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Frühchen sollen mithilfe einer künstlichen Gebärmutter eine zweite Geburt erleben. Quelle: Keio University

Zweite Geburt: Mediziner entwickeln künstliche Gebärmutter für Extremfrühchen

Kommen Kinder vor der 22. Schwangerschaftswoche auf die Welt, haben sie kaum eine Überlebenschance. Forscher entwickeln jetzt eine künstliche Gebärmutter, damit Extremfrühchen länger versorgt werden können – und zwar bis sie lebensfähig sind.

Aachen/Eindhoven. Die Medizin hat ihre Grenzen. Eine davon heißt „21 plus 5”. In diesem Alter – 21 Wochen und fünf Tage – kam im November 2010 das bisher jüngste Frühchen Deutschlands zur Welt. Die kleine Frieda wog nur 460 Gramm und passte in eine Hand. Ihre Chancen zu überleben standen schlecht. Bei sogenannten Extremfrühchen wie Frieda sind die Organe noch nicht bereit für den Kontakt mit der Außenwelt: Die Lunge nimmt bei der nötigen Beatmung Schaden, der Darm verträgt die Bakterien nicht, die ihn mit der künstlichen Ernährung besiedeln, und das Nervensystem neigt zu Blutungen.

Vor der 22. Schwangerschaftswoche: Keine reelle Überlebenschance für Frühchen

Laut einer Leitlinie der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF) haben Kinder vor der 22. Schwangerschaftswoche „keine reellen Möglichkeiten” zu überleben. Nur wenige Tage später, zwischen der 22. und 24. Woche, verbessern sich die Überlebensaussichten mit 36 Prozent aber schon erheblich, auch wenn die Hälfte der überlebenden Kinder später neurologische Entwicklungsstörungen hat. Und ab der 24. Schwangerschaftswoche steigen die Chancen auf ein gesundes Überleben auf mehr als 90 Prozent.

Diese kritischen Wochen wollen Forscher von der RWTH Aachen und der Technischen Universität Eindhoven (TUE) in Zukunft überbrücken: mit einer künstlichen Gebärmutter. Das System soll so aussehen wie ein übergroßer Medizinball, in dem Frühchen in künstlichem Fruchtwasser schweben. Von einer künstlichen Plazenta könnten sie dann über die Nabelschnur mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden, bis ihre Organe bereit sind für eine „zweite Geburt“. Dabei überwachen Computer Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung des Blutes sowie Hirn- und Muskelaktivität und schlagen Alarm, wenn die Werte aus dem Ruder laufen.

Experiment aus 2017: Frühgeborene Lämmer werden über künstliche Gebärmutter versorgt

Bis es so weit ist, müssen die Forscher aber noch einige technologische Hürden überwinden. Die künstliche Plazenta, die wie eine Herz-Lungen-Maschine aufgebaut sein soll, darf die winzigen Blutgefäße des Kindes nicht zu sehr schädigen. Es dürfen sich keine Blutgerinnsel bilden, die sich sonst lösen und lebensgefährliche Embolien auslösen könnten. Unklar ist auch noch, ob die Nabelschnur die beste Schnittstelle zum Kreislauf von Frühchen ist. „Unser Ziel ist es, diese Hürden aus dem Weg zu schaffen”, sagt Prof. Frans van de Vosse, Leiter der Forschungsgruppe Kardiovaskulare Biomechanik an der TUE und Koordinator des Projekts. „Im Rahmen des aktuellen Projekts werden wir jedenfalls keine Versuche an Menschen oder Tieren durchführen.” Dafür sei es zu früh.

Frühere Experimente zeigen aber, dass die Idee funktionieren kann. Im Jahr 2017 stellte eine Forschergruppe vom Children’s Hospital of Philadelphia in den USA einen „Biosack” vor. In dem Plastikbeutel, gefüllt mit künstlichem Fruchtwasser, konnten die Forscher frühgeborene Lämmer mehr als vier Wochen am Leben halten. Sauerstoff und Nahrung erhielten sie über die Nabelschnur von einer künstlichen Plazenta. Die Ergebnisse geben Anlass zur Zuversicht: Alle Lämmer überlebten und entwickelten sich prächtig. Sie nahmen zu, ihre Lungen reiften, ihre Gehirne hatten schließlich Normalgewicht und die Nerven wuchsen normal. Nach zwei Wochen öffneten sie im Biosack die Augen und begannen zu strampeln. Und das Beste: Die Tiere wurden in dem Alter in den Biosack gelegt, das der 23. Schwangerschaftswoche beim Menschen entspricht.

Größtes Problem: Keine geeigneten Oberflächenmaterialien, die Blutverklumpungen verhindern

Wie lange wird es dauern, bis die ersten menschlichen Frühchen in einer künstlichen Gebärmutter die kritischen Wochen überstehen? Prof. Christoph Bührer von der Klinik für Neonatologie der Charité Universitätsmedizin Berlin mahnt zur Vorsicht mit konkreten Versprechungen. „Wir arbeiten ja heute schon mit Herz-Lungen-Maschinen, zum Beispiel bei Operationen an Neugeborenen”, sagt Bührer.

Das Problem sei dabei bisher, dass das Blut sich in den Schläuchen und an den Membranen des Gastauschers verklumpt. „Deshalb müssen beim Einsatz von Herz-Lungen-Maschinen immer Gerinnungshemmer eingesetzt werden”, sagt Bührer. Gerade bei Föten ist der Einsatz von Blutverdünnern über mehrere Tage aber mit einem hohen Risiko innerer Blutungen verbunden. Bis Oberflächenmaterialien für Schläuche und Gastauscher zur Verfügung stünden, die Gerinnsel verhindern, werde es nicht möglich sein, Frühchen mit einer künstlichen Gebärmutter zu retten.

TLP-Beschichtungen könnten Blutverklumpungen stoppen

Der längere Einsatz von Gerinnungshemmern ist auch außerhalb von Frühchenstationen mit Komplikationen verbunden, etwa wenn man Herz-Lungen-Maschinen bei großen Operationen nutzt. Deshalb wird aktuell intensiv an neuen gerinnungshemmenden Materialien geforscht. Eines davon ist die sogenannte TLP-Beschichtung vom Wyss Institute der Harvard-Universität. Sie hat in Versuchen an Schweinen kürzlich vielversprechende Eigenschaften bewiesen. Mit dem geplanten System werde man erstmals die Gelegenheit haben, solche neuen Materialien und alternative Gerinnungshemmer systematisch durchzutesten, sagt de Vosse – wichtige Schritte auf dem Weg zur künstlichen Gebärmutter.

Frieda ist heute neun Jahre alt. Sie ist zwar etwas kleiner als ihre Altersgenossen, laut ihren Ärzten aber ansonsten gesund. Forschung wie die in Aachen und Eindhoven weckt die berechtigte Hoffnung, dass das kleine Wunder ihres Überlebens eines Tages ganz normal sein wird.

Von Christian Honey/RND