Te vroeg geboren baby’s onder water in kunstbaarmoeder

By Corine Spaans

“Een kunstbaarmoeder – de couveuse 2.0 – wordt binnen tien jaar werkelijkheid”, zegt Jasmijn Kok, een van de oprichters van de spin-off Juno. Samen met vier onderzoekers van de TU Eindhoven, onder wie haar tweelingzus Lyla Kok, wil zij de techniek, die de overlevingskansen van een extreem te vroeg geboren kindjes vergroot, naar de markt brengen. “Het is geen science fiction.”

Wat ooit begon als een wild idee, een moon shot, krijgt nu steeds meer vorm, gaat mede-oprichter Myrthe van der Ven verder. In de jaren ’70, op congressen in Japan, zag gynaecoloog Guid Oei de eerste ideeën om extreem te vroeg geboren kindjes niet in een couveuse op te vangen, maar onderwater in een kunstbaarmoeder. 

Longen

Bij extreem te vroeg geboren kinderen zijn de organen nog niet volgroeit. Vooral de longen hebben het vocht uit de baarmoeder nodig. In de huidige couveuse krijgen ze ondersteuning om te ademen en hun hart te laten kloppen, duidt Van der Ven. “Eigenlijk is een te vroeggeboren baby –  een neonaat –  nog niet klaar voor die ondersteuning. Er is een groot risico dat het overlijdt. Op de lange termijn kunnen kinderen problemen houden met ademen of met de zuurstofcirculatie naar de hersenen. We verwachten dat ze zich in een nagebootste baarmoeder door kunnen ontwikkelen zoals ze dat in de natuurlijke baarmoeder doen.”

Kok is bij de spin-off betrokken vanwege haar ondernemerskwaliteiten. Het onderzoek loopt al een tijdje, legt ze uit. De spin-off – vernoemd naar de Griekse godin van het leven en de geboorte: Juno – komt voort uit een Europees consortium. Dat ontving in 2019 een bedrag van 2,9 miljoen euro aan Europese subsidies om een kunstbaarmoeder te ontwikkelen.

“Juno bestaat nog maar 2 maanden. Wij bedenken in deze spin-off hoe we de kunstbaarmoeder daadwerkelijk op de markt kunnen krijgen.” Daar is financiering voor nodig. Investeerders komen pas om de hoek kijken als de techniek zich volledig heeft bewezen en het gecertificeerd is, weet Kok. Zo ver is het nog niet. Toch willen de vijf onderzoekers, gynaecoloog Guid Oei, wetenschappers Van der Ven en Beatrijs van der Hout en de twee zussen, nu al de stap richting investeerders zetten.

Ondernemen

Daarbij komen de ondernemerskwaliteiten van de tweeling om de hoek kijken. Jasmijn en Lyla Kok hebben een start-up waarin ze een algoritme ontwikkelen dat gezinnen en oppas bij elkaar brengt. Jasmijn Kok wilde iets doen wat nog meer impact zou geven en stuurde een brief naar professor Frans van de Vosse, hoogleraar Cardiovascular Biomechanics. Of ze een PhD binnen zijn onderzoeksgroep mocht gaan doen. “Hij zag mijn ervaring met ondernemen en vroeg me te komen helpen deze spin-off van de grond te krijgen.”

Van der Ven is als technisch geneeskundige sinds 2018 bij het project betrokken. “Ondernemen is een expertise die wij als wetenschappers minder tot niet hebben. Van het financiële vlak en hoe die zakelijke wereld in elkaar steekt, weet ik weinig. Ik weet weer meer van de inhoud, het klinische probleem en hoe je een subsidie aanvraagt. Ik denk dat wij elkaar enorm kunnen versterken.” 

Voor Kok is de spin-off een kans die ze met beide handen aangreep. “Dit is echt een van de meest bijzondere projecten waar je aan kan werken. Het kan zoveel impact geven.” Vroeggeboorte is de grootste oorzaak van kindersterfte over heel de wereld, gaat Kok verder. “Dat is niet alleen extreem vroeggeboorte (complicaties tijdens de geboorte of infecties zoals longontsteking en sepsis, zijn andere oorzaken, red.), maar daar zit wel een heel groot aandeel in. Als je daar aan kan bijdragen is dat wel heel mooi.”

