JP2018527042A - 早産児の生体外支援のための方法および器具 - Google Patents

Abstract

早産児の成長および発育を支援するように構成されたシステムを開示する。具体的には、早産児のために生体外支援を提供するように構成された方法および器具を開示する。

Description

開示の内容

〔関連出願の相互参照〕
本出願は、開示の内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる、２０１５年６月１９日出願の米国仮特許出願第６２／１８１，８６１号および２０１５年１１月２６日出願の米国仮特許出願第６２／２６０，２５１号の利益を主張するものである。

〔技術分野〕
本開示は、概して、新生児ケアに関する。さらに具体的には、本開示は、子宮外における超早産児のホメオスタシスの維持に関する、装置、システム、および方法を説明する。一態様によると、本開示は、妊娠２８週より前に生まれた早産児の転帰を改善することに関する。

〔背景〕
超早産は、米国における乳児の罹患率および死亡率の主な原因であり、すべての乳児死亡の３分の１および脳性まひ診断の２分の１超が、早産によるものである。呼吸不全は、超早産と関連する、最も一般的かつ困難な問題を呈する。それは、極めて早産の新生児（critically preterm neonates）におけるガス交換が、肺の構造的および機能的未成熟によって損なわれるためである。新生児の集中治療の進歩により、生存の改善が達成され、早産の新生児の生育力の限界が、肺発生の管状期から嚢状期への移行を示す妊娠２２〜２４週まで押し広げられた。生存は可能となってきているが、特に妊娠２８週より前に生まれた胎児において、慢性肺疾患および他の器官未成熟の合併症の比率は依然として高い。２〜３週間の間であっても正常な胎児成長および器官成熟を支援することができるシステムの開発により、超早産の罹患率および死亡率が著しく減少し、また、生存者におけるクオリティ・オブ・ライフが改善され得る。

早産は、多数の理由のうちのいずれか１つによって生じ得る。例えば、早産は、外傷性もしくは感染性刺激に続発する、短くなった子宮頸（shortened cervix）などの子宮の構造的特徴である前期破水（ＰＲＯＭ）によって、または多胎妊娠によって、自然に生じ得る。早期陣痛および出産もまた、子宮の器具使用（instrumentation）が最大限の子宮収縮抑制療法にもかかわらず制御されていない陣痛をしばしば刺激する、胎児鏡もしくは胎児手術の状況で頻繁に遭遇するものである。

２０１０年のＣＤＣによる全米人口動態報告（CDC National Vital Statistics Report）では、過去１０年間の米国における２８週未満の妊娠期間での出生率が毎年約０．７％、すなわち３０，０００人の出生数で安定していることを、指摘している。同様に、過去１０年間の米国における２８〜３２週の妊娠期間での出生率は、毎年１．２％、すなわち５０，０００人の出生数で安定している。先天性横隔膜ヘルニア、羊水過少、または腹壁欠損に続発する、肺低形成を患う患者も多い。全米先天性異常予防ネットワーク（National Birth Defects Prevention Network）は、先天性横隔膜ヘルニアの年間発生率が、米国において１０，０００人の生児出生につき０．９〜５．８、すなわち毎年約３７５〜２，５００人の出生数であると報告している。肺低形成の他の原因の発生率は、十分に文書化されていない。

呼吸不全は、極めて未熟な乳児の生存にとって、依然として大きな課題である。進行中の胎児成長および発育を支援するための子宮外システムの開発は、このような患者の管理における変化するパラダイムを表す。「人工胎盤」の開発は、５０年以上にわたり研究のテーマであったが、ほとんど成功していない。動物モデルにおける胎児の適切な酸素化を達成するこれまでの試みでは、ポンプの支援を受ける従来の体外膜酸素化（ＥＣＭＯ）を利用しており、治療される動物の循環過負荷および心不全により制限されてきた。既知のシステムは、１）酸素供給器の抵抗によって、またはさまざまなポンプを組み込んだ回路によって、胎児の心臓に課される後負荷または前負荷の不釣り合いによる、進行性の循環障害；ならびに２）汚染および胎児の敗血症を含む、許容できない合併症に悩まされてきた。

したがって、早産の胎児の胎児成長および発育を支援するためのシステムに対する長年にわたる必要性に取り組むこれまでの試みにもかかわらず、解決策は依然として得られていない。

〔概要〕
本開示は、早産児などの哺乳動物を支援するための生体外システムを提供する。本開示の一態様によると、このシステムは、１つ以上の可撓性壁を有する流体貯蔵器を含む。流体貯蔵器は、流体環境内に胎児を包むように構成されており、拡張可能な容量、および密封可能な開口部を有し得る。システムは、ある容量の流体を流体貯蔵器内に供給するように構成された流体供給ラインを含み得る。システムは、流体貯蔵器から流体を排出するように構成された流体排出ラインをさらに含み得る。システムは、胎児が流体貯蔵器内部に維持されている間に胎児の血液中の酸素と二酸化炭素とを交換するように構成された、ポンプなしの小児科用酸素供給器を含み得る。

本開示の別の態様によると、早産児のための治療方法が提供される。この方法は、１つ以上の可撓性壁を有する流体貯蔵器を提供するステップ、流体貯蔵器を流体で満たすステップと、早産児を流体貯蔵器内に入れるステップ、早産児の血液により酸素と二酸化炭素とを交換するように構成された、ポンプなしの酸素供給器に早産児をつなぐステップ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。方法は、早産児を流体貯蔵器内に包むステップと、早産児が成長および／または発育し得る期間にわたり、流体貯蔵器内に早産児を維持するステップと、早産児が流体貯蔵器内にいる間に、流体貯蔵器を変更して流体貯蔵器の容量を拡張させるステップと、早産児が流体貯蔵器内にいる間に、流体を流体貯蔵器内に注入するステップと、早産児が流体貯蔵器内にいる間に、流体貯蔵器から流体を排出するステップと、をさらに含み得る。

本開示の別の態様によると、早産児などの哺乳動物を支援するように構成された生体外システムが、提供される。このシステムは、早産児を密封された液体環境内に維持するように構成された流体貯蔵器、早産児が流体貯蔵器内に維持されている間に、早産児の血液中の酸素と二酸化炭素とを交換するように構成された、ポンプなしの小児科用酸素供給器、流体貯蔵器を操作するように構成された機構、またはそれらの任意の組み合わせを含む。この機構は、胎児が流体貯蔵器内に維持されている間に流体貯蔵器を回転させるか、並進運動させるか、または回転および並進運動の両方をさせるように構成されて、胎児の位置は、胎児が流体貯蔵器内に維持されている間に変化する。一実施形態によると、機構は、互いから離間した一対の支持体を含み、これらの支持体はそれぞれ、流体貯蔵器と接続されている。機構は、第１の支持体を第２の支持体に対して移動させ、それによって、流体貯蔵器の向きを変えるように構成された、駆動機構を含み得る。さらに、または代わりに、この機構は、例えば軸を中心として、流体貯蔵器を回転させるように構成された駆動機構を含んでもよい。

本開示の別の態様によると、早産児などの哺乳動物を支援するためように構成された生体外システムが提供される。システムは、早産児を流体液体環境内に包むように構成された流体貯蔵器を含む。流体貯蔵器は、拡張可能な容量、密封可能な開口部、またはその両方を含む。システムは、ある容量の流体を流体貯蔵器内に供給するように構成された流体供給ラインと、流体貯蔵器から流体を排出するように構成された流体排出ラインと、を含む。システムは、早産児が流体貯蔵器内に維持されている間に、早産児の血液中の酸素と二酸化炭素とを交換するように構成された酸素化回路を含む。酸素化回路は、胎児から酸素供給器までの第１の流体管路と、酸素供給器から胎児に戻る第２の流体管路と、を含む。酸素化回路は、酸素供給器を通じて血液の一部を再循環させるためのバイパスラインを含み得る。バイパスラインを通じて血液の一部を送り込むために、ポンプがバイパスラインに沿って設けられてよい。ポンプは、第１のおよび／または第２の流体管路を通る流体の流量に比べて、バイパスラインを通る流体の流量を増やすことができる。

本発明の好適な実施形態の前述の概要および以下の詳細な説明は、添付図面と併せて読めば最もよく理解されるであろう。

〔例示的な実施形態の詳細な説明〕
本開示の態様を、図面を参照して詳細に説明する。図面中、同様の参照符号は、別段指定のない限り、全体にわたって同様の要素を指している。図１〜図５を参照すると、生体外支援システム１０は、早産児（本明細書では「胎児」と呼ぶ）を治療するように構成され得る。システム１０は、胎児５を収容するように構成された胎児用チャンバ１００と、胎児用チャンバ１００への羊水の流れを与えるように構成された羊水回路２００と、胎児の血液から二酸化炭素を除去し、胎児の血液に酸素を供給するように構成された酸素化回路４００と、を含む。システム１０は、羊水回路２００の一部である羊水に漬かった胎児用チャンバ１００内に胎児５を維持するように構成されている。システム１０は、胎児５が生命を維持するために適切なガス交換を酸素化回路４００が提供するように、さらに構成されている。このようにして、システム１０は、胎児５の継続した成長および発育を促進するために子宮内環境に似た環境を提供する。システム１０は、医療施設内で胎児５を監視し、世話をし、運ぶのを容易にするカート５０を含み得る。一実施形態によると、マイクロプロセッサなどの中央コントローラ７００が、システム１０のさまざまな要素から信号を受信し、システム１０のさまざまな部分組立体の動作を制御するために設けられてよい。サブシステムそれぞれの細部については、以下でさらに詳細に説明する。

胎児用チャンバ１００は、胎児５を無菌液体環境内に収容するように構成された、囲まれた流体チャンバを含む。胎児用チャンバ１００は、正常な肺および胃腸の発達を支援するために胎児の呼吸および嚥下を可能にするとともに、流体と電解質とのバランスをもたらす、流体環境を提供するように構成されている。

本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、胎児５の形状に概ね一致するように、また、感染症をもたらし得る細菌増殖を促しかねない停滞のエリアを最小限に抑えるように構成されている。例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、人間の胎児５の形状に概ね一致するように構成され得る。別の実施形態によると、例えば図３１に示すように、胎児用チャンバ１００は、羊胎仔など人間以外の胎児の形状に概ね一致するように構成され得る。

図７〜図１１を参照して、本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、剛性チャンバを提供するため剛性壁を含む。本開示の別の態様によると、例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、１つ以上の可撓性壁１２０を含む。例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、プラスチックフィルムなどの可撓性材料、例えば可撓性ポリエチレンフィルムから形成された嚢または袋を含み得る。このフィルムは、胎児用チャンバ１００での微生物の増殖および拡散を制御するために抗菌性要素を組み込むことができる。抗菌性要素は、有機であっても無機であってもよい。本開示の一態様によると、抗菌性要素は、銀などの無機要素を含む。一実施例によると、胎児用チャンバ１００の１つ以上の可撓性壁１２０は、例えば約８０μｍの厚さで抗菌性要素として２％の銀カチオンを含有する、メタロセンポリエチレンフィルムを含む材料で作られる。

図７〜図１１を参照すると、胎児用チャンバ１００は、１つ以上の可撓性壁１２０を支持する概ね剛性のフレーム１１０を含み得る。剛性のフレーム１１０は、プラスチックまたは金属を含むがそれらに制限されない、さまざまな材料で形成され得る。可撓性壁１２０は、例えば溶接または接着剤によって、剛性のフレーム１１０と固定して接続される。可撓性壁１２０は、胎児用チャンバ１００により定められる容量が拡張および収縮することを可能にする。本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００内に包まれた胎児５が成長するにつれて拡張するように構成され、システム１０の胎児用チャンバ１００を開けたり変えたりせずに、チャンバの容量を増やすことができる。本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、１つの可撓性壁１２０を含み得る。本開示の別の態様によると、胎児用チャンバ１００は、複数の可撓性壁１２０、例えば剛性のフレーム１１０と固定して接続された上方および下方の可撓性壁１２０、を含み得る。

