الرحم الاصطناعي

قد تتمكن المرأة من توفير العناصر الغذائية والتخلص من الفضلات حتى في حال توصيل الرحم الاصطناعي بها. ^{[ 2 ]} كما قد توفر الحماية المناعية ضد الأمراض عن طريق نقل الأجسام المضادة IgG إلى الجنين. ^{[ 2 ]}

يُتيح التزويد والتخلص الاصطناعيان ميزةً محتملةً تتمثل في السماح للجنين بالنمو في بيئة غير متأثرة بوجود الأمراض أو الملوثات البيئية أو الكحول أو الأدوية التي قد توجد في الجهاز الدوري للإنسان. ^{[ 2 ]} كما لا يوجد خطر حدوث رد فعل مناعي تجاه الجنين، والذي قد ينشأ في غير هذه الحالة عن عدم كفاية تحمل الجهاز المناعي أثناء الحمل . ^{[ 2 ]} تتضمن بعض الوظائف الفردية لمورّد ومتخلص الأجهزة الاصطناعية ما يلي:

• يمكن التخلص من النفايات عن طريق غسيل الكلى . ^{[ 2 ]}
• يُعدّ الأكسجة الغشائية خارج الجسم (ECMO) تقنية فعّالة لتزويد الجنين بالأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون ، وقد نجحت في الحفاظ على حياة أجنة الماعز لمدة تصل إلى 237 ساعة في خزانات السائل الأمنيوسي. ^{[ 14 ]} تُستخدم تقنية ECMO حاليًا في وحدات العناية المركزة لحديثي الولادة لعلاج الأطفال مكتملي النمو الذين يعانون من مشاكل طبية محددة تؤدي إلى عدم قدرتهم على البقاء على قيد الحياة من خلال تبادل الغازات باستخدام الرئتين. ^{[ 15 ]} ومع ذلك، فإن الأوعية الدموية الدماغية والنسيج المولد للخلايا الجذعية تكون غير مكتملة النمو لدى الأجنة، وبالتالي، هناك خطر مرتفع للغاية لحدوث نزيف داخل البطينات الدماغية (IVH) إذا تم استخدام تقنية ECMO في عمر حملي أقل من 32 أسبوعًا. ^{[ 16 ]} وقد اقتُرح استخدام التهوية السائلة كطريقة بديلة لتزويد الجنين بالأكسجين، أو على الأقل لتوفير مرحلة وسيطة بين الرحم والتنفس في الهواء الطلق. ^{[ 2 ]}
• فيما يخص التغذية الاصطناعية، فإن التقنيات الحالية تُشكل إشكالية. ^{[ 2 ]} وقد أظهرت الدراسات التي أُجريت على الرضع المصابين بمتلازمة الأمعاء القصيرة الحادة أن معدل البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات يبلغ حوالي 20%. ^{[ 2 ] [ 17 ]}
• ولا تزال هناك قضايا تتعلق بالاستقرار الهرموني بحاجة إلى معالجة. ^{[ 2 ]}

من الناحية النظرية، يمكن استخدام موردي الحيوانات ومتخلصي الحيوانات ، ولكن عندما يتعلق الأمر برحم الحيوان، فقد تكون التقنية أقرب إلى نطاق الحمل بين الأنواع .

في الرحم الطبيعي، تعمل عضلة الرحم على طرد الجنين في نهاية الحمل، بينما تؤدي بطانة الرحم دورًا في تكوين المشيمة. قد يحتوي الرحم الاصطناعي على مكونات ذات وظائف مكافئة. وقد تم النظر في طرق لربط المشيمة الاصطناعية والمكونات الداخلية الأخرى مباشرةً بالدورة الدموية الخارجية. ^{[ 2 ]}

قد تكون الواجهة بين المورد والجنين أو الجنين اصطناعية بالكامل، على سبيل المثال باستخدام غشاء واحد أو أكثر من الأغشية شبه النفاذة كما هو مستخدم في الأكسجة الغشائية خارج الجسم (ECMO). ^{[ 14 ]}