Trainingsmannequins

Kok studeerde bouwkunde. “Iets heel anders, maar eigenlijk bouwen we aan het eerste huisje van de mens.” Haar tweelingzus is ook een van de mede-oprichters. Zij is industrieel ontwerper. “Op de inhoud heeft zijn wat meer raakvlakken dan ik. Zij zou graag betrokken zijn bij de vormgeving. Hoe maak je het gebruiksvriendelijk? Nu ziet het prototype er nog vooral technisch uit.”

Naast de benodigde hardware is er een softwarematige kant. In de nieuwe couveuse monitoren sensoren hoe de vroeggeborene zich ontwikkelt. Ook maken de onderzoekers gebruik van “digital twin technologie”. Wiskundige modellen, gemeten en beschikbare data, en artificiële intelligentie, bootsen de neonaat na. Zo kunnen de onderzoekers artsen adviseren en assisteren bij de keuzes in de zorg van de te vroeg geboren baby, neonaat. “We zoeken nog naar een naam voor een te vroeg geboren baby in een kunstbaarmoeder”, zegt Van der Ven. 

Bevalling

De testen gebeuren met 3D-geprinte trainingsmannequins. Die zijn er in alle groottes en gewichten. Gekoppeld aan een digital twin model kan de reactie van een echte baby op een behandeling worden gesimuleerd, legt de Van der Ven uit. “Dat klinkt allemaal nog heel technisch. Belangrijk is dat ouders de techniek accepteren en dat zorgverleners het fijn gaan vinden om dit apparaat te gebruiken. Dat ze het niet als iets technisch zien, maar iets dat nodig is om het kindje te laten overleven. Die stap naar acceptatie moeten we ook nemen.”

Een van de grootste uitdagingen is dat de foetus, van 24 tot 28 weken oud, net na de geboorte niet naar adem hapt. De Amerikaans professor Alan Flake toonde al aan dat het mogelijk is een lammetje te verdoven en deze onderwater in een kunstbaarmoeder zich verder te laten ontwikkelen. “Wij willen de overstap naar de kunstbaarmoeder zo natuurlijk mogelijk doen”, zegt Kok. Het onderzoek richt zich dus niet alleen op de kunstbaarmoeder zelf en hoe het te vroeg geboren kindje via de navelstreng gevoed wordt door een nagebootste placenta, maar ook hoe de bevalling moet verlopen.

Dilemma’s

Er zijn nog wel ethische dilemma’s te overwinnen, stelt Van der Ven. “Daar gaan we zeker aandacht aan besteden. Zoals: hoe gaan we de maatschappij voorbereiden op deze nieuwe technologie? Wat mag er en wat kan er? Welke kindjes zouden hier als eerste voor in aanmerking komen? Dat soort vraagstukken moeten we natuurlijk ook beantwoorden.”

In Nederland mag je bijvoorbeeld een neonaat dat jonger is dan 24 weken niet redden, gaat Kok verder. “Dat is hier zo vastgelegd. In Scandinavië en Duitsland ligt die grens bij jonger dan 23 weken.” De onderzoekers moeten ook naar andere landen kijken. “Nederland is met zo’n 600 baby’s per jaar, die we zouden kunnen helpen, eigenlijk een te kleine markt voor zo’n ingewikkeld medisch product. We moeten wel onderzoeken wat andere culturen vinden en wat de wetgeving is.” 

Uiteindelijk zou het super mooi zijn als deze technologie ook in ontwikklingslanden, zegt Van der Ven. Daar blijft het aantal sterfgevallen van pasgeboren baby’s verontrustend hoog, zo blijkt uit een onderzoek van Unicef. “In het begin stadium is het nog heel prijzig, maar dat houden we zeker in ons achterhoofd.” Kok: “We moeten eerst bewijzen dat de techniek werkt en het concept klopt. Dan kunnen we doorontwikkelen om het simpeler een goedkoper te maken.”

De spin-off is onderdeel van een groter samenwerkingsverband dat onderzoek uitvoert naar een “Perinatal Life Support” systeem. Partners zijn de universiteiten in Eindhoven, Aken en Milaan, en de bedrijven LifeTec Group, Nemo Healthcare, MSB de Medici en Medsim. In 2024 loopt de financiering vanuit Horizon 2020 af, dan moet het prototype van de kunstbaarmoeder klaar zijn. Daarna starten de preklinische en klinische testen en het certificeringstraject.