例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、胎児５が（図８に示すように）開構成にある胎児用チャンバ１００の中に入れられ、その後、胎児５がいったん（図７に示すように）閉構成にある胎児用チャンバ１００の中に入ったら密封されことができるように構成された、密封可能な開口部を含む。本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、クラムシェルデザインを有してよく、このデザインでは、胎児用チャンバ１００は、少なくとも１つのヒンジ１０６によって接続された上方半部１０２および下方半部１０４を含み、上方半部１０２が、下方半部１０４に対して旋回可能となっている。例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、シール１１６を含んでよく、例えば、エラストマー材料（例えば弾性プラスチック、ウレタン、もしくはゴム）が、上方半部１０２、下方半部１０４、またはその両方の周縁部の少なくとも一部、例えば全体、の周りに延びる。胎児用チャンバ１００は、上方半部、下方半部、またはその両方にリップ１１８をさらに含んでよく、シールは、胎児用チャンバ１００が閉構成にあるときに流体密封シールを形成するために、胎児用チャンバ１００の反対側の（上方または下方）半部にあるシール１１６と協働するように構成されている。胎児用チャンバ１００は、好ましくは、胎児用チャンバ１００を閉構成で保持するように構成された機構１１４を含む。例えば、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００を閉じた流体密封構成に維持するために胎児用チャンバ１００の上方半部１０２を胎児用チャンバ１００の下方半部１０４に解放可能にロックするように構成された、１つ以上のラッチを含み得る。

胎児用チャンバ１００の第１の端部１０８にある第１のオリフィスが、羊水を胎児用チャンバ１００内に受容するように構成された入口１４２を形成する。胎児用チャンバ１００の第２の端部１０９にある第２のオリフィスが、羊水を胎児用チャンバ１００から排出するように構成された出口１４４を形成する。図７に示す実施形態では、胎児用チャンバ１００は、人間の胎児５を収容するように細長くなっている。例示された実施形態に示すように、例えば入口１４２から出口１４４まで測定した胎児用チャンバ１００の長さは、この長さに垂直な方向に測定した胎児用チャンバ１００の幅より長い。第１の端部１０８および第２の端部１０９は、羊水が停滞し得る胎児用チャンバ１００内部の場所を最小限にするよう、内側にテーパー状になってよい。例示された実施形態に示すように、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００の長さに沿った長軸と、胎児用チャンバ１００の幅に沿った短軸とを有する、卵型または楕円形の形状である。

本開示の一態様によると、胎児用チャンバ１００は、胎児５の頭部が入口１４２に隣接するように胎児５を受容するよう構成されている。胎児５の頭部が入口１４２に隣接するように胎児５を胎児用チャンバ１００内で位置づけることにより、胎児５から出る排泄物を胎児用チャンバ１００からより効率的に除去することができる。

胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００内部の状況を監視するように構成された複数のセンサを含み得る。例えば、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００内部の流体温度を検出するように構成された１つ以上の温度センサを含み得る。本実施形態では、胎児用チャンバ１２０は、胎児用チャンバ１００内部の流体温度を監視するように構成された、少なくとも１つ、例えば一対の、熱電対１３０を含む。さらに、１つ以上の流体圧力センサ１４０が、胎児用チャンバ１００内部に位置づけられ得る。例えば、例示された実施形態に示すように、流体圧力センサ１４０は、胎児用チャンバ１００内部で出口１４４に隣接して位置づけられてよく、流体圧力センサは、胎児用チャンバ１００内部の流体圧力を監視するように構成されている。あるいは、流体圧力センサ１４０は、流体圧力センサが胎児用チャンバ１００から排出される流体の流体圧力を監視するよう構成されるように、出口１４４内部に取り付けられてもよい。

胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００の内部へのアクセスを提供するように構成された１つ以上の密封された開口部も含み得る。本開示の一態様によると、１つ以上の密封された開口部は、例えば胎児用チャンバ１００の上方半部１０２に形成された、上方ポート１２２と、胎児用チャンバ１００の下方半部１０４に形成された、下方ポート１２４と、を含み得る。例示された実施形態に示すように、上方ポート１２２および下方ポート１２４のうちの少なくとも一方は、一方向の流れをもたらす弁によって密封される。例えば、この弁は、胎児用チャンバ１００内へのアクセスを許容するとともに、胎児用チャンバ１００から出る流体の流れを妨げるように構成され得る。弁は、流体の流れを制御するように構成されたさまざまな弁のいずれであってもよい。一実施例によると、弁は、ダックビル弁であってよい。上方ポート１２２および下方ポート１２４はそれぞれ、例えば気泡、便の汚染物質（stool contamination）、および他の汚染物（contaminates）を胎児用チャンバ１００から取り除くために、胎児用チャンバ１００に吸引装置を挿入することができるように構成されている。

胎児用チャンバ１００は、以下でさらに説明する酸素化回路４００の導管または他の部分に対するアクセスを提供するように構成されたオリフィス１３５をさらに含み得る。胎児用チャンバは、胎児用チャンバが閉構成にあるときにオリフィス１３５を密封するように構成されたシールを含み得る。

胎児用チャンバ１００は、数週間または数カ月間成長した後の胎児５を収容するよう十分に大きい、所定の固定容量を有して形成され得る。このようにして、胎児用チャンバ１００は、胎児５が胎児用チャンバ１００にとって大きすぎるほど成長しなければ、発育期間中ずっと胎児５を胎児用チャンバ１００内に維持するように構成される。あるいは、胎児用チャンバ１００は、胎児５が最初に胎児用チャンバ１００内に包まれたときに胎児５を支持するのに必要な最少容量に合わせて胎児用チャンバの容量がサイズ決めされ得るように、可変容量チャンバを含んでもよい。胎児５が成長すると、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００を開けなくても拡張されるように構成される。

システム１０は、胎児用チャンバ１００の容量を変化させるように構成された１つ以上の機構を含み得る。本開示の一態様によると、システム１０は、胎児用チャンバ１００の可撓性壁１２０を拘束し、それにより、胎児用チャンバ１００の容量を減少させるように構成された、１つ以上の拘束リング１５０を含む。拘束リング１５０は、拘束リング１５０を胎児用チャンバ１００に取り付け、かつ胎児用チャンバ１００から分離することができるように、胎児用チャンバ１００のフレーム１１０に解放可能に取り付けられるよう構成され得る。

例示された実施形態に示すように、拘束リング１５０は、可撓性壁１２０の形状に概ね似るように成形され得る。拘束リングは、拘束リング１５０の内部エッジの少なくとも一部の周りに延びる内側突出部１５２を含み得る。拘束リング１５０の内側突出部１５２は、フレーム１１０に取り付けられると、可撓性壁１２０の外縁部から内側に離間する。拘束リング１５０の内側突出部１５２は、内向きの圧力を可撓性壁１２０に加え、それにより、可撓性壁１２０の外向きの転置を制限する。その結果、拘束リング１５０は、胎児用チャンバ１００の内部容積を制限する。

拘束リング１５０は、拘束リング１５０をチャンバのフレーム１１０に解放可能に接続するように構成された、例えば拘束リング１５０の周縁部の周りに形成されている、複数のラッチまたはクリップ１５４を含み得る。例示された実施形態に示すように、クリップ１５４は、可撓性壁１２０を外向きに押す胎児用チャンバ１００内部の流体圧力の外向きの力に抵抗して拘束リング１５０を保持するためにチャンバのフレーム１１０上に形成されたタブ１５５の上にスナップ留めされるように構成されている。一実施形態によると、システム１０には、拘束リング１５０がない。別の実施形態によると、システム１０は、１つの拘束リング１５０を含む。別の実施形態によると、システム１０は、複数の拘束リング１５０、例えば、胎児用チャンバ１００の上方半部１０２に取り付けられて上方の可撓性壁１２０を拘束するように構成された第１の拘束リング１５０と、胎児用チャンバ１００の下方半部１０４に取り付けられて下方の可撓性壁１２０を拘束するように構成された第２の拘束リング１５０と、を含み得る。胎児５が成長すると、拘束リング１５０は、胎児用チャンバ１００から分離されて、可撓性壁１２０を外向きに拡張させることができ、それにより胎児用チャンバ１００の内部容積が増加する。さらに、システム１０は、複数の異なるサイズの拘束リング１５０を含んでよく、各リングは、可撓性壁１２０を異なる程度まで拡張させる。このようにして、胎児５が成長すると、胎児用チャンバ１００の容量は、経時的に徐々に増加し得る。

図４〜図６を参照すると、システム１０の羊水回路２００は、流体、例えば無菌流体を、胎児用チャンバ１００に提供するように構成され、胎児用チャンバ１００から流体を排出するようにさらに構成されている。本開示の一態様によると、羊水回路２００は、胎児用チャンバ１００に入る流体および胎児用チャンバ１００から排出されている流体の流れを制御して、胎児用チャンバ１００内の流体圧力を所定の範囲内に維持するように構成されている。羊水回路２００は、胎児用チャンバ１００からの流体排出物がろ過および滅菌により処理されてから再循環して胎児用チャンバ１００内へと戻る、閉回路であってよい。しかしながら、例示された実施形態に示すように、羊水回路２００は、流体が新鮮な羊水の貯蔵器を収容する供給タンク２１０から胎児用チャンバ１００へと流れ、かつ流体が胎児用チャンバ１００から出て廃棄タンク２２０内へと排出される、開回路であってもよい。羊水回路２００はまた、以下でさらに論じるように、流体が胎児用チャンバ１００内に注入される前に流体を処理するように構成された、１つ以上の要素を含み得る。

用語「流体」および「羊水」は、胎児用チャンバ１００を満たすのに使用される流体を指すのに使用されることを、理解されたい。流体の組成は、さまざまな要因によって変化し得る。例えば、羊水は、蒸留水などの水を主に含んでよく、子宮内の胎児のための自然に存在する羊水のイオン濃度を模倣するように溶液中に溶解した電解質（例えば、塩化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、またはそれらの任意の組み合わせであるがそれらに制限されない）などのさまざまな要素と混合され得る。さらに、グルコース、アミノ酸、脂質、必須ビタミン、ミネラル、微量元素、またはそれらの任意の組み合わせが、この羊水に添加されてもよい。したがって、本明細書における羊水という用語は、特定の組成を有する溶液を指すのではなく、胎児用チャンバ１００を満たすのに使用される流体を指す。

羊水回路２００は、未使用の羊水の貯蔵器を保管するように構成された供給タンク２１０を含む。供給タンク２１０は、カート５０に載せて輸送されるように構成された移動式タンク２１０ａ、特定のエリアにとどまるように構成され、移動式タンク２１０ａより長い期間にわたり羊水の供給を提供するように構成された実質的により大きい容量を有するより大きいタンク２１０ｂ、またはその両方を含み得る。羊水回路２００は、胎児用チャンバ１００から排出された羊水を収集するように構成された廃棄タンク２２０を含む。廃棄タンク２２０は、カート５０に載せて輸送されるように構成された移動式タンク２２０ａ、特定のエリアにとどまるように構成され、移動式タンク２２０ａより長い期間にわたり使用済み羊水を受け取るように構成された実質的により大きい容量を有するより大きいタンク２２０ｂを含んでもよい。例えば、より大きいタンク２１０ｂおよび２２０ｂは、移動式タンク２１０ａおよび２２０ａより少なくとも１桁大きい容量を有し得る。

図４〜図８および図１２を参照すると、流体は、供給ライン３００を通って供給タンク２１０から胎児用チャンバ１００へと流れる。供給ラインは、胎児用チャンバの入口１４２と流体密封接続部を形成する。排出ライン３２０が、胎児用チャンバ１００の出口１４４と流体密封シールを形成し、それにより、胎児用チャンバ１００から排出される流体のための流体管路を提供する。システム１０は、羊水に熱を与え、それにより羊水を選択された温度、例えば子宮内の羊水の温度に対応する温度に維持するように構成された、ヒーター２７０を含み得る。ヒーター２７０は、羊水回路２００の一部であってよく、例えばヒーター２７０は、羊水の貯蔵器が選択された温度に維持されるように供給タンク２１０内に設けられてよい。例示された実施形態に示すように、ヒーター２７０は、供給タンク２１０と胎児用チャンバ１００との間に直列で位置づけられている。

