“我们这个系统就是在体外再造一个子宫。”帕特里奇医生说。
“我们不要把这些孩子当成新生儿对待。”研究团队带头人、费城儿童医院外科医生弗雷克总结，
“我们还是把它们当作尚未出生的胎儿。”因此，工作的目标不是让新生儿适应这个世界，而是为胎儿提供一个类似母体的环境。
胎儿的生存呼吸都在液体环境中进行，帕特里奇医生将子宫外的世界称为“旱地”。对“粮草装备”尚不齐全的极端早产儿来说，贸然“登岸”往往凶多吉少。一般人安之若素的环境，对新生儿来说则仿佛在枪林弹雨中穿行，稍不留神就有性命危险。
这个临时堡垒的主体是一个塑料袋，里面灌满了研究者配制的电解质溶液，用来替代羊水。这些人工羊水从一端流入，另一端流出，清除代谢废物，为胎儿提供接近无菌、温度稳定的成长环境。“生物袋”的另一个组成部分则是血液循环系统，替代脐带与胎盘，通过血液为胎儿排除二氧化碳和代谢废物，提供氧气与营养。
“对于早产儿的救治如同闯关。”北京和睦家医院儿科主任杨明曾对媒体说，“闯过了一关，或许还有惊险的下一关。” 呼吸衰竭、颅内出血、血糖不稳定、高胆红素血症、严重感染、持续肺动脉高压、喂养不耐受等，都是极端早产儿可能要经历的关口。
呼吸就是所有早产儿首先面临的关口。“早产儿第一个问题就是肺发育不好。”安贞医院妇产科副主任医师杨冬介绍，“所以他出来面临的第一个问题就是呼吸窘迫。”
杨明接触的一个极端早产儿就没有自主呼吸能力，从助产士手中接过来，孩子“口唇都是青紫的”，只能自己“顽强地倒气”。
宝宝在母亲肚子里是不呼吸的，胎儿吸入氧气，排出二氧化碳，都是通过血液循环，借由脐带和胎盘进行传输。在子宫内，胎儿的肺泡都是闭合状态，浸润在羊水中。
足月（37周后生产）顺产的孩子在第34周左右，呼吸中枢基本发育成熟，会分泌一种肺表面活性物质，分娩时产道挤压，肺泡中的水分被充分排出，肺泡就会在活性物质的刺激下迅速膨胀，空气顺利进入新生儿的双肺。胎儿发出的第一声响亮的嚎哭，就是阶段性胜利的信号。
极端早产儿的呼吸中枢没有发育成熟，肺表面活性物质也没有完全到位，往往需要借助呼吸机辅助呼吸。这是一个两难的选择，呼吸机将氧气压入肺中，维持呼吸的同时，也会对早产儿的肺部造成损伤。长时间、高浓度的氧气甚至会造成眼部血管畸形发育，导致新生儿视网膜脱落。
为了解决这种问题，“生物袋”采用的是一种“无泵”设计。胎儿在袋中通过血液排出二氧化碳，获得氧气。血液流动需要动力，“生物袋”的循环系统采用一种新型氧合器，将内部阻力降到极低，这样，即使仅仅借助新生儿微弱的心脏搏动，也能让血液保持循环。