توجد أيضًا إمكانية لزراعة مشيمة باستخدام خلايا بطانة الرحم البشرية . في عام ٢٠٠٢، أُعلن عن نجاح زراعة عينات نسيجية من خلايا بطانة الرحم المستزرعة، والمأخوذة من متبرعة بشرية. ^{[ ١٨ ] [ ١٩ ]} ثم جرى تعديل العينة النسيجية هندسيًا لتُحاكي شكل الرحم الطبيعي، وزُرعت أجنة بشرية في النسيج. انغرست الأجنة بنجاح في بطانة الرحم الاصطناعي وبدأت بالنمو. مع ذلك، توقفت التجارب بعد ستة أيام التزامًا بالحدود القانونية المسموح بها في تشريعات التلقيح الصناعي (IVF) في الولايات المتحدة . ^{[ ٢ ]}

من الناحية النظرية، يمكن زرع مشيمة بشرية داخل رحم اصطناعي، لكن مرور العناصر الغذائية عبر هذا الرحم الاصطناعي لا يزال يمثل مشكلة لم يتم حلها. ^{[ 2 ]}

تتمثل الوظيفة الرئيسية لخزان السائل الأمنيوسي في القيام بوظيفة الكيس الأمنيوسي في حماية الجنين أو الجنين بشكل مادي، مما يسمح له بالحركة بحرية على النحو الأمثل. كما يجب أن يكون قادرًا على الحفاظ على درجة حرارة مثالية. ويمكن استخدام محلول رينجر اللاكتاتي كبديل للسائل الأمنيوسي . ^{[ 14 ]}

نظرياً، في حالة الإزالة المبكرة للجنين من الرحم الطبيعي، يمكن استخدام الحبل السري الطبيعي ، مع إبقائه مفتوحاً إما عن طريق التثبيط الطبي للانسداد الفسيولوجي، أو عن طريق مضادات التخثر ، وكذلك عن طريق وضع دعامة أو إنشاء مسار جانبي للحفاظ على تدفق الدم بين الأم والجنين. ^{[ 2 ]}

كتب إيمانويل إم. غرينبيرغ العديد من الأوراق البحثية حول موضوع الرحم الاصطناعي واستخدامه المحتمل في المستقبل. ^{[ 25 ]}

في 22 يوليو 1954، قدّم إيمانويل إم. غرينبيرغ طلب براءة اختراع لتصميم رحم اصطناعي. ^{[ 26 ]} تضمنت براءة الاختراع صورتين للتصميم. شمل التصميم خزانًا لوضع الجنين مملوءًا بالسائل الأمنيوسي، وجهازًا متصلًا بالحبل السري، ومضخات دم، وكلى اصطناعية، وسخان مياه. مُنح غرينبيرغ براءة الاختراع في 15 نوفمبر 1955. ^{[ 26 ]}

في عام ١٩٩٦، طورت جامعة جونتيندو في طوكيو تقنية حضانة الأجنة خارج الرحم (EUFI). ^{[ ٢٧ ]} قاد المشروع يوشينوري كوابارا، المهتم بنمو حديثي الولادة غير مكتملي النمو. طُوّر النظام باستخدام أربعة عشر جنينًا من الماعز، وُضعت بعد ذلك في سائل أمنيوسي اصطناعي في ظروف مشابهة لظروف حضانة الأم. ^{[ ٢٧ ] [ ٢٨ ]} نجح كوابارا وفريقه في إبقاء أجنة الماعز في النظام لمدة ثلاثة أسابيع. ^{[ ٢٧ ] [ ٢٨ ]} مع ذلك، واجه النظام عدة مشاكل ولم يكن جاهزًا للتجارب على البشر. ^{[ ٢٧ ]} ظل كوابارا متفائلًا بإمكانية تحسين النظام واستخدامه لاحقًا على الأجنة البشرية. ^{[ ٢٧ ] [ ٢٨ ]}

