabeth Chloe Romanis heeft hier veelvuldig over gepubliceerd.