本開示の一態様によると、ヒーター２７０は、羊水がヒーター２７０を通って流れるときに流体を選択された温度まで加熱するようにヒーターの熱出力を変化させるよう構成された制御装置を有する電気ヒーターであってよい。流体ヒーター２７０と供給タンク２１０との直接接触を防ぐことが望ましい場合がある。したがって、ヒーター２７０は、ヒーター２７０が流体と接触せずにヒーター２７０と流体との間の熱交換を可能にする、カートリッジなどの使い捨ての流体通路を受容するように構成され得る。このようにして、カートリッジは、一人の胎児５に使用された流体と次の胎児５に使用された流体によるヒーター２７０の相互汚染を防ぐために、システム１０が使用されるたびに交換され得る。

羊水回路２００は、胎児用チャンバ１００に入る前に羊水をろ過するように構成された１つ以上のフィルター２５０も含み得る。例示された実施形態に示すように、複数のフィルター２５０、例えば３つのミクロポアフィルターが、含まれ、並列に配列され、かつ供給タンク２１０と胎児用チャンバ１００との間、例えばヒーター２７０と胎児用チャンバ１００との間に直列に位置づけられてよい。フィルター２５０の他の数、配列、および位置も、本開示の一部と考えられる。

本開示の一態様によると、システム１０は、胎児用チャンバ１００への流体の流れおよび胎児用チャンバ１００からの流体の流れを制御するように構成された流体制御システム２２８を含み得る。流体制御システム２２８は、流体の一定の流れを胎児用チャンバ１００に提供するとともに、胎児用チャンバ１００内でほぼ一定の流体圧力を維持するように設計され得る。具体的には、流体圧力は、胎児用チャンバ１００内の胎児５のタイプおよび／または大きさなど、さまざまな特徴に応じて所定の範囲内に維持される。

この場合、供給タンク２１０は、加圧ガスによる圧力下で維持される。例えば、大きいタンクは、医療施設で一般的に使用される中央医療用空気源などの加圧空気供給源と接続され得る。さらに、加圧ガスの局所的な供給が提供され得る。例えば、加圧ガスの移動式タンク２３０は、羊水を胎児用チャンバ１００に向けて押し流すように移動式タンク２１０内の流体を加圧するために設けられ得る。供給タンク２１０ａおよび２１０ｂに供給されているガス圧力のガス圧力（the gar pressure of the gas pressure）を調節するための電子圧力調整器などの、圧力調整器２３２を設けることが望ましい場合がある。この場合、第１の圧力調整器２３２ａが、移動式ガスタンク２３０と移動式供給タンク２１０ａとの間に直列で設けられ、第２の圧力調整器２３２ｂが、中央空気源と大きいタンク２１０ｂとの間に直列で設けられる。

本開示の一態様によると、システム１０は、胎児用チャンバ１００への加圧流体の流れを制御するように構成された流体コントローラを含み得る。例示された実施形態に示すように、羊水回路２００は、供給タンク２１０と胎児用チャンバ１００との間に直列で制御弁２４２を含み得る。さらに、流体流量計２４４が、胎児用チャンバ１００への羊水の流量を感知するため、胎児用チャンバ１００から上流に直列で設けられ得る。流体流量計２４４は、中央コントローラ７００に信号を提供するように構成されてよく、中央コントローラ７００は、流体流量計２４４からの信号に応じて胎児用チャンバ１００への羊水の流れを調節するために制御弁２４２を制御する。

システム１０は、羊水が移動式タンク２１０ａから供給されるか、大きいタンク２１０ｂから供給されるかを制御するように構成された、マニホールド２８０を含み得る。本開示の一態様によると、マニホールド２８０は、供給タンク２１０からの流体の流れを制御するように構成された、制御弁を含み得る。制御弁は、手動であってよく、または、電子制御されていてもよい。第１の位置では、弁は、移動式タンク２１０ａからの流体の流れを切り離し、大きいタンク２１０ｂからの流体の流れをつなげる。第２の位置では、弁は、大きいタンク２１０ｂからの流体の流れを切り離し、移動式タンク２１０ａからの流体の流れをつなげる。第３の位置では、弁は、移動式タンク２１０ａおよび大きいタンク２１０ｂの両方を切り離して、羊水回路２００がパージされ得るようにどちらのタンクからの羊水の流れも防ぐ。

前述の説明では、羊水は、羊水を胎児用チャンバ１００に向けて押しやる圧力差を生じるために加圧ガスを用いて胎児用チャンバ１００に向けて押し流される。しかしながら、代替的な要素が羊水を胎児用チャンバ１００に向けて押し流すのに使用され得ることを、理解されたい。例えば、タンク２１０から胎児用チャンバ１００へと羊水を送り込むポンプを設けることができる。ポンプは、蠕動ポンプなど、流体に直接接触しないポンプであってよい。さらに、ポンプは、胎児用チャンバ１００内へ流れ込む流体の圧力および流量を自動制御するために、中央コントローラ７００により制御され得る。

図１２に示すように、羊水回路２００は、胎児用チャンバ１００から供給タンク２１０ａおよび２１０ｂに向かって流体が逆流するのを防ぐために、供給ライン３００と直列になった１つ以上の弁を含んでもよい。例えば、羊水回路２００は、胎児用チャンバから供給タンクに向かって流体が逆流するのを防ぐために、１つ以上の逆止弁２４６を含んでよい。

胎児用チャンバ１００からの流体の排出は、流体の排出が胎児用チャンバ１００内の流体圧力および胎児用チャンバ１００に入る流体の流量に依存するように、供給タンク２１０から胎児用チャンバ１００に入る流体の流れによって制御され得る。別の実施形態によると、胎児用チャンバ１００からの流体の排出は、胎児用チャンバ１００への流体の注入とは独立して制御される。例えば、システム１０は、胎児用チャンバ１００から出る流体の流れを制御するように構成された、排出ポンプ２４０を含み得る。排出ポンプ２４０の動作は、システム１０のさまざまな要素から受信した信号に基づいて中央コントローラ７００によって制御され得る。

例えば、圧力センサが、胎児用チャンバ１００内の流体圧力を感知することができ、排出ポンプ２４０が、胎児用チャンバ１００からある量の流体を抜き取って、胎児用チャンバ１００内で所望の圧力範囲内の一定の流体圧力を維持するように動作することができる。さらに、システム１０は、胎児用チャンバ１００および／または排出ライン３２０内の流体の濁度を検出するように構成された、１つ以上の濁度センサ３５０（濁度計とも呼ばれる）を含み得る。センサ３５０により感知された濁度に応じて、排出ポンプ２４０は、胎児用チャンバ１００から排出される流体の流量を調節することができる。例えば、流体中の濁度の増加は、微生物または胎児５の便などの、胎児用チャンバ１００内の汚染物質を示し得る。汚染物質を胎児用チャンバ１００から洗い流すため、排出ポンプ２４０は、胎児用チャンバ１００から出る流体流量を増やすことができる。これに応じて、供給タンク２１０から胎児用チャンバに供給される流体の流量は、胎児用チャンバ１００内部で一定の流体レベルを保つように増大される。

次に図７〜図１１および図１４を参照すると、システム１０は、胎児の血液と酸素供給器４１０との間のガス輸送を提供して、胎児の血液に酸素を与え、胎児の血液から二酸化炭素を除去するように構成された、酸素化回路４００を含む。酸素化回路４００は、静脈／静脈配列で胎児５と接続され得る。あるいは、酸素化回路４００は、動脈／静脈配列で胎児５と接続されてもよい。この場合、カニューレは、胎児５の頸部大血管（例えば頸動脈）内に配されて、胎児５の循環系を酸素供給器４１０に接続する。頸部大血管内に配することで、臍帯血管内における血管けいれんおよびカニューレ不安定性の問題が回避され得る。カニューレの外部には、（例えば、安定化縫合糸（stabilizing sutures）の張力を高めることができるよう）スリーブが取り付けられ得る。スリーブは、シリコーンで作られていてよく、例えば、長さが約１〜１０ｃｍ、具体的には長さが約３〜５ｃｍであってよい。カニューレは、（例えば、取り付けられたスリーブを介して）胎児５に固定されて、カニューレを胎児５の頸部に固定することができる。

酸素供給器４１０は、排水ライン４４０および注入ライン４４５の２つの流体ラインを介して、胎児５と接続される。血液は、胎児５から排水ライン４４０を通って酸素供給器４１０へと流れる。血液はその後、酸素供給器４１０を通って流れ、注入ライン４４５を介して、胎児５に戻る。排水ライン４４０および注入ライン４４５は、胎児用チャンバ１００の酸素供給器オリフィス１３５を通過する。本開示の一態様によると、排水ライン４４０および注入ライン４４５は、取り付けブロック４５０の穴を通過し、取り付けブロック４５０は、胎児用チャンバ１００のオリフィス１３５内に保持されるように構成されている。本開示の一態様によると、取り付けブロック４５０は、胎児用チャンバ１００が閉構成となるように、胎児用チャンバ１００の上方半部１０２および下方半部１０４が隣接したらフレーム１１０とシールを形成する、弾性材料で形成される。このようにして、取り付けブロック４５０は、胎児用チャンバ１００からの羊水の漏れを妨げるために流体密封シールを提供する。

例示された実施形態に示すように、酸素供給器４１０は、排水ライン４４０および注入ライン４４５の、酸素供給器４１０までの長さ、および酸素供給器４１０からの長さそれぞれが最小となるように、胎児用チャンバ１００に隣接してプラットフォーム４６０上に装着され得る。例えば、本開示の一態様によると、排水ライン４４０および注入ライン４４５は、合わせて４５．７２ｃｍ（１８インチ）未満の長さであり、好ましくは合わせて３０．４８ｃｍ（１２インチ）以下の長さである。排水ライン４４０および注入ライン４４５の長さを最小にすることにより、酸素化回路４００をプライミングするのに必要な血液の容量が最小限に抑えられる。抗凝固手段／化合物（例えば、固定化したポリペプチド、ヘパリン、もしくはその両方であるが、それらに制限されない）によって排水ライン４４０、注入ライン４４５、またはその両方の内側を覆うことが望ましい場合がある。酸素化回路４００は、例えば、母体血液、胎児５の血液、またはその両方によってプライミングされ得る。胎児５からのヘモグロビンで酸素化回路４００をプライミングすると、酸素化回路４００における最適な酸素交換が得られる。胎児の酸素解離曲線は成人の酸素解離曲線と比べて左にずれるので、胎児の動脈酸素圧力は、成人の動脈酸素圧力より低い。特定の実施形態では、酸素化回路４００内の血液は、ヘパリンを含む。

プラットフォーム４６０は、酸素供給器４１０を支持するように構成されている。一実施例によると、プラットフォーム４６０は突起を含み、酸素供給器４１０は、酸素供給器４１０を所定の位置に保持するためにこの突起上にスナップで留まるように構成されている。プラットフォーム４６０は、胎児用チャンバ１００のフレーム１１０と接続され得、例えば、プラットフォーム４６０は、フレーム１１０と一体的に成型され得る。

本開示の一態様によると、酸素化回路４００は、酸素供給器４１０と接続されたスイープガスを含み、スイープガスは、酸素供給器４１０と胎児５の血液との間のガス輸送を促進するように構成されている。ガス輸送は、スイープガスの組成および酸素供給器４１０を通るスイープガスの流量によって影響を受ける。図１４に示すように、２つのガス、例えば酸素供給源５２０と二酸化炭素供給源５３０とが、酸素と二酸化炭素とをブレンドしてスイープガスを形成するガス混合器５４０内で互いにブレンドされる。ガス混合器の詳細は、図２１に例示されている。この２つのガスは、高容量ガス貯蔵器、例えばガスを貯蔵器に供給するように構成された中央ガス供給部と接続された壁の配線（wall lines）など、によって、供給され得る。あるいは、２つのガスは、システム１０が医療施設の１つのエリアからその医療施設の別のエリアへ運ばれる間にシステム１０がスイープガスを酸素供給器４１０に提供することができるように、カート５０上に装着された移動式酸素タンク５２０および移動式空気タンク５３０など、より小さいガス貯蔵器から供給されてもよい。

