- Onderzoek , Sluitstuk
- 12/12/2024
Sluitstuk | Een betere couveuse met vruchtwater
Een beter alternatief voor de huidige couveusezorg: dat is het doel van het interdisciplinaire project waarin promovenda Juliette van Haren prototypes ontwikkelde voor een innovatieve zorgomgeving. Deze nieuwe aanpak bootst de baarmoeder na en biedt vroeggeboren baby’s mogelijk betere ontwikkelingskansen. Op 13 december verdedigt ze haar proefschrift aan de faculteit Industrial Design.
Het project, opgezet door artsen van het Máxima Medisch Centrum (MMC), richt zich op het verbeteren van de zorg voor te vroeg geboren baby’s. Dankzij een Europese subsidie kwam een samenwerking tot stand tussen medische en technische disciplines. Van Haren, met een achtergrond in zowel medische biologie als industrieel ontwerp, was bij uitstek geschikt om deze uitdaging via ontwerpprincipes aan te pakken. “Het is een zeer interdisciplinair project,” vertelt ze. “Ik werk nauw samen met de faculteit Biomedical Engineering (BME), waar ook de projectleiding ligt.”
Geen kunstmatige baarmoeder
De innovatieve zorgomgeving creëert een veilige en comfortabele omgeving om de fysieke en mentale ontwikkeling van vroeggeboren baby’s optimaal te ondersteunen. Van Haren benadrukt echter dat het systeem alleen bedoeld is voor medische noodsituaties. “We noemen het bewust geen kunstbaarmoeder”, legt ze uit. “Die term suggereert dat het de functie van een echte baarmoeder volledig zou overnemen, wat niet het geval is.”
Het project roept onvermijdelijk ethische vragen op. Daarom vindt Van Haren het belangrijk om duidelijk uit te leggen wat het systeem wel en niet beoogt. “We richten ons uitsluitend op baby’s die tussen de 24 en 28 weken worden geboren”, licht ze toe. In Nederland ligt de wettelijke grens voor intensieve medische zorg aan vroeggeborenen bij 24 weken, mits het kind levensvatbaar is.
Onderdompelen in vruchtwater
Ondanks de vooruitgang in de neonatale zorg kampen vroeggeborenen vaak met langdurige gezondheidsproblemen, zoals chronische longaandoeningen. Daarom werkt het consortium aan een concept waarbij de baby ondergedompeld blijft in een omgeving gevuld met vruchtwater. Dit voorkomt dat de longen direct aan lucht worden blootgesteld, waardoor deze verder kunnen rijpen.
“Via de navelstreng, die na de geboorte wordt aangesloten op een kunstmatige placenta, kunnen we het kind van zuurstof en voedingsstoffen voorzien”, legt Van Haren uit. “Ook medicatie kan via die route worden toegediend, zodat we het kwetsbare huidje niet hoeven aan te prikken.”
“We kunnen niet de volledige functies van de baarmoeder nabootsen”, erkent ze. “Maar door een omgeving te creëren waarin de baby wordt ondergedompeld in vruchtwater, kunnen we mogelijk veel voordelen bieden. Het is dus geen kunstbaarmoeder, maar eerder een vruchtwatercouveuse.”
Feedbackloop
Omdat deze technologie zich nog in een vroege ontwikkelingsfase bevindt, kan ze voorlopig niet op patiënten worden toegepast. In het buitenland worden dergelijke innovaties vaak getest op dieren, zoals schapen. Het consortium koos echter voor een alternatieve aanpak om dierproeven zoveel mogelijk te vermijden: testen met behulp van simulaties. Onderzoekers van de faculteit Biomedical Engineering ontwikkelden hiervoor wiskundige modellen, een soort digital twins van het cardiovasculaire systeem van een foetus, inclusief het hart, de bloedvaten en andere relevante structuren.
Bij Industrial Design zijn op z’n beurt fysieke patiëntensimulatoren ontworpen: levensechte poppen die zoveel mogelijk de fysieke bouw en lichaamsfuncties van vroeggeboren baby’s nabootsen. Deze fysieke modellen maken het mogelijk om testen uit te voeren onder gecontroleerde omstandigheden. Door de digitale en fysieke modellen vervolgens met elkaar te koppelen, kan cruciale informatie worden uitgewisseld.
“De fysieke simulatoren meten bijvoorbeeld zuurstofgehaltes, waarna het digitale model berekent hoe die waarden de bloeddruk beïnvloeden,” legt Van Haren uit. “Die berekeningen worden weer teruggekoppeld naar de fysieke modellen om de resultaten te verfijnen. Zo ontstaat er een feedbackloop waardoor we steeds nauwkeurigere resultaten kunnen krijgen.”
