ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue.

Why you should listen

At Imperial College London, Molly Stevens heads a highly multidisciplinary research group that designs bioactive materials for regenerative medicine and biosensing. It's fundamental science with an eye to practical applications as healthcare products.

Among the products from her lab: an engineered bone, cardiac tissue suitable for use in transplants, and disease-sensing nanoparticle aggregates that change color in the presence of even tiny quantities of cancer-related enzymes, making early sensing possible. As Stevens told The Lancet: "It's right down at the nanoscience level. It's really exciting stuff, but it actually results in something very tangibly useful."

More profile about the speaker
Molly Stevens | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Molly Stevens: A new way to grow bone

モリー・スティーブンス: 新しい骨再生法

Filmed:
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まとまった量の骨を再生するのに、何が必要なのでしょうか。典型的な骨の再生法では、患者の腰から採骨し、損傷した所に埋め込むのですが、限界もあり、手術後２、３年でかなりの痛みが生じうるのです。情報を豊かに織り込み、モリー・スティーブンスは、骨生来の能力を使い、痛みを伴わず骨組織の再生をする新しい幹細胞応用法を紹介します。
- Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio

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00:12
As humans人間, it's in our nature自然
0
462
1699
誰もが 健康を改善したり
00:14
to want to improve改善する our health健康
and minimize最小化する our suffering苦しみ.
1
2161
3294
肉体的苦しみを最小限に留め
00:17
Whateverなんでも life throwsスロー at us,
2
5455
1667
我が身に起る事が
00:19
whetherかどうか it's cancer癌, diabetes糖尿病, heartハート disease疾患,
3
7122
2465
癌 糖尿病 心臓病または骨折と
00:21
or even broken壊れた bones骨格, we want to try and get better.
4
9587
3192
それが何であろうと
良くなりたいと思うものです
00:24
Now I'm head頭 of a biomaterials生体材料 lab研究室,
5
12779
2483
私は生体材料研究所の所長ですが
00:27
and I'm really fascinated魅惑的な by the way that humans人間
6
15262
2740
過去 様々な材料が
独創的な方法で人体に
00:30
have used materials材料 in really creative創造的な ways方法
7
18002
2468
使われてきたということに
00:32
in the body体 over time.
8
20470
2744
とても感心させられます
00:35
Take, for example例, this beautiful綺麗な blue青 nacreナクル shellシェル.
9
23214
3646
例えば この貝の青い真珠層をご覧下さい
00:38
This was actually実際に used by the Mayansマヤン
10
26860
1882
これはマヤ族が歯のインプラントに
00:40
as an artificial人工的な tooth歯 replacement置換.
11
28742
3539
実際 使っていました
00:44
We're not quiteかなり sure why they did it.
12
32281
1633
その理由はよく分かりませんが
00:45
It's hardハード. It's durable耐久性のある.
13
33914
2576
硬く長持ちし
00:48
But it alsoまた、 had other very niceいい propertiesプロパティ.
14
36490
4118
他にもとても良い特質があります
00:52
In fact事実, when they put it into the jawbone顎骨,
15
40608
2280
顎に入れると
00:54
it could integrate統合する into the jaw顎,
16
42888
2907
顎骨と融合するのです
00:57
and we know now with very sophisticated洗練された
17
45795
2098
高度画像技術で
00:59
imagingイメージング technologiesテクノロジー
18
47893
1673
分かっている
01:01
that part部 of that integration統合 comes来る from the fact事実
19
49566
2349
融合の理由は この材料の
01:03
that this material材料 is designed設計
20
51915
1687
用途によく合ったデザイン
01:05
in a very specific特定 way, has a beautiful綺麗な chemistry化学,
21
53602
2819
そして素晴らしい化学的性質と
01:08
has a beautiful綺麗な architecture建築.
22
56421
2228
構造にありました
01:10
And I think in manyたくさんの ways方法 we can sortソート of think
23
58649
1752
あらゆる意味で
01:12
of the use of the blue青 nacreナクル shellシェル and the Mayansマヤン
24
60401
3007
マヤ族の青い真珠層を持つ貝の使い道は
01:15
as the first realリアル application応用
25
63408
1520
まさしく最初の
01:16
of the bluetoothブルートゥース technology技術.
26
64928
2295
ブルートゥース技術だ
なんて思ったりします
01:19
(Laughter笑い)
27
67223
1462
（笑）
01:20
But if we move動く on and think throughout全体を通して history歴史
28
68685
4393
先に進んで 歴史を通して
01:25
how people have used different異なる
materials材料 in the body体,
29
73078
2984
人類が体に様々な種類の材料を
使ってきたことを考えてみると
01:28
very oftenしばしば it's been physicians医師
30
76062
1714
創意工夫をしてきたのは
医師の場合が多く
01:29
that have been quiteかなり creative創造的な.
31
77776
1392
創意工夫をしてきたのは
医師の場合が多く
01:31
They've彼らは taken撮影 things off the shelf棚.
32
79168
1968
彼らが様々な発明をしてきました
01:33
One of my favoriteお気に入り examples例
33
81136
1885
その中でも 私のお気に入りは
01:35
is that of Sirサー Haroldハロルド Ridleyリドリー,
34
83036
3242
サー・ハロルド・リドリーのものです
01:38
who was a famous有名な ophthalmologist眼科医,
35
86278
2138
彼は有名な眼科医で—
01:40
or at least少なくとも becameなりました a famous有名な ophthalmologist眼科医.