酸素化回路４００は、壁が供給源の酸素供給部（wall source oxygen supply）または移動式酸素タンク５２０がガス混合器５４０と接続されるかどうかを制御するように構成された、第１の制御弁５２５を含み得る。酸素化回路４００は、壁が供給源の空気または移動式空気タンク５３０がガス混合器５４０と接続されるかどうかを制御するように構成された、第２の制御弁５３５を含むこともできる。酸素化回路４００は、酸素供給部と直列に位置づけられた１つ以上の圧力センサ５２２、および空気供給部と直列に位置づけられた１つ以上の圧力センサ５３２を含んでよく、圧力センサ５２２および５３２は、ガス混合器５４０に供給されているガスのガス圧力を感知する。

酸素化回路４００は、ガス混合器５４０と酸素供給器４１０との間に直列で位置づけられた、ヒーター５５０を含んでよく、ヒーター５５０は、スイープガスの温度が所定の範囲内に保たれるよう、スイープガスを加熱するように構成されている。酸素化回路４００は、ヒーター５５０から出るスイープガスの流量を監視するように構成された流体流量計５６２と、酸素供給器４１０に入るガスの１つ以上の特徴を分析するように構成されたスイープガス分析器５６５と、を含み得る。酸素化回路４００は、酸素供給器４１０によって排出されるガスの１つ以上の特徴を分析するように構成された、排出ガス分析器５７０を含み得る。例えば、ガス分析器５６５および５７０は、スイープガスおよび排出ガスそれぞれの酸素含有量を測定するように構成され得る。

酸素化回路４００は、酸素供給器４１０に入る血液の流体圧力、および酸素供給器４１０から出る血液の流体圧力を検出するように構成された、一対の流体圧力センサをさらに含む。具体的には、第１の圧力センサ５９０は、排水ライン４４０と直列に位置づけられてよく、第２の圧力センサ５９２は、注入ライン４４５と直列に位置づけられてよい。このようにして、酸素供給器４１０上での流体圧力の低下が、継続的に監視され得る。さらに、流体流量計５９５は、酸素供給器４１０から胎児５に戻る血液の流量を監視するために、注入ライン４４５と直列に位置づけられてよい。

酸素化回路４００は、１つ以上のポート５８０を含んでよく、ポート５８０は、分析用の血液サンプルを抜き取るのに使用されてよく、または、ポート５８０は、薬剤もしくは栄養を直接血液中に注射もしくは注入するのに使用され得る。例えば、ポート５８０のうちの１つは、抗生物質または鎮静剤などの薬物を血液中に注射するのを容易にするよう構成され得る。同様に、ポート５８０のうちの別のものは、非経口完全栄養（total parental nutrition）（ＴＰＮ）などの栄養を血液中に注射するのを容易にするように構成され得る。

本開示の一態様によれば、胎児の心臓は、酸素化回路４００を通る血液の流れを駆動するのに使用されるので、酸素化回路４００を通る血液を駆動するのにポンプを使用しない。言い換えれば、本開示の一態様によると、酸素化回路４００は、ポンプなしの回路である。ポンプなしのシステムを使用することで、胎児の心臓が無脈動ポンプ支援回路で遭遇する過剰な前負荷にさらされるのを防ぐ。ポンプなしのシステムは、血流動態（flow dynamics）の胎児の固有の循環調節も可能にする。酸素供給器４１０は、好ましくは、非常に低い抵抗、低いプライミング容積、低い膜間圧低下を有し、有効なガス交換を提供する。特定の実施形態では、酸素供給器４１０は、１．５Ｌ／分の血流で約６．６７ｋＰａ（約５０ｍｍＨｇ）または約５．３３ｋＰａ（約４０ｍｍＨｇ）未満の圧力低下を有する。特定の実施形態では、酸素供給器４１０のプライミング容積は、約１００ｍＬ未満であり、具体的には約８５ｍＬ未満である。特定の実施形態では、酸素供給器４１０は、最大で約２．０Ｌ／分、約２．５Ｌ／分、約２．８Ｌ／分、またはそれを超える血流範囲を有する。特定の実施形態では、酸素供給器４１０は、Ｏ２に関し、約１５０ｍＬ／分、約１６０ｍＬ／分、約１８０ｍＬ／分、またはそれを超えるガス輸送速度を有する。特定の実施形態では、酸素供給器４１０は、中空繊維膜酸素供給器（例えば、ポリメチルペンテン中空繊維膜酸素供給器であるが、これに制限されない）である。酸素供給器４１０は、抗凝固手段／化合物（固定化したポリペプチドおよび／またはヘパリンなど）で内側を覆われ得る。例示的な酸素供給器は、Ｑｕａｄｒｏｘ−ｉＤ（商標）小児科用酸素供給器（Ｍａｑｕｅｔ；ニュージャージー州ウェイン）である。

システム１０は、出産予定日の胎児および出産予定日前の胎児を含む、胎児に使用されるように構成され得る。出産予定日前の胎児は、早産児（例えば、推定妊娠期間３７週未満、特に推定妊娠期間２８〜３２週）、超早産児（推定妊娠期間２４〜２８週）、または生育可能以前の胎児（推定妊娠期間２０〜２４週）であってよい。人間の妊娠期間が規定されているが、他の動物の対応する出産予定日前の胎児も使用され得る。特定の実施形態では、出産予定日前の胎児は、先天性基礎疾患がない。特定の実施形態では、出産予定日または出産予定日前の胎児は、例えば、肺低形成、または先天性横隔膜ヘルニアなど、肺発生に影響を及ぼす先天異常により、肺ガス交換の能力が限られている。特定の実施形態では、被験者は、例えば、先天性肺疾患（例えば気管支肺胞の形成異常、肺サーファクタントタンパク質Ｂ不足など）のため、肺移植を待つ出産予定日前または出産予定日の新生児である。このような移植手術は、米国では現在ほとんど行われていない。しかしながら、移植手術の件数は、本発明によりもたらされる肺を支援するためのより安定した方法により、増やすことができる。胎児５は、重症の気道病変を持ち、最終的な切除（definitive resection）までに長い期間が予測される患者を含む、体内治療的帝王切開術（ex utero intrapartum treatment）（ＥＸＩＴ）による出産の候補者であってもよい。胎児５は、特に早産を促進する早期陣痛のある、胎児手術または胎児鏡処置患者であってもよい。本開示の一態様によると、システム１０は、胎児５が必要な期間（例えば、胎児５がシステム１０なしで生きられるようになるまでの数日間、数週間もしくは数ヶ月間）、システム１０内に維持され得るように構成されている。

図８、図２４、図２５、図２７、図２９、図３０、および図３８を参照して、開示の一態様によると、システム１０は、胎児５が、例えば地面に対して同じ向きに継続的に維持されることがないよう、胎児用チャンバ１００を移動するように構成され得る。具体的には、システム１０は、胎児用チャンバ１００を移動するように構成されたチャンバ移動システム６００を含み得る。チャンバ移動システム６００は、システム１０の他の部分、例えばカート５０に対する胎児５および胎児用チャンバ１００の向きを変えるために、胎児用チャンバ１００を傾斜および／または回転させるように動作可能であってよい。

一実施形態によると、移動システム６００は、胎児用チャンバ１００を、例えば地面に平行な水平の向きに対して傾斜させるために、胎児用チャンバ１００の一端部もしくは両端部１０８、１０９を、上昇させるか、下降させるか、またはその両方を行うように構成され得る。具体的には、胎児用チャンバ１００の各端部１０８、１０９は、移動システム６００のアームによって支持され得る。アームはそれぞれ、胎児用チャンバ１００の各端部を上昇させるか、または下降させるために、独立して延出または後退することができる。このようにして、胎児用チャンバは傾斜され得る。

あるいは、例えば図８、図２５、および図３８に例示するように、チャンバ移動システム６００は、胎児用チャンバ１００の第１の端部１０８および第２の端部１０９を支持する第１の支持体６２０および第２の支持体６２５を有する揺りかご６１０を含む。より具体的には、チャンバのフレーム１１０は、入口１４２における第１の揺りかごマウント１１２、および出口１４４における第２の揺りかごマウント１１２を含み得る。揺りかごマウント１１２は、揺りかごマウント１１２を通って延びる軸６０４を中心として胎児用チャンバを回転させるように、揺りかご６１０のアームと嵌合する。さらに、揺りかご６１０は、揺りかご６１０の第１の端部が揺りかご６１０の第２の端部に対して上方に旋回して胎児用チャンバ１００を水平線に対して傾斜させることができるように、旋回可能であってよい。

システム１０は、チャンバ移動システム６００が手動または自動で作動され得るように構成されてよい。例えば、手動の構成では、胎児用チャンバ１００は、オペレータによって、軸６０４、例えば水平軸を中心として手動で回転させられるように構成される。同様に、揺りかご６１０は、図３８に示すように、揺りかご６１０の一端部を上方に旋回させることによって、垂直に移動され得る。あるいは、チャンバ移動システム６００は、軸６０４、例えば水平軸を中心とした胎児用チャンバ１００の回転を駆動するように構成された駆動モーターを含み得る。同様に、駆動モーターは、揺りかご６１０を垂直に傾斜させるように揺りかご６１０を駆動することもできる。

図１〜図３を参照すると、システム１０は、胎児５を胎児用チャンバ１００から出す必要なく、システム１０が手術室などの医療施設の１つのエリアから、新生児ケアセンターなど、その医療施設の別のエリアまで輸送可能となるように、カート５０を含み得る。

カート５０は、システム１０の複数の要素のうち任意のものを組み込むことができる。例えば、カート５０は、胎児用チャンバ１００へのアクセスを制限するために、胎児用チャンバ１００を囲みかつ／または覆うように構成されたフード６０を含み得る。必要に応じてフード６０の内部へのアクセスを提供するために、例えば１つ以上の支持アーム６４を持ち上げることによって、フード６０は旋回可能であってよく、または、フード６０は並進運動可能であってよい。

フード６０は、胎児用チャンバ１００より下のトレイ６５と共に封入体を形成して、密封された封入体を提供することができ、これにより、胎児５を刺激するか、または別様に邪魔することがあり、胎児５の成長に有害となり得る光、音、または他の要素などの外部障害から、胎児用チャンバ１００を切り離す。フード６０は、医療専門家がフード６０を持ち上げずに胎児用チャンバ１００にアクセスできるようにサイズ決めされた、密封可能なアクセスポート６２を含み得る。

カート５０は、胎児５が胎児用チャンバ１００内にいる間に胎児５の治療を促進するために複数の治療要素または診断要素を含むこともできる。例えば、カート５０は、胎児用チャンバ１００、羊水回路２００、または酸素化回路４００に注入されるべき薬物栄養または他の治療溶液を収容した点滴袋を支持するように構成された、点滴スタンド８０を含み得る。

トレイ６５は、超音波プローブ７０などの診断アイテムを組織化するように構成されたエリアを含んでよく、超音波プローブ７０は、超音波プローブ７０により取得された超音波画像データを処理するように構成された超音波コンピュータと接続される。同様に、超音波ゲル７２の容器のために、大箱が設けられ、超音波ゲルは、胎児５の発育を監視するよう胎児５をスキャンするための超音波プローブ７０の使用を容易にするように構成されている。

カート５０は、必要な場合にシステム１０のさまざまな構成要素、例えば羊水回路２００および酸素化回路４００へのアクセスを容易にすると共に、平素はシステム１０の構成要素へのアクセスを制限するために、１つ以上のアクセスドア５８を含むこともできる。

カート５０は、器具のための中央コントローラ７００を支持するためのマウントをさらに含み、中央コントローラは、この場合、動作パラメータおよび警報を表示するように構成されたディスプレイ７１０と、オペレータにデータを入力させるか、またはプロセスの局面を制御させることができる入力／出力機構と、を有する、コンピュータである。入力／出力機構は、キーボード、マウス、およびトラックパッドを含むがこれらに限定されない、１つ以上の入力装置を含み得る。

図１５を参照すると、中央コントローラ７００は、システム１０のさまざまなセンサおよび要素から信号を受信し、さまざまな構成要素に制御信号を与えて、システム１０の動作を制御する。具体的には、中央コントローラ７００は、ガス圧力センサ５２２、５３２などのセンサから信号を受信することができ、これらの信号に応じて、中央コントローラ７００は、ガス混合器５４０をしかるべく制御することができる。同様に、中央コントローラ７００は、濁度計３５０から信号を受信し、ポンプ２４０の動作を制御することができる。