في عام ٢٠١٧، تمكن باحثون في مستشفى الأطفال في فيلادلفيا من تطوير نظام خارج الرحم. تستخدم الدراسة أجنة حملان توضع في كيس بلاستيكي مملوء بسائل أمنيوسي اصطناعي. ^{[ ١ ] [ ١٠ ]} يتكون النظام من ثلاثة مكونات رئيسية: دائرة شريانية وريدية بدون مضخة، وبيئة سائلة معقمة مغلقة، ومنفذ وعائي في الحبل السري. بالنسبة للدائرة الشريانية الوريدية ، يتدفق الدم حصريًا بواسطة قلب الجنين، بالإضافة إلى جهاز أكسجة ذي مقاومة منخفضة جدًا لمحاكاة الدورة الدموية الطبيعية للجنين/المشيمة. تُعد البيئة السائلة المعقمة المغلقة ضرورية لضمان التعقيم. طور العلماء تقنية لقسطرة أوعية الحبل السري تحافظ على طول من الحبل السري الطبيعي (٥-١٠  سم) بين طرفي القسطرة وجدار البطن، لتقليل حالات انفصال القسطرة وخطر الانسداد الميكانيكي. ^{[ 29 ]} يُربط الحبل السري للحملان بجهاز خارج الكيس مصمم ليعمل كالمشيمة، فيوفر الأكسجين والمغذيات، ويزيل الفضلات. ^{[ 1 ] [ 10 ]} وضع الباحثون الجهاز في غرفة مظلمة دافئة، حيث يمكنهم تشغيل أصوات قلب الأم لجنين الحمل. ^{[ 10 ]} نجح النظام في مساعدة أجنة الحملان الخدج على النمو بشكل طبيعي لمدة شهر. ^{[ 10 ]} في الواقع، أجرى العلماء تجارب على 8 حملان مع الحفاظ على مستويات تدفق ثابتة في الدائرة الدموية تعادل التدفق الطبيعي إلى المشيمة. تحديدًا، أجروا تجارب على 5 أجنة تتراوح أعمارها بين 105 و108 أيام من الحمل لمدة 25-28 يومًا، وعلى 3 أجنة تتراوح أعمارها بين 115 و120 يومًا من الحمل لمدة 20-28 يومًا. توقفت أطول التجارب عند 28 يومًا بسبب قيود بروتوكول التجارب على الحيوانات، وليس بسبب أي عدم استقرار، مما يشير إلى إمكانية استمرار دعم هذه الحيوانات في مراحل الحمل المبكرة لأكثر من 4 أسابيع. ^{[ 29 ]} يأمل آلان فليك، جراح الأجنة في مستشفى الأطفال في فيلادلفيا، في توسيع نطاق الاختبارات لتشمل الأجنة البشرية الخدج، لكن هذا قد يستغرق من ثلاث إلى خمس سنوات ليصبح حقيقة واقعة. ^{[ 10 ]} ويصف فليك، الذي قاد الدراسة، إمكانية محاكاة تقنيتهم ​​لحمل كامل بأنها "مجرد حلم في الوقت الراهن"، ولا ينوي شخصيًا ابتكار هذه التقنية لتحقيق ذلك. ^{[ 10 ]}

في عام 2021، بدأت شركة "كولوسال بيوساينسز" الناشئة، التي أسسها بين لام وجورج تشيرش ، أبحاثًا وتطويرًا لأرحام حيوانية اصطناعية، بهدف دعم جهود إعادة إحياء الأنواع المنقرضة والحفاظ عليها، مثل الماموث الصوفي ووحيد القرن الأبيض الشمالي . ^{[ 30 ]} كما يُعد الرحم الاصطناعي ضروريًا لإحياء الأنواع التي لا يوجد لها بدائل حية مناسبة، مثل بقرة ستيلر البحرية أو القطط ذات الأسنان السيفية . ^{[ 6 ]} وقد طورت "كولوسال"، بالتعاون مع جامعة ملبورن، جرابات جرابية اصطناعية كجزء من مشروعها لإعادة إحياء حيوان التايلاسين . ^{[ 31 ]} وفي يناير 2025، أعلنت "كولوسال" وجامعة ملبورن عن تطوير نموذج أولي لرحم جرابي اصطناعي وصل إلى منتصف مرحلة الحمل بأجنة جرابية أحادية الخلية، وذلك لتعزيز جهود إعادة إحياء حيوان التايلاسين، مما يُغني عن استخدام حيوانات الدونارت ذات الذيل الدهني كبدائل . بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه التقنيات لزيادة أعداد الجرابيات المهددة بالانقراض مثل شياطين تسمانيا أو الكوالا . ^{[ 4 ]}