36
88416
2568
少なくとも そうなったのですが—
01:42
And during中 World世界 War戦争 IIII, what he would see
37
90984
1927
第２次世界大戦中 彼は
01:44
would be pilotsパイロット coming到来 back from their彼らの missionsミッション,
38
92911
2852
戦線から戻って来たパイロットを見て
01:47
and he noticed気づいた that within以内 their彼らの eyes目
39
95763
1752
彼らの目の中に
01:49
they had shards破片 of small小さい bitsビット of material材料
40
97515
2940
小さな異物のかけらが
入っているのに気がつきました
01:52
lodgedロッテ within以内 the eye眼,
41
100455
1520
小さな異物のかけらが
入っているのに気がつきました
01:53
but the very interesting面白い thing about it
42
101975
1699
興味深いことに
01:55
was that material材料, actually実際に, wasn'tなかった causing原因
43
103674
2293
その物質は炎症反応を
01:57
any inflammatory炎症性の response応答.
44
105967
2013
全く引き起こしていなかったのでした
01:59
So he looked見た into this, and he figured思った out
45
107980
2339
調べて分かったことは
02:02
that actually実際に that material材料 was little shards破片 of plasticプラスチック
46
110319
2604
その物質は 小さなプラスチックのかけらで
02:04
that were coming到来 from the canopyキャノピー of the Spitfiresスピットファイア.
47
112923
2739
スピットファイア戦闘機の天蓋から
来る物でした
02:07
And this led him to propose提案する that material材料
48
115662
2401
それで彼はこの物質を
02:10
as a new新しい material材料 for intraocular眼内 lensesレンズ.
49
118063
2762
新しい眼内レンズの素材
として提唱したのです
02:12
It's calledと呼ばれる PMMAPMMA, and it's now used
50
120825
2105
PMMAと呼ばれるもので
02:14
in millions何百万 of people everyすべて year年
51
122930
1802
毎年 何百万人の人の目に
02:16
and helps助けて in preventing予防する cataracts白内障.
52
124732
2769
白内障を防ぐ為に使われています
02:19
And that example例, I think, is a really niceいい one,
53
127501
2309
この例は
02:21
because it helps助けて remind思い出させる us that in the early早い days日々,
54
129810
2435
昔は機械的機能をさせる為に
02:24
people oftenしばしば chose選択した materials材料
55
132245
1953
よく生体不活性材料が
選ばれ
02:26
because they were bioinertバイオインサート.
56
134198
1885
よく生体不活性材料が
選ばれ
02:28
Their彼らの very purpose目的 was to
perform実行する a mechanical機械的 function関数.
57
136083
3512
使われていた ということを
示しています
02:31
You'dあなたは put them in the body体
58
139595
1450
生体不活性材料を体に入れても
02:33
and you wouldn'tしないだろう get an adverse有害な response応答.
59
141045
2164
拒絶反応はありません
02:35
And what I want to showショー you is that
60
143209
1668
しかし ここで私が述べたい事は
02:36
in regenerative再生性の medicine医学,
61
144877
1381
再生医療は
02:38
we've私たちは really shiftedシフトした away from that ideaアイディア
62
146258
1824
生体不活性材料から
02:40
of taking取る a bioinertバイオインサート material材料.
63
148082
1913
全く離れたということです
02:41
We're actually実際に actively積極的に looking for materials材料
64
149995
2289
我々が積極的に探している材料は
02:44
that will be bioactive生物活性, that will interact相互作用する with the body体,
65
152284
2968
生体と作用する
生体活性材料で
02:47
and that furthermoreさらに we can put in the body体,
66
155252
2327
生体内に入れられると
02:49
they'll彼らは have their彼らの function関数,
67
157579
1449
そこで機能し
02:51
and then they'll彼らは dissolve溶解する away over time.
68
159028
4550
時が経つにつれ
生体内に吸収されるものです
02:55
If we look at this schematic回路図,
69
163578
1933
このチャートをご覧下さい
02:57
this is showing表示 you what we think of
70
165511
1601
これが示しているのは
02:59
as the typical典型的な tissue-engineering組織工学 approachアプローチ.
71
167112
2137
細胞組織工学の
典型的アプローチです
03:01
We have cells細胞 there, typically典型的には from the patient患者.
72
169249
2844
普通患者から細胞を取り
03:04
We can put those onto〜に a material材料,
73
172093
1882
それを材料に入れ
03:05
and we can make that material材料
very complex複合体 if we want to,
74
173975
2708
非常に複雑なものに
することもでき—
03:08
and we can then grow成長する that up in the lab研究室
75
176708
2170
実験室で増殖するか
03:10
or we can put it straightまっすぐ back into the patient患者.
76
178878
2515
患者の体に直接 戻すか
どちらでもできます
03:13
And this is an approachアプローチ that's
used all over the world世界,
77
181393
2451
これが世界中で そして
03:15
includingを含む in our lab研究室.
78
183844
3523
我々の実験室でも
行われている方法です
03:19
But one of the things that's really important重要
79
187367
2457
幹細胞について
本当に大切なことの１つは
03:21
when we're thinking考え about stem幹 cells細胞
80
189824
1878
幹細胞について
本当に大切なことの１つは
03:23
is that obviously明らかに stem幹 cells細胞
can be manyたくさんの different異なる things,
81
191702
2579
幹細胞は
あらゆる組織に分化でき
03:26
and they want to be manyたくさんの different異なる things,
82
194281
1764
又 そうなる傾向にあるので
03:28
and so we want to make sure that the environment環境
83
196045
1876
幹細胞を入れる環境に
03:29
we put them into has enough十分な information情報
84
197921
2350
我々が必要な情報を
確実に組み込むと
03:32
so that they can become〜になる the right sortソート
85
200271
1996
目的の特定の組織に
なるという事です
03:34
of specialistスペシャリスト tissue組織.