本開示の広範な発明の概念から逸脱せずに、前述した実施形態に対し変更または改変を行い得ることが、当業者には認識されるであろう。例えば、図１３に示すように、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００内部の羊水を攪拌し、かつ／または循環させて、胎児用チャンバ１００内の停滞エリアを最小限に抑えるように動作可能な、流体攪拌器を含み得る。さらに、図１６に示すように、羊水回路２００は、循環ループを組み込んでもよく、循環ループは、羊水を胎児用チャンバ１００からＵＶ滅菌装置などの滅菌要素へと循環させて、その後、羊水を胎児用チャンバ１００内へと戻す。

図１７を参照すると、本開示の一態様によると、酸素化回路４００は、酸素供給器４１０内での血液凝固の形成を妨げるために酸素供給器４１０を通る血液の流れを増大させるように構成された、再循環経路を含み得る。例示された実施形態に示すように、酸素供給器４１０は、胎児５および酸素化ラインと接続され、酸素化ラインは、排水ライン４４０および注入ライン４４５という２つの流体ラインを含む。血液は、胎児５から排水ライン４４０を通って酸素供給器４１０まで流れ、その後、血液は、酸素供給器４１０を通って流れ、注入ライン４４５を介して胎児５へと戻る。

酸素化回路４００を通って流れる血液の容量は、胎児５の大きさに基づいて変化する。より小さい胎児は、より週数が進んだ（older）／より大きい胎児よりも血流が少ない。胎児５が小さい場合、酸素化回路４００を通る血液の流れが少ないと、酸素化回路４００における停滞または低流量のエリアが増大する場合があり、これが血栓形成を引き起こす場合がある。ヘパリンを使用することにより血栓形成を改善することが可能となり得る。しかしながら、ヘパリンの使用を回避または制限することが望ましい場合がある。

酸素供給器４１０を通る血液の流れを増やすために、酸素化回路４００は、再循環ループ４２０を含み得る。再循環ループ４２０は、排水ライン４４０および注入ライン４４５に平行な循環ループである。再循環ループ４２０は、酸素化回路４００内の血液の一部を胎児５へと直接流すのではなく再循環させるさまざまな方法で、酸素供給器４１０と接続され得る。例えば、酸素供給器４１０は、一対の入口接続部と、一対の出口接続部と、を含み得る。再循環ループ４２０は、酸素供給器４１０の入口および酸素供給器４１０の出口に直接接続され得、排水ライン４４０は、酸素供給器４１０の入口コネクタのもう一方と接続され、注入ライン４４５は、出口コネクタのもう一方と接続される。あるいは、再循環ループ４２０は、２つのラインが合流して酸素供給器４１０内へ流れるように、排水ライン４４０と接続され得る。

同様に、再循環ループ４２０は、酸素供給器を出る血液の流れが分かれて、血流の一部が注入ライン４４５を介して胎児５へと流れ、血流の一部が再循環ループ４２０を介して酸素供給器４１０へと再循環されるように、注入ライン４４５と接続されてよい。いずれの構成でも、酸素供給器４１０の出口からの血液の流れは、血液の一部が注入ライン４４５を介して胎児５へと流れ、血液の一部が再循環ループ４２０を通って流れ、その後、酸素供給器４１０の入口内へと戻るように、分かれる。

酸素供給器４１０を通る血流を増やすため、再循環ループ４２０は、流体ポンプ４３０を含み得る。流体ポンプ４３０は、遠心力ポンプおよび容積型ポンプ、例えば蠕動ポンプを含むがこれらに限定されない、流体を送り込むように構成されたさまざまなポンプのうちの任意のものであってよい。流体ポンプ４３０は、排水ライン４４０および注入ライン４４５を通る流体の流れと比べて増大した流体の流れの中に再循環ループ４２０を提供する。より具体的には、再循環ループ４２０を通る流体の流れは、排水ライン４４０および注入ライン４４５を通る流れの少なくとも２倍の流量であってよい。例えば、ポンプは、再循環ループ４２０を通る４００ｍＬ／分の流量を提供することができ、排水ライン４４０および注入ライン４４５を通る流量は、約１００ｍＬ／分であってよい。このようにして、再循環ループ４２０および排水ライン４２０からの流れは、組み合わせられて、酸素供給器４１０を通る血液の流れを増大させる。その結果、酸素供給器４１０を通る流体の流れの増大は、酸素供給器４１０内部の貯留および停滞エリアを減少させ、それにより、酸素供給器回路４００内での血栓の形成が制限される。

酸素供給器４１０を通る血液の流れは増大するが、酸素化回路４００は、患者に戻る血液の流量が再循環ループ４２０の存在により増大しないように構成されている。言い換えれば、胎児５から流れて胎児５へと戻る流体の流れは、実質的に再循環ループ４２０の影響を受けない。流体ポンプ４３０は、酸素供給器４１０内への流体の安定した流れを提供し、流体の実質的に等しい流れを酸素供給器４１０の出口からそらす。したがって、胎児５へと戻る、注入ライン４４５への流体の流れは、排水ライン４４５からの流体の流れと実質的に同様である。このようにして、流体ポンプ４３０は、胎児５から酸素供給器４１０への流体の流れと直列ではなく、胎児の心臓は、胎児５から酸素供給器４１０へと流れ、かつ胎児５へと戻る血液の流れを主に制御する。

酸素供給器４１０を通る流体の流れを増やすために再循環ループ４２０を組み込むことによって、酸素化回路４００における血栓を防ぐための胎児５へのヘパリンの注入を減らすか、または排除することができる。しかしながら、胎児の血液と接触する、酸素化回路４００の内表面については、血栓形成を防ぐ生物学的に活性な化合物でこのような表面をコーティングすることが望ましくなり得る。

図１９、図２０、図２３、および図２３〜図３８を参照すると、システム１０は、さまざまな構成にある胎児用チャンバ１００のうちの１つ以上を含み得る。例えば、図１９および図２０は、紫外線滅菌ユニット１６２に接続されるように構成されたコネクタ１６０などのさらなるコネクタを胎児用チャンバ１００に組み込む、端部１０８および１０９に少ないテーパーを有する胎児用チャンバ１００の実施形態を示す。

図２３〜図２６を参照すると、システム１０の胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００内部の羊水を加熱して流体温度を所定の範囲内に維持するのを助けるように構成された、胎児用チャンバ１００内部の補完的加熱要素１６４を含み得る。図２５に示すように、胎児用チャンバ１００は、第１の方向に駆動されて揺りかご６１０を第１の方向に傾斜させるか、または逆方向に駆動されて揺りかご６１０を第２の方向に傾斜させることができる、複数のローラー１６６を含み得る。

図２７〜図３０を参照すると、システム１０は、剛性のフレーム１１０がない、胎児用チャンバ１００を含み得る。代わりに、胎児用チャンバ１００は、胎児用チャンバ１００に胎児５が入るのを容易にするために片側に沿ってアクセス開口部を有する概ね管状のフィルム１６８である。アクセス開口部は、流体密封シールを提供するためにスライドロック機構などの閉鎖部を含む。図示のとおり、胎児用チャンバ１００の端部１０８、１０９は、ハブ１７０によって支持されてよく、ハブ１７０は、管状のフィルム１６８の開放端部を密封し、羊水入口１４２、羊水出口１４４、排水ライン４４０、および注入ライン４４５のためのアクセスポートも提供する。ハブ１７０は、歯１７２をさらに含んでよく、歯１７２は、対応する歯車による胎児用チャンバ１００の回転を容易にするように構成されている。

図３１〜図３３を参照すると、システム１０の胎児用チャンバ１００は、ヒンジで連結されたフレームと、胎児５が胎児用チャンバ１００に入るのを容易にするようにアクセス開口部を有する可撓性バッグと、を含み得る。アクセス開口部を密封するためにスライドロックが設けられてよく、バッグの縁は、フレームの上方半部と下方半部（upper and lower hales）との間でクランプされて、二次シールを提供するように構成されている。ソレノイドアクチュエータなどの移動可能な要素は、フレームの角に配され得る。アクチュエータは、フレームの角を上下させて胎児用チャンバ１００内部の流体を攪拌し、それにより胎児用チャンバ１００内の停滞エリアを最小にする。図３４〜図３７を参照すると、システム１０は、胎児用チャンバ１００内の流体を攪拌するように膨張および収縮し得る、別個の流体チャンバを含み得る。

図３９〜図４１を参照すると、システム１０のカート５０は、例示された実施形態に示すように構成され得る。本開示の一態様によると、カート５０は、胎児用チャンバ１００を囲む、回転可能なフード６０を含む。フード６０全体は、胎児用チャンバ１００が回転すると回転するように構成され得る。フード６０内へのアクセスを容易にするため、アクセスポート６２は、フード６０の各側面の周りに離間している。

さらに、前述したように、胎児用チャンバ１００は、可変の容積を有するように構成されてよく、この容積は胎児５が成長すると広がることができる。前述した１つの機構は、胎児用チャンバ１００が広がり得る量を制限する、一連の拘束プレートを含む。あるいは、胎児用チャンバ１００は、貯蔵器を含んでよく、貯蔵器は、この貯蔵器を分ける、１つ以上の分割機を有する。貯蔵器の容積は、分割機のうちの１つ以上を操作または除去することによって、増大され得る。このような配列では、胎児用チャンバ１００の壁は、１つ以上の可撓性壁を有するのではなく、概ね剛性であってよい。したがって、さまざまな可変の容積の流体貯蔵器を胎児用チャンバ１００として使用し得ることを理解されたい。

単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明白に他の意味を示す場合を除き、単数、複数両方の指示物を含む。本明細書で使用される場合、用語「ホスト」、「被験者」、「胎児」、「幼児」および「患者」は、例えば人間であるがこれに制限されない、哺乳動物を含む任意の動物を指す。

以下の実施例は、本開示のさまざまな実施形態を例示するために提供されている。これらの実施例は、例示的なものであり、決して特許請求の範囲を制限することは意図していない。

生体外支援システムは、抵抗がゼロに近い酸素供給器（ＭａｑｕｅｔＱｕａｄｒｏｘ−ＩＤ小児科用酸素供給器：Ｍａｑｕｅｔ Ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ ＡＧ、ドイツ ラシュタット）を収容する、ポンプなしの回路を用いて提供された。動物は、抗生物質の全身投与および流体に添加された抗生物質の両方、早産の仔羊の基質要件に基づいて製剤へと改変された非経口栄養、必要に応じた鎮静、およびプロスタグランジンＥ２（ＰＧＥ２）注入により、維持された。

胎児ヒツジは、母親の子宮切開により露出され、順方向の向き（antegrade orientation）で酸素供給器が接続された後で、生体外支援システム回路上に直接置かれ、右総頸動脈に置かれたカニューレから動脈血が流入し、右心房の深さまで挿入された右頸静脈内のカニューレを介して静脈血が戻る。いったん回路全体の流れが確立されたら、胎児ヒツジは子宮から出され、電解質組成が羊水に似るように設計された、流体で満たされた開放式保育器に浸される。いったん子羊が回路上で安定したら、実行中いかなるときも昇圧剤は使用しなかった。

妊娠初期の胎児ヒツジは、本明細書では「バイオバッグ（Biobag）」と呼ばれる、可撓性のバッグで形成された胎児用チャンバ内で維持された。バイオバッグは、使い捨ての、完全に閉鎖したシステムであり、胎児の大きさに合わせて最適化され得る、可変の容積を有する。さらに、ポートの構成および数、ならびに、流体交換の流れおよび容積は、特定の胎児に合わせて最適化され得る。バイオバッグは、銀が染み込んだメタロセンポリエチレンフィルムで形成されており、さらなる抗菌効果のためにＵＶ光チャンバを収容する並列回路を組み込んでいた。バイオバッグは、カニューレ挿入時に胎児の挿入を容易にするため、開放した密封可能側面を有し、また、胎児の監視およびスキャンのために半透明かつ超音波透過性という有利な特性を有する。バイオバッグは、流体交換回路と共に、温度および圧力調整、パッディング（padding）、ならびに流体貯蔵器を組み込んだ、移動式の支持プラットフォーム内部に収容された。

