TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Ентони Атала за растење на нови органи
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
Врвната лабораторија на Ентони Антала одгледува човечки органи - мускули, крвни садови, мочни меури и многу повеќе. На TEDMED, тој прикажува снимка од неговите биоинженери кои работат со направи блиски до научна фантастика, како на пример биореактор сличен на рерна (загревање на 98.6 C) и машина која може да "печати" човечко ткиво.
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
This is actually a painting
0
0
3000
Ова овде е слика
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
којашто е закачена во библиотеката Каунтвеј во Медицинското Училиште Харвард.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
И ја прикажува првата трансплантација на орган некогаш изведена.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
Напред всушност можете да го видите Џо Мури
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
како го подготвува пациентот за трансплантација
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
додека во задната соба го гледате Хартвел Харисон,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
Шеф на Урологија во Харвард,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
како го зема бубрегот од донорот.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
Бубрегот всушност беше првиот орган
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
којшто некогаш се трансплантирал на човек.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
Тоа беше назад во 1954.
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
Пред 55 години
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
сеуште се соочувале со многу од истите предизвици
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
кои постоеле и во многуте претходни декади.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
Секако има многу напредоци, многу спасени животи.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
Но имаме огромен недостаток на органи.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
Во последнaтa декада бројот на пациенти
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
кои чекаат за трансплантација е двојно зголемен.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
Додека во исто време, бројот на пациенти
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
останува скоро целосно непроменет.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
Ова навистина има врска со нашата стареечка популација.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
Ние само старееме.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
Медицината врши подобра работа
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
одржувајќи не во живот.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
Но како што старееме, нашите органи се посклони кон оштетување.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
Значи, тоа е предизвик
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
не само за органите туку и за ткивата.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
Обидите за пресадување на панкреас,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
обидите за пресадување на нерви кои би ни помогнале во Паркинсоновата болест.
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
Ова се големи проблеми.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
Ова е всушност доста шокантна статистика.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
Секои 30 секунди
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
пациент умира од болест
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
која би можела да биде третирана со регенерација или пресадување на ткиво.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
И, што може ние да сториме во врска со ова?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
Веќе зборувавме за матични клетки вечерва.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
Тоа е еден начин.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
Но сепак сме далеку од користење на овие матични клетки за пациентите
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
во смисол на вистински терапии за органи.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
Нели би било супер ако нашите тела можат да се регенерираат?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
Нели би било супер ако можеме да ја искористиме силата
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
на нашите тела, за да се излекуваме самите?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
Ова всушност и не е некој непознат концепт;
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
ова е нешто што се случува секој ден на Земјата.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
Ова е слика од саламандер.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
Саламандрите ја имаат оваа неверојатна особина да се регенерираат.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
Ова е мал видео клип.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
Ова е всушност повреда на екстремитет на саламандер.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
И е впрочем вистинска фотографија,
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
темпирана фотографија која покажува како овој екстремитет се регенерира
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
во период од неколку денови.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
Го гледате формирањето на лузна.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
И оваа лузна подоцна прераснува
02:46
a new limb.
53
151000
2000
во ново стапало.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
Значи, саламандрите можат да го направат ова.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
Зошто не и ние? Зошто луѓето неможат да се регенерираат?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
Всушност, ние можеме да се регенерираме.
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
Вашите тела имаат многу органи,
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
и секој орган во телото
03:03
has a cell population
59
168000
2000
има популација на клетки
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
кои се подготвени да стапат во сила во време на повреда. Се случува секој ден,
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
Како што растете, како што стареете.
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
Вашите коски се регенерираат секои 10 години.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
Вашата кожа се регенерира секои две недели.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
Значи, вашето тело константно се регенерира.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
Предизвикот се случува кога има повреда.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
За време на повреда или болест,
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
првата реакција на телото
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
е да го изолира ова од остатокот од телото.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
Во основа, тоа сака да ја победи инфекцијата
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
и да се изолира себеси. Без разлика дали се работи за органи во твоето тело,
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
или твојата кожа, првата реакција
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
е формирање на ова ткиво, т.е. лузна
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
така што би се заштитило од надворешноста.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
Па, како би можеле да се искористиме оваа карактеристика?
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
Еден од начините да го оствариме ова
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
е со користење на паметни биоматеријали.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
Како функционира ова? На левата страна овде
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
гледате уретра која е повредена.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
Ова е каналот кој го поврзува мочниот меур со надворешноста на телото.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
Како што гледате, каналот е повреден.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
Ние всушност откривме дека овие паметни биоматеријали можат да се искористат
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
за изградба на еден вид мост.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
Ако го изградиме тој мост, и го затвориме
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
од надворешното опкружување,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
тогаш може да се создаде тој мост и клетките
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
кои се регенерираат во твоето тело
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
би можеле да го преминат тој мост, и да продолжат по патеката.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
Токму тоа и го гледате ваму.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
Тоа е всушност паметен биоматеријал
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
кој беше искористен за лекување на пациентот.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Ова беше повредената уретра на левата страна.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
Ние го искористивме биоматеријалот во средината.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
И потоа, шест месеци подоцна, на десната страна
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
ја гледате регенерираната уретра.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
Излегува дека, нашето тело може да се регенерира,
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
но само на мали растојанија.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
Максималнато ефикасно растојание за регенерација
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
е само околу еден сантиметар.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
Значи, можеме да ги користиме овие паметни биоматеријали,
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
но само околу еден сантиметар
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
за да ги поврземе празнините.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
Значи, ние се регенерираме, но на ограничени растојанија.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
Што би направиле
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
доколку имаме повреди на поголеми органи?