86
202267
2686
目的の特定の組織に
なるという事です
03:36
And if we think about the different異なる typesタイプ of tissues組織
87
204953
3063
世界中の実験室で
再生が試みられている
03:40
that people are looking at regenerating再生する
88
208016
2019
組織のタイプは
03:42
all over the world世界, in all the
different異なる labsラボ in the world世界,
89
210035
2311
組織のタイプは
03:44
there's prettyかなり much everyすべて tissue組織 you can think of.
90
212346
2936
殆ど考え得る全ての組織
と言っていい程です
03:47
And actually実際に, the structure構造 of those tissues組織
91
215282
1622
そんな組織の構造は
03:48
is quiteかなり different異なる, and it's going to really depend依存する
92
216904
2614
かなり多様で
03:51
on whetherかどうか your patient患者 has any underlying根底にある disease疾患,
93
219518
2418
患者の他の
隠れた病気とか健康問題が
03:53
other conditions条件, in terms条項 of how
94
221936
3050
患者の他の
隠れた病気とか健康問題が
03:56
you're going to regenerate再生する your tissue組織,
95
224986
1561
組織の再生法や
03:58
and you're going to need to think about the materials材料
96
226547
1985
材料の使用法や
04:00
you're going to use really carefully慎重に,
97
228532
2054
材料の使用法や
04:02
their彼らの biochemistry生化学, their彼らの mechanics力学,
98
230586
1725
生化学的性質､ 機能
04:04
and manyたくさんの other propertiesプロパティ as well.
99
232311
3738
その他多くの特質に影響し それにより
我々の対処法も大きく変わってきます
04:08
Our tissues組織 all have very
different異なる abilities能力 to regenerate再生する,
100
236049
3300
組織は其々
異なる再生能力があります
04:11
and here we see poor貧しい Prometheusプロメテウス,
101
239349
1742
ここで思い出すのが
可哀想なプロメテウス
04:13
who made製 a ratherむしろ trickyトリッキー careerキャリア choice選択
102
241091
3093
危なっかしい決断をした彼は
04:16
and was punished処罰された by the Greekギリシャ語 gods神々.
103
244184
2934
ギリシャの神々に罰せられ
04:19
He was tied結ばれた to a rock岩, and an eagle鷲 would come
104
247118
2321
岩に縛り付けられ
鷲が毎日
04:21
everyすべて day to eat食べる his liver肝.
105
249439
1603
彼の肝臓をついばみに来ます
04:23
But of courseコース his liver肝 would regenerate再生する everyすべて day,
106
251042
2267
彼の肝臓は毎日再生し
04:25
and so day after day he was punished処罰された
107
253309
2272
そうやって来る日も来る日も
04:27
for eternity永遠 by the gods神々.
108
255581
5797
永遠に神々に罰せられるのです
04:33
And liver肝 will regenerate再生する in this very niceいい way,
109
261378
3880
肝臓はこのように
再生されることになるでしょうが
04:37
but actually実際に if we think of other tissues組織,
110
265258
1776
他の組織
04:39
like cartilage軟骨, for example例,
111
267034
1769
例えば軟骨は
04:40
even the simplest最も単純な nickニック and you're going to find it
112
268803
2056
どんな些細な欠損でも
04:42
really difficult難しい to regenerate再生する your cartilage軟骨.
113
270859
2443
再生するのは
とても難しいのです
04:45
So it's going to be very different異なる from tissue組織 to tissue組織.
114
273302
3114
この様に組織により
違いが非常に大きく
04:48
Now, bone骨 is somewhereどこかで in betweenの間に,
115
276416
2800
骨の再生能力はその中間です
04:51
and this is one of the tissues組織
that we work on a lot in our lab研究室.
116
279216
2900
骨は我々の実験室で
よく扱われる組織の１つで
04:54
And bone骨 is actually実際に quiteかなり good at repairing修理.
117
282116
1984
自己修復能力は
実は かなり高いのです
04:56
It has to be. We've私たちは probably多分 all had fractures骨折
118
284100
2013
そうでなければ困ります
たぶん我々はみな
04:58
at some pointポイント or other.
119
286113
1812
骨折を経験しているでしょうし
04:59
And one of the ways方法 that you can think
120
287925
2157
骨折治療の１つの方法は
05:02
about repairing修理 your fracture骨折
121
290082
1689
骨折治療の１つの方法は
05:03
is this procedure手順 here, calledと呼ばれる
an iliac腸骨 crest紋章 harvest収穫.
122
291771
2827
「腸骨採取」と呼ばれる手法で
05:06
And what the surgeon外科医 mightかもしれない do
123
294598
1666
外科医が
05:08
is take some bone骨 from your iliac腸骨 crest紋章,
124
296264
3195
腸骨から骨を採取し
05:11
whichどの is just here,
125
299459
1378
ここにありますが—
05:12
and then transplant移植 that
somewhereどこかで elseelse in the body体.
126
300837
2524
体の他の部分にそれを移植します
05:15
And it actually実際に works作品 really well,
127
303361
1600
これは本当にうまく行くのです
05:16
because it's your own自分の bone骨,
128
304961
1499
本人の骨なので
05:18
and it's well vascularized血管新生した,
129
306460
1234
うまく血管新生化し
05:19
whichどの means手段 it's got a really good blood血液 supply供給.
