Revista Médica Clínica Las Condes (Nov 2021)
THE ARTIFICIAL PLACENTA: SCI-FI OR REALITY?
Abstract
Resumen: Una placenta artificial es una plataforma de soporte vital para bebés prematuros o que tuvieron menos de 37 semanas de gestación completa. Aunque existe la posibilidad de utilizar esta plataforma para la reparación intraoperatoria de anomalías congénitas (p. ej., hernia diafragmática congénita) en bebés prematuros tardíos, o para el estudio del desarrollo fetal, el objetivo principal de esta tecnología es actualmente el tratamiento de bebés extremadamente prematuros, o aquellos nacidos durante el período peri-viable entre las 21-24 semanas de gestación completa.Los bebés que nacen en este período peri-viable, generalmente tienen malos resultados debido a la necesidad de ventilar mecánicamente sus pulmones extremadamente inmaduros, a menudo a altas presiones máximas. Las plataformas de soporte vital basadas en placenta artificial están diseñadas para evitar la necesidad de ventilar como un medio para facilitar el intercambio de gases y así evitar lesiones en el pulmón prematuro inmaduro. En cambio, el intercambio de gases altamente eficiente y fácilmente regulado se realiza mediante dispositivos de intercambio de gases conectados a la vasculatura fetal. Dependiendo de la forma del sistema utilizado, se han probado diseños de circuitos venoso-venosos y arterio-venosos, con los prototipos arterio-venosos más recientes que utilizan el corazón fetal, en lugar de una bomba externa, para generar la presión del circuito.A pesar de tener la apariencia de un concepto futurista, el trabajo de desarrollar una placenta artificial se ha llevado a cabo de forma intermitente desde al menos finales de los años 50. El hecho de que la tecnología aún no haya entrado en servicio clínico, a pesar de que han pasado más de 60 años, refleja los desafíos técnicos que rodean el desarrollo y uso de la placenta artificial. Esta demora en la introducción también refleja el panorama cambiante de la atención neonatal y, en particular, los avances en la ventilación mecánica y los modos de soporte respiratorio no invasivo, como la presión positiva continua en las vías respiratorias, la introducción de esteroides prenatales y la disponibilidad de terapia con surfactante exógeno.Como tal, es razonable argumentar que el grupo demográfico objetivo para la tecnología de placenta artificial ha cambiado significativamente desde que comenzó su desarrollo. Los bebés que antes se consideraban peri-viables y probables candidatos para la terapia con placenta artificial (es decir, los que nacieron antes de las 28 semanas de gestación) ahora tienen tasas mucho mejores de supervivencia libre de enfermedad con la tecnología disponible en la actualidad. El grupo demográfico con los peores resultados, y los posibles candidatos para la terapia de placenta artificial contemporánea, son aquellos nacidos de embarazos significativamente comprometidos (por ejemplo, infección intrauterina, sepsis, preeclampsia severa, insuficiencia placentaria severa) a las 21-24 semanas de gestación y con un peso de aprox. 300 gramos.Este artículo proporcionará una revisión del historial de desarrollo de la placenta artificial, un resumen de la situación actual y concluirá discutiendo los desafíos restantes que deberán abordarse antes de que esta tecnología pueda introducirse en la práctica clínica. Summary: An artificial placenta is a life support platform for babies born preterm, or prior to 37 weeks’ completed gestation. Although there is potential to use this platform for the intraoperative repair of congenital abnormalities (e.g. congenital diaphragmatic hernia) in late preterm babies, or for the study of fetal development, the primary target for this technology is currently treatment of extremely preterm infants, or those delivered during the peri-viable period between 21-24 weeks’ completed gestation.Babies born in this peri-viable period generally have poor outcomes due to the need to mechanically ventilate their extremely immature lungs–often at high peak pressures. Artificial placenta-based life support platforms are designed to obviate the need to ventilate as a means of facilitating gas exchange, and thus avoid injury to the immature preterm lung. Instead, highly efficient, and easily regulated gas exchange is performed by gas-exchange devices connected to the fetal vasculature. Depending on the form of the system used, venous-venous and arterio-venous circuit designs have been trialled, with the more recent arterio-venous prototypes using the fetal heart, rather than an external pump, to generate circuit pressure.Despite having the appearance of a futuristic concept, work to develop an artificial placenta has been undertaken intermittently since at least the late 1950s. That the technology is yet to enter clinical service, despite 60-plus years of work, reflects the technical challenges surrounding the development and use of the artificial placenta. This delay in introduction also reflects the changing neonatal care landscape, and notably advances in mechanical ventilation and non-invasive respiratory support modes such as continuous positive airway pressure, the introduction of antenatal steroids, and the availability of exogenous surfactant therapy.As such, it is reasonable to argue that the target demographic for artificial placenta technology has changed significantly since development first began. Babies once considered peri-viable and a probable candidate for artificial placenta therapy (i.e. those born below 28 weeks’ gestation) now have much improved rates of disease-free survival using currently available technology. The demographic with the poorest outcomes, and the likely candidates for contemporary artificial placenta therapy, are those born from significantly compromised pregnancies (e.g. intrauterine infection, sepsis, severe pre-eclampsia, severe placental insufficiency) at 21-24 weeks’ gestation and weighing as little as 300 grams.This paper will provide a review of the development history of the artificial placenta, a summary of the current state-of-play, and conclude by discussing the remaining challenges that will need to be addressed before this technology might be introduced to clinical practice.