منذ عام ٢٠١٦، يسعى باحثو جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا وشركاؤها إلى تطوير رحم اصطناعي، يُعد بديلاً مناسباً للبيئة الواقية لرحم الأم في حالات الولادة المبكرة، مما يمنع حدوث مضاعفات صحية. سيوفر الرحم الاصطناعي والمشيمة بيئة طبيعية للطفل بهدف تسهيل انتقاله إلى مرحلة ما بعد الولادة. سيتم تطوير نظام دعم الحياة المحيطة بالولادة (PLS) باستخدام تقنية رائدة: حيث سيحاكي نموذج محاكاة الرضيع أثناء الاختبار والتدريب، بينما ستوفر المراقبة المتقدمة والنمذجة الحاسوبية إرشادات سريرية. ^{[ ٣٢ ]}

يتألف اتحاد الجامعات الأوروبية العاملة على هذا المشروع من ثلاث جامعات هي آخن وميلان وآيندهوفن. في عام ٢٠١٩، حصل هذا الاتحاد على منحة قدرها ٣ ملايين يورو، ويجري العمل حاليًا على منحة ثانية بقيمة ١٠ ملايين يورو. يقدم شركاء مشروع دعم الحياة المحيطة بالولادة (PLS) خبرات طبية وهندسية ورياضية مشتركة لتطوير نظام دعم الحياة المحيطة بالولادة والتحقق من صحته باستخدام تقنيات محاكاة رائدة. سيعمل هذا الاتحاد متعدد التخصصات على دفع عجلة تطوير هذه التقنيات ودمجها لإنشاء أول نظام لنضج الجنين خارج الجسم للاستخدام السريري. يجمع هذا المشروع، الذي تنسقه جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا، خبراء عالميين في طب التوليد، وطب حديثي الولادة، والتصميم الصناعي، والنمذجة الرياضية، ودعم الأعضاء خارج الجسم، ومراقبة الجنين غير الجراحية. يقود هذا الاتحاد البروفيسور فرانس فان دي فوس والبروفيسور والدكتور غايد أوي. في عام 2020، أسس المهندسان ياسمين كوك وليلى كوك شركة "جونو بيريناتال هيلثكير" المنبثقة عن الشركة الأم، مما يضمن الاستفادة القصوى من الأبحاث التي أُجريت. يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات حول الشركة المنبثقة هنا؛ ^{[ 33 ]}

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول مشروع الجامعات التقنية وباحثيها هنا: ^{[ 34 ]}

في عام 2021، قام معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل ببناء رحم اصطناعي، ونجح في تنمية أجنة فئران خارج الرحم لعدة أيام. ^{[ 35 ]} كما استُخدم هذا الجهاز في عام 2022 لرعاية الخلايا الجذعية للفئران لأكثر من أسبوع، ولتنمية أجنة اصطناعية من هذه الخلايا. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

في برشلونة ( إسبانيا )، في عام 2020، أطلقت BCNatal - بقيادة الدكتور إدوارد جراتاكوس وبدعم من مستشفى Clínic de Barcelona و Sant Joan de Déu Barcelona - أول مشروع تجريبي للمشيمة الاصطناعية في أوروبا، بتمويل من مؤسسة " la Caixa " بمنحة أولية بقيمة 3.35 مليون يورو.