130
307694
2369
血液の流れが
とても良くなるのですが
05:22
But the problem問題 is, there's
only so much you can take,
131
310063
2783
問題は採骨できる量に
限界があるという事です
05:24
and alsoまた、 when you do that operation操作,
132
312846
2923
その上 手術後
採骨した場所が
05:27
your patients患者 mightかもしれない actually実際に have significant重要な pain痛み
133
315769
2539
２年経っても
05:30
in that defect欠陥 siteサイト even two
years年 after the operation操作.
134
318308
3241
非常に痛む可能性があるのです
05:33
So what we were thinking考え is,
135
321549
1886
それで我々が考えた事は
05:35
there's a tremendousすばらしい need
for bone骨 repair修復, of courseコース,
136
323435
3149
勿論 骨修復の需要は
非常に大きいのですが—
05:38
but this iliac腸骨 crest-type山形 approachアプローチ
137
326584
2487
腸骨タイプのアプローチでは
05:41
really has a lot of limitations限界 to it,
138
329071
2432
限界があまりにあるので
05:43
and could we perhapsおそらく recreate再作成する
139
331503
2234
必要に応じ 生体内で
05:45
the generation世代 of bone骨 within以内 the body体
140
333737
2169
骨を再生し 移植したらどうだろう
05:47
on demandデマンド and then be ableできる to transplant移植 it
141
335906
3315
それにより腸骨採取後のような
05:51
withoutなし these very, very painful痛い aftereffects後遺症
142
339221
4905
極度の痛みが伴わない移植が
05:56
that you would have with the iliac腸骨 crest紋章 harvest収穫?
143
344126
3683
出来るのではないだろうか？
ということです
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
その我々のやり方は
06:02
was by coming到来 back to this typical典型的な tissue-engineering組織工学 approachアプローチ
145
350471
3338
典型的な細胞組織工学の
アプローチに戻ったのですが
06:05
but actually実際に thinking考え about it ratherむしろ differently異なって.
146
353809
2387
かなり違った観点を取りました
06:08
And we simplified単純化した it a lot,
147
356196
1919
随分 簡素化して
06:10
so we got rid除去する of a lot of these stepsステップ.
148
358115
2051
かなりステップを省きました
06:12
We got rid除去する of the need to
harvest収穫 cells細胞 from the patient患者,
149
360166
2374
患者からの
細胞採取の必要性
06:14
we got rid除去する of the need to put
in really fancyファンシー chemistries化学,
150
362540
2917
あらゆる高価な
化学薬品の必要性
06:17
and we got rid除去する of the need
151
365457
1692
そして研究室で担体を
06:19
to culture文化 these scaffolds足場 in the lab研究室.
152
367149
2828
培養する必要性を
なくしました
06:21
And what we really focused集中した on
153
369977
2179
我々が本当に
焦点を置いているのは
06:24
was our material材料 systemシステム and making作る it quiteかなり simple単純,
154
372156
3749
材料系と
それを簡素化する事ですが
06:27
but because we used it in a really clever賢い way,
155
375905
2325
よく考えられた方法で使用したので
06:30
we were ableできる to generate生成する enormous巨大な amounts金額 of bone骨
156
378230
2647
このアプローチによって
06:32
usingを使用して this approachアプローチ.
157
380877
1646
膨大な量の骨を
再生できたのです
06:34
So we were usingを使用して the body体
158
382523
1753
それで我々は生体を
06:36
as really the catalyst触媒 to help us
159
384276
2120
骨を大量に作る為の
06:38
to make lots of new新しい bone骨.
160
386396
2543
媒体として使いました
06:40
And it's an approachアプローチ that we call
161
388939
1583
そのアプローチを
06:42
the in vivoインビボ bioreactorバイオリアクター, and we were ableできる to make
162
390522
2811
「生体バイオリアクター」と呼び
このやり方で
06:45
enormous巨大な amounts金額 of bone骨 usingを使用して this approachアプローチ.
163
393333
2486
とてつもない量の骨を
再生できるのです
06:47
And I'll talk you throughを通して this.
164
395819
1239
分かり易く説明すると
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
こうです
06:51
in humans人間, we all have a layer層 of stem幹 cells細胞
166
399538
2343
生体には幹細胞の層が
06:53
on the outside外側 of our long bones骨格.
167
401881
1888
長骨の外側にあり
06:55
That layer層 is calledと呼ばれる the periosteum骨膜.
168
403769
1703
「骨膜」とよばれ
06:57
And that layer層 is actually実際に normally通常は
169
405472
2288
普段とても
06:59
very, very tightlyしっかりと boundバウンド to the underlying根底にある bone骨,
170
407760
2649
しっかりと
その下の骨に密着していて
07:02
and it's got stem幹 cells細胞 in it.
171
410409
1432
幹細胞を含んでいます
07:03
Those stem幹 cells細胞 are really important重要
172
411841
1419
この幹細胞は
07:05
in the embryo胚 when it develops発展する,
173
413260
1809
胎芽の成長にとても重要で
07:07
and they alsoまた、 sortソート of wake目覚め up if you have a fracture骨折
174
415069
2242
骨折すると
07:09
to help you with repairing修理 the bone骨.