バイオバッグは、２％の銀カチオンを含有するメタロセンポリエチレンフィルム（約８０μｍの厚さ）から構成され、銀カチオンは、抗菌特性をフィルムに与える。バッグを熱溶接して成形する前に、いくつかの壁貫通とげ付きディスクポートが、フィルムシートに熱溶接された。４つのとげ付きの６．３５ｍｍ（１／４インチ）のディスクポート（Ｅｌｄｏｎ Ｊａｍｅｓ：ＰＮＤ４−Ｅ８４０２−ＱＣ）、４つのねじ山付きの２５．４ｍｍ（１インチ）のディスクポート（Ｅｌｄｏｎ Ｊａｍｅｓ：ＰＤ３８−４００−Ｅ８４０２−ＱＣ）、１つのとげ付きの９．５２５ｍｍ（３／８インチ）のディスクポート（Ｅｌｄｏｎ Ｊａｍｅｓ：ＰＮＤ６−Ｅ８４０２−ＱＣ）、および１つのとげ付きの１５．８７５ｍｍ（５／８インチ）のディスクポート（Ｅｌｄｏｎ Ｊａｍｅｓ：ＰＮＤ１０−Ｅ８４０２−ＱＣ）、がある。

ポートは、図４２に示すように位置していた。ポートＡは、羊水の流入用である。ポートＦおよびＧは、直列紫外線滅菌回路（以下で説明する）のためのものである。ポートＣは、流体環境温度を検出し、バイオバッグの内腔から捕捉された空気を除去するのに使用された。ポートＨは、バイオバッグの下側に位置し、羊水が胎便、尿、および他の排泄物と共に排出されるのを可能にする。ポートＣは、温度プローブとＹ−コネクタを取り付け、空気除去のためにくっつけられた、２５．４〜５０．８ｍｍ（１〜２インチ）長さの管を有する。ポートＤは、（以下で説明する）バッグの圧力を検出するのに使用される。ポートＢ１、Ｂ２、Ｅ１、Ｅ２は、バイオバッグの壁を横切ると共に無菌状態を維持する、ＢｉｏｌｉｎｅでコーティングされたＭａｑｕｅｔ ＥＣＭＯ管を収容する。ＢタイプポートおよびＥタイプポートそれぞれのうちの１つのみが、所与の患者に使用された。バッグ内部では、ＥＣＭＯ管が、（頸動脈および臍静脈に植え込まれた）血管カニューレに接続され、バッグの外側では、管は、Ｍａｑｕｅｔ Ｑｕａｄｒｏｘ酸素供給器に接続された。ＥＣＭＯ管は、ねじ山付きの２５．４ｍｍ（１インチ）のポートディスクに固定された圧縮取り付け部品を用いてポートＢおよびＥにしっかりと固定された。ポートＡ、Ｆ、Ｇは、２５．４〜５０．８ｍｍ（１〜２インチ）長さの管（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｌｅｐａｒｍｅｒ．ｃｏｍ／Ｐｒｏｄｕｃｔ／Ｍａｓｔｅｒｆｌｅｘ＿ＰｈａｒＭｅｄ＿ＢＰＴ＿Ｔｕｂｉｎｇ＿Ｌ＿Ｓ＿１５＿２５／ＥＷ−０６５０８−１５）でディスクポートに取り付けられた、ナイロンの迅速接続オス型取り付け部品（nylon quick-connect male fitting）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／＃ｃａｔａｌｏｇ／１２０／２２２／＝ｔｆｇｙｖｐ）を有する。

高精度（＋／−０．１℃）サーミスタプローブ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｎａｓａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−ｐｒｏｂｅｓ）が、バッグ内に位置づけられ、ポートＣを介して出る。サーミスタは、温度ポッド（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−ｐｏｄｓ）に接続され、温度ポッド自体は、デジタルデータロギングソフトウェア（ＬａｂＣｈａｒｔ、バージョン７または８；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／１ａｂｃｈａｒｔ）を実行するウィンドウズ７ベースのＰＣに接続されたアナログデジタル変換器（analog to digital converted）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｐｏｗｅｒｌａｂ）に取り付けられた。

羊水構成要素：人工羊水の成分（蒸留水に溶解した、塩化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化カリウム、および塩化カルシウム）は、ヒツジ胎仔の羊水のイオン濃度（Ｎａ＋ １０９、Ｃｌ− １００、ＨＣＯ３− ２０、Ｋ＋ ６．５、Ｃａ２＋ １．６ｍｍｏｌ／Ｌ）およびｐＨ（７．０）に似るように設計されている。成分は、販売業者から購入した研究室グレードの化学物質である。

大量の羊水（約３４０Ｌ）が、蠕動ポンプを用いて、加熱滅菌されたカスタムポリプロピレンカーボイ内へ、混合され、ろ過滅菌された（０．２２μｍ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｍｄｍｉｌｌｉｐｏｒｅ．ｃｏｍ／ＵＳ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔ／Ｓｔａｎｄｉｎｇ−Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ−Ｓｔｅｅｌ−Ｆｉｌｔｅｒ−Ｈｏｌｄｅｒｓ−％２８９０−ａｎｄ−１４２−ｍｍ％２９，ＭＭ＿ＮＦ−Ｃ７４３）。このプロセスには約６０分かかった。

バイオバッグへの送達。ガラスカーボイからの無菌管が、蠕動ポンプに接続された。ポンプを放置した後、羊水は、２つの直列の０．２２フィルターカートリッジ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｍｄｍｉｌｌｉｐｏｒｅ．ｃｏｍ／ＵＳ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔ／Ｍｉｌｌｉｐａｋ−Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ−Ｆｉｌｔｅｒ−Ｕｎｉｔｓ，ＭＭ＿ＮＦ−Ｃ５２３）を通過し、その後、ステンレス鋼熱交換器を通過して、流体を、バイオバッグ内に送り込む前に最大で３９．５℃にした。超音波クランプオンチュービングフロープローブおよびメータ（ultrasonic clamp-on tubing flow probe and meter）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒａｎｓｏｎｉｃ．ｃｏｍ／ｓｅａｒｃｈ／？Ｋｅｙｗｏｒｄｓ＝ｈｔｌｌ０＆ｄｉｓｐｌａｙ＝ｓｅａｒｃｈ＆ｎｅｗＳｅａｒｃｈ＝ｔｒｕｅ＆ｎｏＣａｃｈｅ＝ｌ）は、バイオバッグへの流体送達速度（約５０ｍＬ／分）を監視するために使用される。羊水は、バイオバッグの下方表面に位置するポートＨによってバイオバッグから出る。圧力装置が、ポートＤに組み込まれて、バイオバッグ内部の圧力を約１．０７〜１．３３ｋＰａ（約８〜１０ｍｍＨｇ）（ｉｎ ｖｉｖｏの正常な羊水圧力）に維持する。不用になった羊水は、床の排水管に送られる前に無菌トラップを通過する。バイオバッグの温度、圧力および羊水の流れは、デジタルデータロギングソフトウェアに記録された。

ＵＶ滅菌ループ：このデザインでは、蠕動ポンプが、直列の紫外線滅菌ユニット（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃｏｍ／＃ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ−ｗａｔｅｒ−ｐｕｒｉｆｉｅｒｓ／＝ｔｆｈｋｇ０；カタログ番号８９６７Ｔ２２）を通過した後でポートＧおよびＨを通ってバイオバッグ内で羊水を再循環させる（約１００ｍＬ／分）。この装置は、広域スペクトル抗菌特性を有している。

バイオバッグ温熱調節：このデザインでは、バイオバッグは、カスタム仕様のアルミニウム水加熱平板（custom-designed aluminum water-heated plate）の上に載り、伝導により有効な熱伝達をもたらす。この加熱平板（heat plate）は、デジタル制御された再循環温水器に接続される。流体が満たされたマットレスは、より高い熱制御、および動物のための緩衝作用のため、加熱平板の上に位置する。加熱平板、流体クッション、およびバイオバッグは、絶縁性の透明なポリカーボネートカバーで覆われた、８１．２８ｃｍ×６０．９６ｃｍ（３２インチ×２４インチ）の容器内部に入れられる。

胎児の心肺機能の監視：血圧は、デジタルデータロギングシステムに取り付けられたブリッジ増幅器（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｄｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｒｉｄｇｅ−ａｍｐｓ）に接続された、臨床用使い捨て圧力トランスデューサ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｃｕｍｅｄ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｒｉｔｉｃａｌ−ｃａｒｅ／ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ−ｓｙｓｔｅｍ／ｔｒａｎｓｐａｃ．ａｓｐｘ）を用いて、Ｍａｑｕｅｔ酸素供給器の両側（すなわち、動脈側リムおよび静脈側リム）におけるポートを介して、連続して記録された。圧力生信号（Raw pressure signals）は、収縮期圧および拡張期圧、心拍数、ならびに酸素供給器にわたる圧力差を算出するために処理される。超音波クランプオンチュービングフロープローブおよびメータ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒａｎｓｏｎｉｃ．ｃｏｍ／ｓｅａｒｃｈ／？Ｋｅｙｗｏｒｄｓ＝ｈｔｌｌ０＆ｄｉｓｐｌａｙ＝ｓｅａｒｃｈ＆ｎｅｗＳｅａｒｃｈ＝ｔｒｕｅ＆ｎｏＣａｃｈｅ＝ｌ）は、患者への血流量を監視するのに使用された。

バイオバッグは、妊娠初期の胎児に対して生体外支援を適用するために使用された。妊娠初期の期間（妊娠１１４〜１２０日目）には、カニューレ挿入および生体外支援システム回路への移行時に不安定度が高くなり、その結果、徐脈を引き起こし、時には、アトロピンおよびエピネフリンを必要とする心停止を引き起こすことにわれわれは気付いた。いったん回路上に来たら、カニューレ挿入から数日以内に、回路の流れの減少、ならびに進行性の水腫および電解質の不均衡に遭遇し、生理機能の再評価が必要となった。正常な胎児では、静脈管からの血液の方向性を持った流れと卵円孔の解剖学的向きとの組み合わせによって、左心循環（left sided circulation）への、卵円孔にわたる「酸素化した」臍静脈還流の優先的な流れが存在する。

われわれのシステムでは、酸素化した血液の還流は、上大静脈を介するものであった。このことは、臍静脈還流の、有効性の弱い右から左への流れをもたらし、その結果、右側静脈圧が増大すると、われわれは仮定した。右側静脈圧の急激な上昇は、妊娠初期の子羊における通常は低い全身血圧と組み合わせて、初期の不安定度と、それに続く、膜にわたる灌流圧の減少をもたらし、その結果、流れの減少と、最終的には、より若い動物における不十分な酸素運搬を引き起こすとことも、われわれは考えた。われわれは、頸動脈および頸静脈にカニューレ挿入された動物において、右側静脈圧が上昇した（測定した腹部ＩＶＣ圧力１．２８＋０．２７ｋＰａ（９．６＋２ｍｍＨｇ）に対し、正常な胎児で０．５３＋０．２７ｋＰａ（４＋２ｍｍＨｇ））ことを確認し、２つの解決策を探った。

われわれの第１のアプローチは、全身血圧を高め、膜にわたる灌流圧力を維持するために、胎盤に高濃度で存在する、妊娠中期中の主な血管作用薬である、アンジオテンシンＩＩを利用することであった。移行中の不安定度は依然としてエピネフリンを必要とする課題であったが、その後の安定度および回路の流れは、連続的なアンジオテンシンＩＩの注入により大幅に改善されており、アンジオテンシンＩＩの注入は、最終的には、全身血圧が上昇するにつれて生体外支援システム上で約１週間後に次第に減らすことができた。その他のアプローチは、静脈還流のために臍静脈を利用することであった。われわれは、臍静脈のけいれんに関する懸念のため、最初は頸静脈を用いたが、パパベリンでの局所洗浄による最小限の操作手法を用いて、静脈にカニューレ挿入することができた。カニューレは、先端部が腹部筋膜のすぐ内側にある位置まで前進させられ、腹部に取り付けられたサイラスティック・カフを用いて固定された。