Collaboratief project
Tijdens het ontwerpproces werd feedback verzameld van verschillende betrokkenen. Zo werden de prototypes samen met artsen van het MMC ontwikkeld. “Die samenwerking was erg waardevol”, zegt Van Haren. “Je kunt op die manier de menselijke maat erin meenemen en het echt tastbaar maken; dat is bij dierproeven niet mogelijk.”
Ook studenten speelden een belangrijke rol in dit collaboratieve project. “Veel van de prototypes zijn mede-ontwikkeld door studenten”, vervolgt ze. Dit zorgde niet alleen voor waardevolle bijdragen, maar bood studenten ook de kans om praktijkervaring op te doen binnen een interdisciplinair team.
Ouder-kindhechting
Het menselijke aspect speelt een essentiële rol in het ontwerp. Van Haren werkte daarom nauw samen met een patiëntenorganisatie, bestaande uit ouders van vroeggeboren baby’s. “We vinden de de band tussen de ouders en het kind ontzettend belangrijk”, benadrukt ze.
Hoewel de vruchtwatercouveuse bescherming biedt, kan het ook een barrière vormen tussen ouder en kind. “We weten dat ouder-kindhechting cruciaal is voor het welzijn van zowel de baby als de ouders”, zegt Van Haren. Daarom werd goed nagedacht over manieren om die band te versterken. Een manier om dit te bereiken is via een ‘baarmoedertelefoon’ waarmee ouders zouden kunnen praten of zingen tegen hun baby. Een ander idee is om de couveuse boven de buik van de moeder te kunnen plaatsen voor meer fysieke nabijheid.
Perinaat
Voor een veilige implementatie moet de technologie grondig getest worden. Een van de uitdagingen is het overbrengen van een baby van de moeder naar de vruchtwatercouveuse. “Dit moet snel gebeuren, omdat de zuurstofvoorziening stopt zodra de navelstreng wordt doorgeknipt”, legt Van Haren uit. “De navelstreng moet onmiddellijk aangesloten worden op de kunstmatige placenta.”
Na de geboorte wordt een foetus officieel een neonaat, oftewel een pasgeborene, wat enkele biologische veranderingen met zich meebrengt. “Ons doel is echter om de baby in de foetale fase te houden”, zegt Van Haren. Sommige onderzoekers pleiten zelfs voor een nieuwe term, zoals ‘foetonaat’ (een combinatie van foetus en neonaat). Binnen het consortium werd de term ‘perinaat’ aangehouden, die naar de overgangsfase tussen een foetus en een pasgeborene verwijst.
Het project is onderdeel van een bredere samenwerking. Zo werken onderzoekers van de universiteit van Aken aan een kunstmatige placenta en een technisch prototype van de couveuse, en ontwikkelen collega’s in Milaan technologieën voor non-invasieve monitoring. Hoewel de implementatie van een vruchtwatercouveuse waarschijnlijk nog jaren op zich laat wachten, hoopt Van Haren dat haar onderzoek een waardevolle bijdrage kan leveren. “Binnen het consortium zeggen we altijd: we willen niet de eerste zijn; we willen het vooral goed doen. First time right”, zegt ze. “Nu hebben we in ieder geval een fysieke setting waarin we samen kunnen brainstormen en het concept verder kunnen ontwikkelen.”
PhD in the picture
Wat staat er op je proefschriftkaft?
“Ik heb het heel minimalistisch gehouden. De lichtroze achtergrond verwijst naar de spreekwoordelijke roze wolk na een bevalling. Het symboliseert hoop voor de toekomst: met deze technologie kunnen we de situatie van vroeggeboren baby’s en hun ouders verbeteren.”
Je bent op een verjaardagsfeestje. Hoe leg je uit wat je onderzoekt?
“Ik onderzoek hoe we de couveusezorg voor vroeggeboren baby’s kunnen verbeteren.”
Hoe blaas je naast je onderzoek stoom af?
“Tijdens mijn PhD heb ik een cursus Noors gevolgd. Niet omdat het moest, maar omdat ik het een mooie taal vind.”
Welk advies zou je aan toekomstige promovendi willen geven?
“Waak ervoor dat je in een bubbel belandt. Het is belangrijk om regelmatig wat afstand te nemen en uit te zoomen. Achteraf heb ik gemerkt dat ik te veel tijd en energie stak in zaken die uiteindelijk niet eens in mijn proefschrift terechtkwamen. Praten met anderen hielp me om dingen vanuit een ander perspectief te zien.”
Wat is je volgende hoofdstuk?
“Ik blijf op de TU/e als universitair docent bij de faculteit Industrial Design en ga verder met onderzoek naar zorg voor vroeggeborenen. Op dit moment zijn we bezig financiering te regelen voor nieuwe projecten.”
Discussie