175
417311
2861
骨を修復しようと活性化します
07:12
So we take that periosteum骨膜 layer層
176
420172
2093
我々はその骨膜に目をつけ
07:14
and we developed発展した a way to inject注入する underneath下の it
177
422265
2990
その下に液体を
注入する方法を開発しました
07:17
a liquid液体 that then, within以内 30 seconds秒,
178
425255
2816
その液体は注入後30秒内で
07:20
would turn順番 into quiteかなり a rigid堅い gelゲル
179
428071
1745
固形のゲルになり
07:21
and can actually実際に liftリフト the
periosteum骨膜 away from the bone骨.
180
429816
3253
骨から骨膜を持ち上げる事ができ
07:25
So it creates作成する, in essenceエッセンス, an artificial人工的な cavity空洞
181
433069
3688
人工の空洞が
07:28
that is right next次 to bothどちらも the bone骨
182
436757
3547
骨と幹細胞豊かな骨膜の間にできます
07:32
but alsoまた、 this really richリッチ layer層 of stem幹 cells細胞.
183
440304
3701
骨と幹細胞豊かな骨膜の間にできます
07:36
And we go in throughを通して a pinholeピンホール incision切開
184
444005
1612
微小な切り口から入るので
07:37
so that no other cells細胞 from the body体 can get in,
185
445617
2953
生体の他の細胞は入れません
07:40
and what happens起こる is that that
artificial人工的な in vivoインビボ bioreactorバイオリアクター cavity空洞
186
448570
4792
人工的に作られた空洞
バイオリアクター・スペースが
07:45
can then lead鉛 to the proliferation増殖 of these stem幹 cells細胞,
187
453362
2676
幹細胞の増殖に繋がり
07:48
and they can form形 lots of new新しい tissue組織,
188
456038
2086
多くの新しい組織を作り
07:50
and then over time, you can harvest収穫 that tissue組織
189
458124
2318
時が経つと組織を採取し
07:52
and use it elsewhere他の場所 in the body体.
190
460442
2948
人体の他の場所に移植できます
07:55
This is a histology組織学 slide滑り台
191
463390
2144
これがそのプロセスで見られる
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
組織構造のスライドです
07:59
and essentially基本的に what we see
193
467704
2517
我々が見ているのは
08:02
is very large大 amounts金額 of bone骨.
194
470221
1634
非常に大量の骨です
08:03
So in this picture画像, you can see the middle中間 of the leg脚,
195
471855
2480
この写真では足の中の中央部—
08:06
so the bone骨 marrow骨髄,
196
474335
1501
骨髄が右端に見え
08:07
then you can see the original元の bone骨,
197
475836
1804
次に本来の骨があり
08:09
and you can see where that original元の bone骨 finishes仕上げる,
198
477640
2856
その骨が終わった所の
08:12
and just to the left of that is the new新しい bone骨
199
480496
2511
丁度左に新生骨が
08:15
that's grown成長した within以内 that bioreactorバイオリアクター cavity空洞,
200
483007
2037
バイオリアクター・スペース内で
再生しています
08:17
and you can actually実際に make it even larger大きい.
201
485044
2431
もっと大きくもできます
08:19
And that demarcation境界 that you can see
202
487475
2627
本来の骨と新生骨との
08:22
betweenの間に the original元の bone骨 and the new新しい bone骨
203
490102
2351
境界部分は
08:24
acts行為 as a very slightわずかな pointポイント of weakness弱点,
204
492453
2013
ほんの少しだけですが弱い所で
08:26
so actually実際に now the surgeon外科医 can come along一緒に,
205
494466
2134
ここが外科医の出番です
08:28
can harvest収穫 away that new新しい bone骨,
206
496600
2024
新生骨を採取し
08:30
and the periosteum骨膜 can grow成長する back,
207
498624
2203
骨膜が再生します
08:32
so you're left with the leg脚
208
500827
1869
初めっから手術など
08:34
in the same同じ sortソート of state状態
209
502696
1550
しなかったような状態の
08:36
as if you hadn'tなかった operated操作された on it in the first place場所.
210
504246
2002
足が戻ってきます
08:38
So it's very, very low低い in terms条項 of after-pain後の痛み
211
506248
3849
それで術後の痛みは
08:42
compared比較した to an iliac腸骨 crest紋章 harvest収穫.
212
510097
3855
腸骨採集後と比べれば
とても軽いのです
08:45
And you can grow成長する different異なる amounts金額 of bone骨
213
513952
2104
骨再生量は
08:48
depending依存する on how much gelゲル you put in there,
214
516056
2019
ゲルの注入量次第なので
08:50
so it really is an on demandデマンド sortソート of procedure手順.
215
518075
3202
必要に応じて調節できます
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
我々が これを公表した時
08:55
this received受け取った a lot of attention注意 in the press押す,
217
523479
3337
メディアの注目を浴びました
08:58
because it was a really niceいい way
218
526816
2431
新しい骨再生の
09:01
of generating生成する new新しい bone骨,
219
529247
1466
実にいい方法だからです
09:02
and we got manyたくさんの, manyたくさんの contacts連絡先
220
530713
1995
これを使いたいと言う
09:04
from different異なる people that
were interested興味がある in usingを使用して this.