في يونيو 2023، كشف الفريق عن نموذجهم الأولي - حاضنة السائل الجنيني - القادرة على الحفاظ على أجنة الحملان في بيئة السائل الأمنيوسي باستخدام الدورة الدموية خارج الجسم دون مضخة. وقد حققوا بقاءً لمدة 7 أيام في أجنة الحملان التي تتراوح فترة حملها بين 110 و115 يومًا، ^{[ 38 ]} مما يدل على نجاح عملية التعلم في إدخال القنية الجراحية وإدارة الدائرة. بالتزامن مع ذلك، ركزت دراسة على التكيف القلبي الوعائي الحاد بعد الاتصال بالنظام. ^{[ 39 ]} وفي يونيو 2023 أيضًا، أعلنت شركة BCNatal عن إنجاز هام يتمثل في تمديد فترة بقاء أجنة الحملان إلى 12 يومًا، مما يدل على استدامة صحة الأعضاء والمراقبة غير الجراحية. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} دخل المشروع مرحلته الثانية بتمويل إضافي قدره 4.3 مليون يورو (7.65 مليون يورو إجمالاً، 2023-2026)، بهدف تحسين الأجهزة وزيادة فترة البقاء إلى ثلاثة أو أربعة أسابيع استعدادًا للتجارب السريرية.

يخطط فريق البحث لبدء التجارب على البشر في الفترة ما بين عامي 2027 و2028، شريطة تأمين جميع التمويل اللازم. ^{[ 43 ]}

يثير تطوير الأرحام الاصطناعية وتكوين الأجنة خارج الرحم اعتبارات أخلاقية وقانونية، كما أن له آثاراً مهمة على الحقوق الإنجابية ونقاش الإجهاض . ^{[ 44 ]} ويتطلب تطبيق الأرحام الاصطناعية تكنولوجيا متقدمة وتكاليف باهظة، مما قد يحد من إمكانية الوصول إليها بالنسبة للأشخاص في البلدان النامية أو ذوي الموارد المحدودة.

قد تُوسّع الأرحام الاصطناعية نطاق قابلية الجنين للحياة ، مما يثير تساؤلات حول دور قابلية الجنين للحياة في قانون الإجهاض . ففي نظرية الفصل، على سبيل المثال، تقتصر حقوق الإجهاض على حق إزالة الجنين فقط، ولا تشمل بالضرورة إنهاء الحمل. وإذا كان نقل الجنين من رحم المرأة إلى رحم اصطناعي ممكنًا، فإن خيار إنهاء الحمل بهذه الطريقة قد يُوفّر بديلاً عن إجهاض الجنين. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

تفترض مقالة نُشرت عام 2007 أن الأطفال الذين ينمون في رحم اصطناعي قد يفتقرون إلى "بعض الروابط الأساسية مع أمهاتهم التي يتمتع بها الأطفال الآخرون". ^{[ 47 ]}

في كتابها "جدلية الجنس" الصادر عام 1970 ، كتبت الكاتبة النسوية شولاميث فايرستون أن الاختلافات في الأدوار البيولوجية التناسلية تُعدّ مصدرًا لعدم المساواة بين الجنسين . وقد خصّصت فايرستون الحمل والولادة بالذكر، مُجادلةً بأن الرحم الاصطناعي سيُحرّر "النساء من سطوة بيولوجيتهن التناسلية". ^{[ 48 ] [ 49 ]}

تُجادل أراثي براساد في مقالها المنشور في صحيفة الغارديان بعنوان "كيف ستُغير الأرحام الاصطناعية مفاهيمنا عن النوع الاجتماعي والأسرة والمساواة" بأنها "ستمنح الرجال أداةً أساسيةً لإنجاب طفل دون الحاجة إلى امرأة، إذا رغبوا في ذلك. وستدفعنا إلى إعادة النظر في مفاهيم النوع الاجتماعي والأبوة". كما تُشير إلى فوائدها للأزواج من نفس الجنس، قائلةً: "قد يعني ذلك أيضًا إمكانية إلغاء الفصل بين الأم والأب: فالرحم خارج جسد المرأة سيخدم النساء، والنساء المتحولات جنسيًا، والأزواج من نفس الجنس من الرجال على حدٍ سواء دون أي تمييز". ^{[ 50 ]} بل قد يكون حلاً للنساء اللواتي يُعانين من العقم التام.