臍カニューレ挿入により、生体外支援システム回路への移行中の不安定度がただちに排除された。臍静脈ドレナージアプローチの開始以降、カニューレ挿入の不安定度は、著しく減少および／または排除されており、エピネフリンの必要がなく、また、回路の流れを徐々に開始する必要もなかった。われわれは次に、酸素供給器への流れを開き、臍帯を直ちに閉塞した。右側の圧力は正常であり、流れが改善されており、頸動脈の酸素飽和度の上昇および酸素運搬の改善により示されるように、酸素化された血液がさらに有効的に右から左へ移動された。したがって、このアプローチは、全身の血圧の支援が必要な場合、そのような支援のために随時アンジオテンシンＩＩの注入を行う、臍静脈還流を利用する。

これらの処置は、生体外支援システム上で最大２１日間にわたり、妊娠１１０〜１１３日目の３頭の胎児ヒツジの安定した支援を提供した。肺発生の観点からすれば、妊娠１１０〜１１３日目の子羊は、肺発生の管状期の中期から後期にあり、これは妊娠２３〜２４週目の早産児と生物学的に等価である。３頭の子羊はすべて、完全な血行動態の安定、ならびに成長および発育が極めて正常な、安定した生理学的パラメータを示した。２１日後、この子羊を、最小限の人工呼吸器設定（ＳＩＭＶ、ＦｉＯ２ ３０％、ＰＩＰ １５ｃｍ Ｈ２Ｏ、ＣＰＡＰ ５ｃｍ Ｈ２Ｏ、呼吸回数（Rate）２０）で、安定した血液ガス（７．４８／４６．７／１３２／９９％）による機械的な換気補助に移行した。この子羊は、著しい腹部膨張、呼吸不全を生じた際に人工呼吸器による補助で離乳し、安楽死させた。その後、濃縮胎便に見られたものにより、回腸の閉塞があったことが分かった。肺は、組織学的評価では、換気が引き起こした損傷のいくつかの証拠により、十分発達しており、成熟しているように見えた。

これらの結果は、妊娠２３〜２４週の早産児に生物学的に対応する、超早産の胎児ヒツジが、明らかな生理学的障害または器官不全なしに最大で３週間、生体外支援システムにおいて支援され得ることを示している。これは、進行性の心不全および代謝低下と一律に関連している、胎児の長期生体外支援の試みに関する既に公開された結果と、明らかに対照をなしている。子羊は、生体外支援システム上で非常に安定しており、胎児の循環経路代謝パラメータを維持し、正常な成熟および成長の証拠を示している。さらに、われわれは、長期の生体外支援後に、正常に長期生存する出生後生活へと移行することも示している。

この成功に寄与する本生体外支援システムのいくつかの特徴がある。第１の特徴は、動脈から静脈への向きで胎児の脈管構造に接続された、低い表面積およびプライミング容積を有するポンプなしの回路に組み込まれた、極端に抵抗が低い酸素供給器である。このシステムは、プライミング容積およびわれわれの回路で生成される流れから分かるように、胎盤自体の血行動態に相当する。羊の報告された胎盤の血液容積は、２３．１〜４８．１ｍＬ／ｋｇであり、正常な胎盤の血流は１９９＋／−２０ｍＬ／分／ｋｇと報告されている。われわれの回路は、平均１２０日の３ｋｇの胎児ヒツジについて８０〜９０ｍＬ、または２７ｍＬ／ｋｇのプライミング容積を必要とし、われわれのシステムにおける流量は、われわれの妊娠期間範囲にわたり、９０〜１４０ｍＬ／分／ｋｇの範囲であった。この流量は、正常な胎盤よりわずかに少ないが、酸素供給器によるガス交換は、非常に有効であり、ほぼ正常な胎児の血液ガスおよび酸素飽和度は、酸素供給器のスイープガスパラメータ以内に十分維持され得る。

さらに、回路のポンプなしのデザインにより、胎児の心臓および脈管構造による、回路の流れのある程度の「自己調節」が可能となる。われわれの回路における流れは、カニューレのサイズおよび回路にわたる圧力勾配に依存する。われわれの子羊は、全身血圧の上昇により低酸素症が誘発されるのに応じて、血圧および流れを増大する能力を一貫して示した。システムの第２の特徴は流体環境である。生体外支援システム内の胎児は、正常な胎児に似た、スムーズな流体呼吸および嚥下を示す。このことは、組織学的および機能的基準による正常な肺発生および成熟をもたらした。第３の特徴は、無菌羊水環境を維持するわれわれの能力の改善である。閉鎖デザインおよび抗菌性特徴部を備えたバイオバッグの開発は、一歩前進であり、われわれは、最終的には完全に抗生物質のないシステムの開発を目指している。最後に、ヘパリンを排除する能力により、出血事象に関する臨床上の懸念を軽減した。

われわれは、システムを生物学的に等価な早産児に適用してきたが、１１０日の胎児ヒツジは、極度に低出生体重の早産児よりもかなり大きい（１．５〜２ｋｇ）。大きさが等価な胎児ヒツジは、約８０〜９３日（３５０〜７５０グラム）であり、回路デザインの大幅な修正が必要となり得る。消毒法の改善と共に、従来の薬理学的抗生物質の回避も望まれる。われわれは、生体外支援システムのデザインにおいて大きな進歩を遂げ、抗生物質の全身投与を受けたバイオバッグ内の動物において感染症は見つけていない。

超早産とは懐妊期のわずか５０％と推定されることを認識すべきである。子宮から生体外支援システムへ直接運ぶことが理想的であるが、胎児が分娩後一時的に支援されて、生体外支援へと移され得る場合、このテクノロジーの適用を著しく広げるであろう。このことは、当然、無菌システムの維持だけでなく、システムから汚染を除去する能力も必要とすることになる。

最後に、生体外支援システムの意味合い（implications）は、臨床適用を越えて拡大し、胎児の発育における胎盤の役割に関する基本的な問題に取り組むためのモデルを提供する。母親の胎盤軸から切り離された胎児の長期生理学的維持がいまや達成され、この器官が胎児の成熟に相対的に貢献する研究を行うことが可能となる。このシステムは、胎児期から出生後生活への移行の橋渡しをするのにも使用され得、これは、先天的肺疾患のモデルに適用されて、治療的介入の絶好のチャンスを広げることができる。したがって、生体外支援システムは、胎児の生理機能の調査にこれまで利用することができなかった能力を示し、また、実用への移行を目指す多くの臨床的応用のための力強い新たな方策を示す。

前述したことを鑑みて、本開示は本明細書に記載した特定の実施形態に制限されるものではなく、特許請求の範囲に記載される、本開示の範囲および趣旨に含まれるすべての変更および改変を含むことが意図されていることを、理解されたい。

〔実施の態様〕
（１） 人間の胎児を包み、成熟中に前記胎児を維持するように構成されたシステムで使用されるように構成された胎児用チャンバにおいて、
剛性のフレームと、
前記剛性のフレームに連結された少なくとも１つの可撓性壁であって、前記剛性のフレームおよび前記少なくとも１つの可撓性壁は、内部空間を画定する、少なくとも１つの可撓性壁と、
を備え、
１）前記胎児用チャンバは、前記内部空間が可変である容積を定め、前記少なくとも１つの可撓性壁が拡張することにより前記容積を増大させるように構成され、かつ前記少なくとも１つの可撓性壁が収縮することにより前記容積を減少させるように構成されている、閉構成を定め、
２）前記胎児用チャンバは、前記胎児用チャンバが前記人間の胎児を前記内部空間に入れることに適応するように構成された開口部を画定する、開構成をさらに定め、
３）前記開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができないように、閉じられるよう構成されている、胎児用チャンバ。
（２） 実施態様１に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記剛性のフレームは、第１の部分および第２の部分を含み、
前記第１の部分は、１）前記開構成において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して可動であり、２）前記閉構成において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して固定されるように、前記第２の部分に連結されている、胎児用チャンバ。
（３） 実施態様２に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記開構成において、前記第１の部分が前記開口部を画定するために前記第２の部分から離れて回転可能であるように、前記第１の部分を前記第２の部分に連結するヒンジをさらに備える、胎児用チャンバ。
（４） 実施態様２または３に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記第１の部分を前記第２の部分に対して固定するように構成されたロック機構をさらに備える、胎児用チャンバ。
（５） 実施態様１〜４のいずれかに記載の胎児用チャンバにおいて、
第１の方向に沿って第１の端部および前記第１の端部の反対側の第２の端部をさらに備え、前記胎児用チャンバは、前記第１の方向に沿って細長い、胎児用チャンバ。

（６） 実施態様５に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記開口部は、第１の開口部であり、
前記胎児用チャンバは、第２の開口部、および前記第１の方向に対して前記第２の開口部の反対側の第３の開口部を画定する、胎児用チャンバ。
（７） 実施態様５または６に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記第１の端部は、前記第２の開口部を画定し、前記第２の端部は、前記第３の開口部を画定する、胎児用チャンバ。
（８） 実施態様６または７に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記第２の開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内に流体が入ることをもたらすように構成され、
前記第３の開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに流体が前記内部空間から出ることをもたらすように構成されている、胎児用チャンバ。
（９） 実施態様６〜８のいずれかに記載の胎児用チャンバにおいて、
前記胎児用チャンバは、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内に流体が入ることをもたらすように構成された第４の開口部を画定し、
前記第４の開口部は、１）前記第２の端部が前記第１の方向に対して前記第１の端部から離れているよりも、前記第１の方向に対して前記第１の端部の近くに、かつ２）前記第１の端部が前記第１の方向に対して前記第２の端部から離れているよりも、前記第１の方向に対して前記第２の端部の近くに、位置づけられている、胎児用チャンバ。
（１０） 実施態様１〜９のいずれかに記載の胎児用チャンバにおいて、
前記剛性のフレームが回転軸を中心として回転可能となるように前記剛性のフレームを支持するように構成された機構をさらに備える、胎児用チャンバ。

（１１） 実施態様１〜１０のいずれかに記載の胎児用チャンバにおいて、
前記内部空間は、最大容積を定め、
前記胎児用チャンバは、制限器をさらに含み、前記制限器は、前記制限器が前記内部空間の拡張を制限し、それによって前記最大容積を減少させるように、前記剛性のフレームに固定されるように構成されている、胎児用チャンバ。
（１２） 実施態様１１に記載の胎児用チャンバにおいて、
前記制限器は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にある間に前記剛性のフレームから取り外されるように構成されている、胎児用チャンバ。
（１３） 人間の胎児を包み、成熟中に前記胎児を維持するように構成されたシステムにおいて、
協働して少なくとも部分的に内部空間を画定する剛性のフレームおよび少なくとも１つの壁を含む胎児用チャンバであって、前記内部空間は、容積を定め、前記胎児用チャンバは、前記容積が可変となるように構成され、前記胎児用チャンバは、人間の胎児を前記内部空間に入れるのに適応するようにサイズ決めされた開口部を含み、前記開口部は、前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができないように、閉じられるよう構成された、胎児用チャンバと、
第１の流体を前記内部空間に提供するように構成された第１の流体回路であって、前記第１の流体回路は、前記胎児用チャンバへの入口および前記胎児用チャンバからの出口を含む第１の経路を画定する、第１の流体回路と、
第２の流体が前記第１の流体から分離したままであるように前記第２の流体を前記内部空間に提供するように構成された第２の流体回路であって、前記第２の流体回路は、前記胎児用チャンバへの入口および前記胎児用チャンバからの出口を含む第２の経路を画定する、第２の流体回路と、
を備える、システム。
（１４） 実施態様１３に記載のシステムにおいて、
前記胎児用チャンバは、前記開口部が人間の胎児を前記内部空間に入れることに適応するように構成された開構成を含み、
前記胎児用チャンバは、前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができない閉構成を含む、システム。
（１５） 実施態様１３または１４に記載のシステムにおいて、
前記少なくとも１つの壁は可撓性である、システム。