221
532708
2618
様々な人々から問い合わせが来ました
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
実のところ
09:09
sometimes時々 those contacts連絡先 are very strange奇妙な,
223
537115
2953
全くおかしなものもありました
09:12
slightly少し unexpected予想外の,
224
540068
1860
思ってもなかったような
09:13
and the very most最も interesting面白い,
225
541928
3062
とっても面白いもの
09:16
let me put it that way, contact接触 that I had,
226
544990
2285
と言ったらいいでしょう
09:19
was actually実際に from a teamチーム of Americanアメリカ人 footballersサッカー選手
227
547275
3211
その１つは
米国のフットボール選手からで
09:22
that all wanted to have double-thickness二重の厚さ skulls頭蓋骨
228
550486
3380
自分たちの頭蓋骨の厚みを
２倍にしたいというものでした
09:25
made製 on their彼らの head頭.
229
553866
4281
自分たちの頭蓋骨の厚みを
２倍にしたいというものでした
09:30
And so you do get these kinds種類 of contacts連絡先,
230
558156
2724
こんな問い合わせは
本当にあるのです
09:32
and of courseコース, beingであること Britishイギリス人
231
560880
2617
フランスで育った
09:35
and alsoまた、 growing成長する up in Franceフランス,
232
563497
1754
イギリス人の私は
09:37
I tend傾向がある to be very blunt鈍い,
233
565251
2142
ちょっと辛口な傾向があり
09:39
and so I had to explain説明する to them very nicelyきれいに
234
567393
2041
彼らにこう説明しました
09:41
that in their彼らの particular特に case場合,
235
569434
1475
「あなた達の様な特殊ケースでは
09:42
there probably多分 wasn'tなかった that much in there
236
570909
2014
たぶんその中にはあまり
09:44
to protect保護する in the first place場所.
237
572923
2988
守るものなんて ないんじゃないの」って
09:47
(Laughter笑い)
238
575911
1570
（笑）
09:49
(Applause拍手)
239
577481
1253
（拍手）
09:50
So this was our approachアプローチ,
240
578734
1855
これが我々のアプローチでした
09:52
and it was simple単純 materials材料,
241
580589
1644
単純な材料ですが
09:54
but we thought about it carefully慎重に.
242
582233
1987
入念に計画しました
09:56
And actually実際に we know that those cells細胞
243
584220
1620
生体や胎芽の幹細胞が
09:57
in the body体, in the embryo胚, as they develop開発する
244
585840
2138
成長すると
09:59
can form形 a different異なる kind種類 of tissue組織, cartilage軟骨,
245
587978
3229
ある異なる組織の
軟骨になるのが分かっているので
10:03
and so we developed発展した a gelゲル that was slightly少し different異なる
246
591207
2555
少し化学的性質の違うゲルを開発し
10:05
in nature自然 and slightly少し different異なる chemistry化学,
247
593762
2419
少し化学的性質の違うゲルを開発し
10:08
put it in there, and we were ableできる to get
248
596181
2147
それを注入し軟骨を100%
10:10
100 percentパーセント cartilage軟骨 instead代わりに.
249
598328
2178
再生できました
10:12
And this approachアプローチ works作品 really well, I think,
250
600506
2008
これはあらかじめ計画されると
とてもうまく行くやり方で
10:14
for pre-planned事前に計画された procedures手順,
251
602514
2482
これはあらかじめ計画されると
とてもうまく行くやり方で
10:16
but it's something you do have to pre-plan事前計画.
252
604996
2872
前もって計画しなければ
ならないものです
10:19
So for other kinds種類 of operationsオペレーション,
253
607868
2268
他の手術では
10:22
there's definitely絶対に a need for other
254
610136
1697
他の担体を基礎とした
アプローチが確かに必要です
10:23
scaffold-based足場ベース approachesアプローチ.
255
611833
2503
他の担体を基礎とした
アプローチが確かに必要です
10:26
And when you think about designing設計
256
614336
2369
他の担体を開発する時は
10:28
those other scaffolds足場, actually実際に,
257
616705
1638
他の担体を開発する時は
10:30
you need a really multi-disciplinary多面的な teamチーム.
258
618343
1971
様々な分野からの
専門家チームが必要です
10:32
And so our teamチーム has chemists化学者,
259
620314
2065
我々のチームには化学者
10:34
it has cell細胞 biologists生物学者, surgeons外科医, physicists物理学者 even,
260
622379
3377
細胞生物学者 外科医
そして物理学者さえもが加わり
10:37
and those people all come together一緒に
261
625756
2030
皆で一体となり
10:39
and we think really hardハード about
designing設計 the materials材料.
262
627786
2411
材料の開発に懸命に
取り組んでいます
10:42
But we want to make them have enough十分な information情報
263
630197
2966
特定の細胞機能をさせるよう
また実用化に向け複雑にならないよう
10:45
that we can get the cells細胞 to do what we want,
264
633163
2154
特定の細胞機能をさせるよう
また実用化に向け複雑にならないよう
10:47
but not be so complex複合体 as to make it difficult難しい
265
635317
2377
材料には 十分な情報を
10:49
to get to clinic診療所.
266
637694
1743
備えて欲しいのです
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
我々の仕事の１つは
10:54
is really trying試す to understandわかる
268
642188
1795
生体組織構造の理解を
深める事です
10:55
the structure構造 of the tissues組織 in the body体.
269
643983
2377
生体組織構造の理解を
深める事です
10:58
And so if we think of bone骨,
270
646360
1660
骨について考えると
11:00
obviously明らかに my own自分の favoriteお気に入り tissue組織,
271
648020
2624
私が関心を持つ組織ですが—
11:02
we zoomズーム in, we can see,
272
650644
1557
ズームインしてみると
11:04
even if you don't know anything
about bone骨 structure構造,
273
652201
1882
皆さんが骨組織の事は
よく知らなくても
11:06
it's beautifully美しく organized組織された,
really beautifully美しく organized組織された.
