Podstawową ideą systemów typu artificial womb jest zapewnienie dziecku warunków fizjologicznych podobnych do tych, które panują w organie. Składa się na to kilka elementów: zanurzenie w płynie przypominającym płyn owodniowy, kontrolowany przepływ krwi przez sztuczne łożysko, wymiana gazowa, odżywianie oraz możliwość ruchu w środowisku płynnym. Badania przedkliniczne pokazują, że skrajnie wcześniaki mogą być utrzymywane w tzw. extra‑uterine system przez kilka tygodni, z zachowaniem stabilnych parametrów życiowych, przyrostu masy i rozwoju narządów. Zanurzenie w płynie zmniejsza urazy mechaniczne, ogranicza stymulację oddechu i wspomaga rozwój mięśni oraz układu kostnego.

W AquaWomb dziecko jest przenoszone do zbiornika wypełnionego syntetycznym płynem owodniowym, połączonego z modułem sztucznego łożyska, który przejmuje funkcję wymiany gazowej i odżywiania. Krążenie pępowinowe jest dokładnie monitorowane, a płyn zapewnia naturalną swobodę ruchów. System umożliwia obserwację rozwoju narządów i parametrów fizjologicznych w czasie rzeczywistym. Dzięki temu celem jest osiągnięcie momentu odpowiadającego ok. 28. tygodniowi ciąży, po którym tradycyjne metody neonatologiczne oferują lepsze rokowania i minimalizują powikłania.

Historia prób stworzenia sztucznej macicy sięga lat 50. i 60. XX w., kiedy badano możliwość wspomagania wcześniaków w prostych pojemnikach z płynem i kontrolowanym dopływem tlenu. Choć wówczas brakowało technologii pozwalającej na dokładną kontrolę parametrów biologicznych, te wczesne eksperymenty dały podstawę do współczesnych badań nad systemami APAW (z ang. artificial placenta and artificial womb). Współczesne projekty, w tym AquaWomb, opierają się na doświadczeniach Partridge’a i zespołu, którzy udowodnili, że przedwcześnie urodzone dzieci mogą rozwijać się poza macicą w pełni funkcjonalnym systemie.

Pomimo postępów istnieją pewnie wyzwania techniczne. Niedojrzałość płuc oznacza brak surfaktantu i rozwój niedostatecznych pęcherzyków, co czyni wentylację mechaniczną ryzykowną. Stabilne utrzymanie przepływu krwi w sztucznym łożysku wymaga precyzyjnej regulacji hemodynamicznej, ponieważ serce wcześniaka jest wrażliwe na zmiany oporu obwodowego. Kolejnym wyzwaniem jest sterylność środowiska – przez kilka tygodni system musi pozostawać wolny od bakterii i wirusów, a jednocześnie umożliwiać monitorowanie wszystkich funkcji fizjologicznych.

Aspekt etyczny jest równie ważny. Istota rozwijająca się w sztucznej macicy nazywana jest gestatelingiem (od ang. słowa „gestate” – ciąża, rozwijać się w łonie matki, z dodanym sufiksem „-ling”, który wskazuje na istotę młodą lub rozwijającą się; jest to świadoma próba odróżnienia takiego bytu od klasycznego płodu – fetus lub noworodka – neonate). Pojawia się pytanie o prawa dziecka, rolę rodziców oraz granice wykorzystania technologii. Choć początkowo ma ona ratować wcześniaki, możliwe jest, że w przyszłości zostanie wykorzystana do pełnej gestacji poza ciałem matki. To wymaga szerokiej debaty społecznej i regulacji prawnych.