（１６） 実施態様１３〜１５のいずれかに記載のシステムにおいて、
ホイールを含むカートをさらに含み、前記カートは、１つの場所から別の場所へと輸送されるように構成され、前記カートは、前記胎児用チャンバを囲むハウジングを含む、システム。
（１７） 実施態様１３〜１６のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記第１の流体回路は、前記第１の流体の第１の供給源、前記第１の流体の第２の供給源、および前記第１の供給源または前記第２の供給源のどちらかを含むように前記第１の経路を切り替えるように構成された機構を含み、前記第１の供給源は、前記第２の供給源より小さい容積の前記第１の流体を包囲している、システム。
（１８） 実施態様１７に記載のシステムにおいて、
前記機構は第１の機構であり、
前記第２の流体回路は、前記第２の流体の第１の供給源、前記第２の流体の第２の供給源、および前記第２の流体の前記第１の供給源または前記第２の流体の前記第２の供給源のどちらかを含むように前記第２の経路を切り替えるように構成された第２の機構を含み、前記第２の流体の前記第１の供給源は、前記第２の流体の前記第２の供給源より小さい容積の前記第２の流体を包囲している、システム。
（１９） 実施態様１３〜１８のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記第１の流体回路は、前記内部空間内の前記第１の流体の濁度を検出するように構成された濁度センサを含み、前記第１の流体回路は、前記内部空間への、また前記内部空間からの前記第１の流体の流量が、前記濁度センサにより感知された濁度に応じて可変となるように構成されている、システム。
（２０） 実施態様１３〜１９のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記第１の流体回路は、前記内部空間内の前記第１の流体の圧力を検出するように構成された圧力センサを含み、前記第１の流体回路は、前記内部空間への、また前記内部空間からの前記第１の流体の流量が、前記圧力センサにより感知された圧力に応じて可変となるように構成されている、システム。

一実施形態による、第１の構成にある生体外支援システムの等角図である。 第２の構成にある、図１に例示した生体外支援システムの等角図である。 図１に例示した生体外支援システムの一部の等角図である。 図１に例示した生体外支援システムの一部の等角図である。 代わりの観察角度から示された、図４に例示した生体外支援システムの一部の別の等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの羊水回路の等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの平面図であり、胎児用チャンバは閉構成にある。 開構成にある、図７に示す胎児用チャンバの等角図である。 取り付けられた拘束リングを含む、図７に示す胎児用チャンバの代替的な等角図である。 図９に例示した胎児用チャンバの部分分解組立等角図である。 線１１-１１に沿った、図９に例示した胎児用チャンバの断面図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの羊水回路の線図である。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの羊水回路の線図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの酸素化回路の線図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの中央コントローラと複数のセンサおよび制御装置との間の相互接続を示す線図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの羊水回路および酸素化回路の線図である。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの酸素化回路の線図である。 子宮内から図１に例示した生体外支援システムへの胎児の移動の線図である。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの等角図であり、胎児用チャンバは開構成にある。 閉構成にある、図１９に例示した胎児用チャンバの等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムのガス混合器の断面図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの酸素化回路の一部の線図である。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの等角図であり、胎児用チャンバは閉構成にある。 開構成にある、図２３に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバと、胎児用チャンバを操作するように構成された機構と、の等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバと、胎児用チャンバ内の温度を変化させるように構成された加熱要素と、の等角図である。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの等角図である。 図２７に例示した胎児用チャンバの一部の等角図である。 図２７に例示した胎児用チャンバと、胎児用チャンバを操作するように構成された機構と、の等角図であり、胎児用チャンバおよび機構のいずれも閉構成にある。 図２９に例示した胎児用チャンバおよび機構の等角図であり、胎児用チャンバおよび機構のいずれも開構成にある。 別の実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの胎児用チャンバの等角図であり、胎児用チャンバは閉構成にある。 図３１に例示した胎児用チャンバの等角図であり、胎児用チャンバは閉構成にある。 図３１に例示した胎児用チャンバの一部の等角図である。 別の実施形態による、図３１に例示した胎児用チャンバの等角図である。 図３４に例示した胎児用チャンバの別の等角図である。 別の実施形態による、図３１に例示した胎児用チャンバの等角図である。 図３６に例示した胎児用チャンバの別の等角図である。 一実施形態による、図１に例示した生体外支援システムの一部の等角図である。 別の実施形態による、第１の構成にある生体外支援システムの等角図であり、生体外支援システムは閉構成にある。 図３９に例示した生体外支援システムの側面図である。 開構成にある、図３９に例示した生体外支援システムの等角図である。 一実施形態による、生体外支援システムの胎児用チャンバの線図である。 実験結果を例示する第１のグラフである。 実験結果を例示する第２のグラフである。 実験結果を例示する第３のグラフである。 実験結果を例示する第４のグラフである。 実験結果を例示する第５のグラフである。 実験結果を例示する第６のグラフである。 実験結果を例示する第７のグラフである。 実験結果を例示する第１の表である。 実験結果を例示する第８のグラフである。 実験結果を例示する第９のグラフである。 実験結果を例示する第１０のグラフである。 実験結果を例示する第１１のグラフである。 実験結果を例示する第２の表である。 実験結果を例示する第３の表である。 実験結果を例示する第１２のグラフである。 実験結果を例示する第１３のグラフである。 実験結果を例示する第１４のグラフである。 実験結果を例示する第４の表である。 実験結果を例示する第１５のグラフである。 実験結果を例示する第１６のグラフである。 実験結果を例示する第１７のグラフである。 実験結果を例示する第５の表である。

Claims (20)

1. 人間の胎児を包み、成熟中に前記胎児を維持するように構成されたシステムで使用されるように構成された胎児用チャンバにおいて、
   剛性のフレームと、
   前記剛性のフレームに連結された少なくとも１つの可撓性壁であって、前記剛性のフレームおよび前記少なくとも１つの可撓性壁は、内部空間を画定する、少なくとも１つの可撓性壁と、
   を備え、
   １）前記胎児用チャンバは、前記内部空間が可変である容積を定め、前記少なくとも１つの可撓性壁が拡張することにより前記容積を増大させるように構成され、かつ前記少なくとも１つの可撓性壁が収縮することにより前記容積を減少させるように構成されている、閉構成を定め、
   ２）前記胎児用チャンバは、前記胎児用チャンバが前記人間の胎児を前記内部空間に入れることに適応するように構成された開口部を画定する、開構成をさらに定め、
   ３）前記開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができないように、閉じられるよう構成されている、胎児用チャンバ。
2. 請求項１に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記剛性のフレームは、第１の部分および第２の部分を含み、
   前記第１の部分は、１）前記開構成において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して可動であり、２）前記閉構成において、前記第１の部分が前記第２の部分に対して固定されるように、前記第２の部分に連結されている、胎児用チャンバ。
3. 請求項２に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記開構成において、前記第１の部分が前記開口部を画定するために前記第２の部分から離れて回転可能であるように、前記第１の部分を前記第２の部分に連結するヒンジをさらに備える、胎児用チャンバ。
4. 請求項２または３に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記第１の部分を前記第２の部分に対して固定するように構成されたロック機構をさらに備える、胎児用チャンバ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の胎児用チャンバにおいて、
   第１の方向に沿って第１の端部および前記第１の端部の反対側の第２の端部をさらに備え、前記胎児用チャンバは、前記第１の方向に沿って細長い、胎児用チャンバ。
6. 請求項５に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記開口部は、第１の開口部であり、
   前記胎児用チャンバは、第２の開口部、および前記第１の方向に対して前記第２の開口部の反対側の第３の開口部を画定する、胎児用チャンバ。
7. 請求項５または６に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記第１の端部は、前記第２の開口部を画定し、前記第２の端部は、前記第３の開口部を画定する、胎児用チャンバ。
8. 請求項６または７に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記第２の開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内に流体が入ることをもたらすように構成され、
   前記第３の開口部は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに流体が前記内部空間から出ることをもたらすように構成されている、胎児用チャンバ。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の胎児用チャンバにおいて、
   前記胎児用チャンバは、前記胎児用チャンバが前記閉構成にあるときに前記内部空間内に流体が入ることをもたらすように構成された第４の開口部を画定し、
   前記第４の開口部は、１）前記第２の端部が前記第１の方向に対して前記第１の端部から離れているよりも、前記第１の方向に対して前記第１の端部の近くに、かつ２）前記第１の端部が前記第１の方向に対して前記第２の端部から離れているよりも、前記第１の方向に対して前記第２の端部の近くに、位置づけられている、胎児用チャンバ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の胎児用チャンバにおいて、
    前記剛性のフレームが回転軸を中心として回転可能となるように前記剛性のフレームを支持するように構成された機構をさらに備える、胎児用チャンバ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の胎児用チャンバにおいて、
    前記内部空間は、最大容積を定め、
    前記胎児用チャンバは、制限器をさらに含み、前記制限器は、前記制限器が前記内部空間の拡張を制限し、それによって前記最大容積を減少させるように、前記剛性のフレームに固定されるように構成されている、胎児用チャンバ。
12. 請求項１１に記載の胎児用チャンバにおいて、
    前記制限器は、前記胎児用チャンバが前記閉構成にある間に前記剛性のフレームから取り外されるように構成されている、胎児用チャンバ。
13. 人間の胎児を包み、成熟中に前記胎児を維持するように構成されたシステムにおいて、
    協働して少なくとも部分的に内部空間を画定する剛性のフレームおよび少なくとも１つの壁を含む胎児用チャンバであって、前記内部空間は、容積を定め、前記胎児用チャンバは、前記容積が可変となるように構成され、前記胎児用チャンバは、人間の胎児を前記内部空間に入れるのに適応するようにサイズ決めされた開口部を含み、前記開口部は、前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができないように、閉じられるよう構成された、胎児用チャンバと、
    第１の流体を前記内部空間に提供するように構成された第１の流体回路であって、前記第１の流体回路は、前記胎児用チャンバへの入口および前記胎児用チャンバからの出口を含む第１の経路を画定する、第１の流体回路と、
    第２の流体が前記第１の流体から分離したままであるように前記第２の流体を前記内部空間に提供するように構成された第２の流体回路であって、前記第２の流体回路は、前記胎児用チャンバへの入口および前記胎児用チャンバからの出口を含む第２の経路を画定する、第２の流体回路と、
    を備える、システム。
14. 請求項１３に記載のシステムにおいて、
    前記胎児用チャンバは、前記開口部が人間の胎児を前記内部空間に入れることに適応するように構成された開構成を含み、
    前記胎児用チャンバは、前記内部空間内の液体が前記開口部を通過することができない閉構成を含む、システム。
15. 請求項１３または１４に記載のシステムにおいて、
    前記少なくとも１つの壁は可撓性である、システム。
16. 請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
    ホイールを含むカートをさらに含み、前記カートは、１つの場所から別の場所へと輸送されるように構成され、前記カートは、前記胎児用チャンバを囲むハウジングを含む、システム。
17. 請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
    前記第１の流体回路は、前記第１の流体の第１の供給源、前記第１の流体の第２の供給源、および前記第１の供給源または前記第２の供給源のどちらかを含むように前記第１の経路を切り替えるように構成された機構を含み、前記第１の供給源は、前記第２の供給源より小さい容積の前記第１の流体を包囲している、システム。
18. 請求項１７に記載のシステムにおいて、
    前記機構は第１の機構であり、
    前記第２の流体回路は、前記第２の流体の第１の供給源、前記第２の流体の第２の供給源、および前記第２の流体の前記第１の供給源または前記第２の流体の前記第２の供給源のどちらかを含むように前記第２の経路を切り替えるように構成された第２の機構を含み、前記第２の流体の前記第１の供給源は、前記第２の流体の前記第２の供給源より小さい容積の前記第２の流体を包囲している、システム。
19. 請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
    前記第１の流体回路は、前記内部空間内の前記第１の流体の濁度を検出するように構成された濁度センサを含み、前記第１の流体回路は、前記内部空間への、また前記内部空間からの前記第１の流体の流量が、前記濁度センサにより感知された濁度に応じて可変となるように構成されている、システム。
20. 請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
    前記第１の流体回路は、前記内部空間内の前記第１の流体の圧力を検出するように構成された圧力センサを含み、前記第１の流体回路は、前記内部空間への、また前記内部空間からの前記第１の流体の流量が、前記圧力センサにより感知された圧力に応じて可変となるように構成されている、システム。

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