274
654083
2545
本当に素晴らしく
組織化されていると分かります
11:08
We've私たちは lots of blood血液 vessels船舶 in there.
275
656628
1887
そこには血管が張り巡っています
11:10
And if we zoomズーム in again, we see that the cells細胞
276
658515
2339
更にズームインすると
11:12
are actually実際に surrounded囲まれた by a 3D matrixマトリックス
277
660854
2972
ナノスケール繊維の
11:15
of nano-scaleナノスケール fibers繊維, and they give a lot
278
663826
2171
３D基質が細胞を囲み
11:17
of information情報 to the cells細胞.
279
665997
2182
細胞に多くの情報を与えています
11:20
And if we zoomズーム in again,
280
668179
1614
更にズームインすると
11:21
actually実際に in the case場合 of bone骨, the matrixマトリックス
281
669793
2201
骨の場合
細胞周辺の基質は美しく
11:23
around the cells細胞 is beautifully美しく organized組織された
282
671994
2151
ナノスケールで纏まり
11:26
at the nanoナノ scale規模, and it's a hybridハイブリッド material材料
283
674145
2467
混成された
11:28
that's part部 organicオーガニック, part部 inorganic無機.
284
676612
2584
有機・無機質のハイブリッドです
11:31
And that's led to a whole全体 fieldフィールド, really,
285
679196
2072
ここで全く新しい分野
11:33
that has looked見た at developing現像 materials材料
286
681268
2391
ハイブリッド的な構造を持った
材料の開発分野に移り
11:35
that have this hybridハイブリッド kind種類 of structure構造.
287
683659
2748
ハイブリッド的な構造を持った
材料の開発分野に移り
11:38
And so I'm showing表示 here just two examples例
288
686407
3278
その例を２つだけお見せします
11:41
where we've私たちは made製 some materials材料
that have that sortソート of structure構造,
289
689685
3120
ハイブリッド的構造を持った
11:44
and you can really tailorテーラー it.
290
692805
1438
調整可能な材料を作りました
11:46
You can see here a very squishyかすかな one
291
694243
2064
ここにブヨブヨした物が見えますが
11:48
and now a material材料 that's alsoまた、
this hybridハイブリッド sortソート of material材料
292
696307
4099
これもハイブリッド的材料で
11:52
but actually実際に has remarkable顕著 toughness靭性,
293
700406
1947
驚く程強く
11:54
and it's no longerより長いです brittle脆い.
294
702369
1460
壊れ易くありません
11:55
And an inorganic無機 material材料
would normally通常は be really brittle脆い,
295
703829
2456
無機質の材料は通常とても脆く
11:58
and you wouldn'tしないだろう be ableできる to have
296
706285
1440
このような丈夫さや強さはありません
11:59
that sortソート of strength力 and toughness靭性 in it.
297
707725
2188
このような丈夫さや強さはありません
12:01
One other thing I want to quickly早く mention言及 is that
298
709913
2489
もう１つだけちょっと
触れておきたい事は
12:04
manyたくさんの of the scaffolds足場 we make
are porous多孔質の, and they have to be,
299
712402
2715
我々が作る担体の多くは
12:07
because you want blood血液 vessels船舶 to grow成長する in there.
300
715117
2103
そこに血管が通り
育つように多孔質です
12:09
But the pores毛穴 are actually実際に oftentimesしばしば
301
717220
1877
穴のサイズは
12:11
much biggerより大きい than the cells細胞,
302
719097
1293
細胞より大きく
12:12
and so even thoughしかし it's 3D,
303
720390
1711
３Dではありますが
12:14
the cell細胞 mightかもしれない see it more
as a slightly少し curved湾曲した surface表面,
304
722101
3355
細胞には少しカーブした表面のように
見えるかもしれませんね
12:17
and that's a little bitビット unnatural不自然な.
305
725456
1676
少々不自然です
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
ですから 考えないといけないのは
12:21
is actually実際に making作る scaffolds足場
with slightly少し different異なる dimensionsディメンション
307
729380
3148
担体を少し違う次元で
12:24
that mightかもしれない be ableできる to surround囲む your cells細胞 in 3D
308
732528
2793
３Dで細胞を包み
12:27
and give them a little bitビット more information情報.
309
735321
2569
もう少し情報を
細胞に与えるように作る事です
12:29
And there's a lot of work going
on in bothどちらも of these areasエリア.
310
737890
3567
これらの領域では
色々な研究がなされています
12:33
Now finally最後に, I just want to talk a little bitビット about
311
741471
3969
最後に少しだけ
12:37
applying申請中 this sortソート of thing to cardiovascular心臓血管 disease疾患,
312
745440
2708
これを心血管疾患に応用する事
についてお話します
12:40
because this is a really big大きい clinical臨床的 problem問題.
313
748148
3263
実に大きな臨床上の問題だからです
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
分かっている事の１つは
12:46
unfortunately残念ながら, if you have a heartハート attack攻撃,
315
754996
2239
残念ながら 心臓発作を起こしたら
12:49
then that tissue組織 can start開始 to die死ぬ,
316
757235
2902
組織は活動停止し始めるため
12:52
and your outcome結果 mayかもしれない not be very good over time.
317
760137
3751
見通しは 時と共に
悪くなって行くかもしれません
12:55
And it would be really great, actually実際に,
318
763888
1710
我々が 組織の壊死を
12:57
if we could stop that deadデッド tissue組織
319
765598
1919
阻止するか 再生を促すか
12:59
eitherどちらか from dying死ぬ or help it to regenerate再生する.
320
767517
3985
どちらか出来るなら
どんなにか素晴らしいことでしょう
13:03
And there's lots and lots of stem幹
cell細胞 trials試行 going on worldwide世界的に,
321
771502
3248
今 世界中で行われている
幹細胞を使った臨床試験では
13:06
and they use manyたくさんの different異なる typesタイプ of cells細胞,
322
774750
2072
あるゆるタイプの
細胞を使っていますが
13:08
but one common一般 themeテーマ that seems思われる to be coming到来 out
323
776822
2352
表面化してきた共通の課題は
13:11
is that actually実際に, very oftenしばしば, those cells細胞 will die死ぬ
324
779174
2999
細胞は心臓に移植されると
死んでしまう事が多い
13:14
once一度 you've implanted移植された them.
325
782173
1795
ということです
13:15
And you can eitherどちらか put them into the heartハート
326
783968
1875
細胞を心臓か
13:17
or into the blood血液 systemシステム,
327
785843
2020
血液システムに
入れる事はできますが
13:19
but eitherどちらか way, we don't seem思われる to be ableできる
328
787863
2362
どちらにしろ
13:22
to get quiteかなり the right number数 of cells細胞
329
790225
1867
十分な数の細胞を
正しい場所に入れ
13:24
getting取得 to the locationロケーション we want them to
330
792092
2242
十分な数の細胞を
正しい場所に入れ
13:26
and beingであること ableできる to deliver配信する the sortソート of beautiful綺麗な
331
794334
4494
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
13:30
cell細胞 regeneration再生 that we would like to have
332
798828
2740
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
13:33
to get good clinical臨床的 outcomes結果.
333
801568
3417
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
13:36
And so some of the things that we're thinking考え of,
334
804985
1983
我々とこの分野の人々は
13:38
and manyたくさんの other people in the fieldフィールド are thinking考え of,
335
806968
3121
我々とこの分野の人々は
13:42
are actually実際に developing現像 materials材料 for that.
336
810089
3006
その問題を解決する為の材料を
開発する事を考えています
13:45
But there's a difference差 here.
337
813095
1619
しかし１つ違いがあります
13:46
We still need chemistry化学, we still need mechanics力学,
338
814714
2210
その為には我々は
化学的技術的な向上
13:48
we still need really interesting面白い topography地形,
339
816924
2671
参考となるトポグラフィー画像
13:51
and we still need really interesting面白い
ways方法 to surround囲む the cells細胞.
340
819595
2648
適切な細胞を囲む方法がまだ必要です
13:54
But now, the cells細胞 alsoまた、
341
822243
2511
細胞はまた
13:56
would probably多分 quiteかなり like a material材料
342
824754
2025
伝導体のような働きを
13:58
that's going to be ableできる to be conductive導電性の,
343
826779
2018
するようになるでしょう
14:00
because the cells細胞 themselves自分自身 will respond応答する very well
344
828797
4209
なぜなら細胞そのものは よく反応し
14:05
and will actually実際に conduct行動 signalsシグナル
betweenの間に themselves自分自身.
345
833006
3479
お互い同士でシグナルを
伝え合うからです
14:08
You can see them now
346
836485
1516
今でも このように
14:10
beating打つ synchronously同期的に on these materials材料,
347
838001
2475
材料の中で細胞は
同調し合い脈打っています
14:12
and that's a very, very excitingエキサイティング development開発
348
840476
2779
とても興奮させられる事が
14:15
that's going on.
349
843255
2114
起きています
14:17
So just to wrapラップ up, I'd like to actually実際に say that
350
845369
4824
最後に
14:22
beingであること ableできる to work in this sortソート of fieldフィールド,
351
850193
2356
この分野で働く我々に取って
14:24
all of us that work in this fieldフィールド
352
852549
1654
とても夢のある科学分野であり
14:26
that's not only super-exciting超エキサイティング science科学,
353
854203
2509
とても夢のある科学分野であり
14:28
but alsoまた、 has the potential潜在的な
354
856712
2046
大なり小なり患者にインパクトを
与える可能性のあるこの分野で
14:30
to impact影響 on patients患者,
355
858758
1968
大なり小なり患者にインパクトを
与える可能性のあるこの分野で
14:32
howeverしかしながら big大きい or small小さい they are,
356
860726
2430
働けるという事を
本当に光栄に思います
14:35
is really a great privilege特権.
357
863156
1553
働けるという事を
本当に光栄に思います
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
その為にも
皆様にも感謝を述べたいと思います
14:39
Thank you.
359
867853
1317
ありがとうございます
14:41
(Applause拍手)
360
869170
4924
（拍手）
Translated by Reiko O Bovee
Reviewed by Eriko T.

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ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue.

Why you should listen

At Imperial College London, Molly Stevens heads a highly multidisciplinary research group that designs bioactive materials for regenerative medicine and biosensing. It's fundamental science with an eye to practical applications as healthcare products.

Among the products from her lab: an engineered bone, cardiac tissue suitable for use in transplants, and disease-sensing nanoparticle aggregates that change color in the presence of even tiny quantities of cancer-related enzymes, making early sensing possible. As Stevens told The Lancet: "It's right down at the nanoscience level. It's really exciting stuff, but it actually results in something very tangibly useful."

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Molly Stevens | Speaker | TED.com
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