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
Што би направиле
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
за структури кои се многу поголеми
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
од еден сантиметар?
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
Би можеле да почнеме да користиме клетки.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
Стратегијата овде, е ако пациент дојде кај нас
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
со заболен или повреден орган,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
можеме да земеме мало парче ткиво од овој орган,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
помало од половина поштенска марка,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
можеме да го анализираме ова ткиво
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
и да ги видиме неговите составни делови,
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
сопствените клетки на пациентот,
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
може да се земе примерок од овие клетки,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
и да се одгледуваат и намножат надвор од телото во големи количини,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
и потоа да се искористат како материјал за основа.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
За голото око, тие изгледаат како парче од твојата маичка
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
или кошула, но всушност
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
овие материјали се доста комплексни
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
и се дизајнирани така што би се распаднале штом се внесат во телото.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
Дизинтегрира неколку месеци подоцна.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
Се користи само како еден вид скеле за достава на клетки.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Тоа ги носи клетките во телото. Им овозможува
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
на клетките да регенерираат ново ткиво,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
и штом ткивото е регенерирано, скелето изчезнува.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Тоа и го направивме со ова парче мускул.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Ова е всушност приказ на парче мускул и како ние преминуваме
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
преку структурите за всушност да го изградиме мускулот.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Ги земаме клетките, ги намножуваме,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
ги ставаме клетките на скелето,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
и потоа го поставуваме назад во пациентот.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Но всушност, пред да го поставиме скелето во пациентот,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
првин го тренираме.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Сакаме да се осигураме дека овој мускул
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
е истрениран, така што би знаел што да прави
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
кога ќе биде поставен во пациентот.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Тоа го гледате ваму. Го гледате овој
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
био-рекатор за мускулот
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
како го тренира напред и назад.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
Во ред. Ова што го гледаме е рамна структура,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
тоа е мускулот.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
Но што е со другите структури?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Ова всушност е изграден крвен сад.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Доста слично со она што го направивме предмалку, но сепак малку покомплексно.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Овде земаме скеле,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
и во основа - скелето може да биде како парче хартија
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
И можеме да го тубуларизираме ова скеле
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
И тоа што го правиме, за да создадеме крвен сад, е истата стратегија.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Крвниот сад е составен од два различни типа на клетки.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
Ги земаме мускулните клетки, ги залепуваме
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
т.е. ја обвиваме надворешноста со овие мускулни клетки,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
доста слично како печење слоеви торта, ако забележувате.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Ги поставуваме мускулните клетки на надворешната страна.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Го поставуваме слојот на васкуларни крвни клетки во внатрешноста
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
И сега имаме целосно поставен модел (скеле).
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Ова се поставува во направа во форма на рерна.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Ги има истите услови како и човечкото тело,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 степени Целзиусови,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95 проценти кислород.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Тогаш, го тренираме ткивото, како што видовте на претходното видео.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
И на десната страна всушност ја гледате каротидната артерија којашто беше дизајнирана.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Ова е артеријата којашто оди од вратот до мозокот.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
А ова е рентген снимка којашто го покажува
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
функционалниот крвен сад на пациентот.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Покомплексните структури
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
како крвните садови и уретрата кои ви ги покажав,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
се дефинитивно покомплексни
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
затоа што овде внесувате два различни вида на клетки.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Но тие всушност се однесуваат повеќе како спроводници.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
Дозволуваме течност или воздух да премине
08:11
at steady states.
173
476000
2000
на умерени услови.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Тие не се ни близу комплицирани како шупливите органи.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Шупливите органи имаат многу поголем степен на комплексност
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
затоа што барате од овие органи да реагираат на потреба.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Мочниот меур е еден таков орган.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Истата стратегија, земаме мало парче од мочниот меур,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
помало од половина поштенска марка.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Потоа го растегнуваме ткивото
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
на неговите две индивидуални клеточни компоненти,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
мускул, и вид специјализирани меурни клетки.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Ги одгледуваме клетките надвор од телото во големи количини.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Потребни се околу четири недели да се израснат овие клетки од органот.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Потоа земаме скеле кое го обликуваме во форма на мочен меур.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Ја обложуваме внатрешноста со клетките кои ја сочинуваат поставата на меурот.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Ја обложуваме надворешноста со мускулни клетки.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Го поставуваме назад во оваа направа со налик на рерна.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
Од времето кога го земаме тоа парче ткиво, по шест до осум недели
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
можеме да го вратиме органот назад во пациентот.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Ова всушност го покажува скелето
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
Материјалот се обложува со клетките.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Кога го имавме првиот клинички тест со овие пациенти,
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
ние всушност создадовме скеле специфично за секој пациент.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Ги земавме пациентите,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
шест до осум недели пред нивната закажана операција, им направивме рентгенско снимање,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
и потоа создадовме скеле специјално според големината на
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
карличната празнина на пациентот.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Во втората фаза на испитувањата,
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
имавме само различни големини: мала, средна, голема и екстра-голема.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Смеење)
09:32
It's true.
202
557000
2000
Вистина е.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
И сигурен сум дека сите присутни сакаа екстра-голема. Така?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Смеење)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Значи, мочните меури се дефинитивно покомплексни
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
од другите структури.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Но има други шупливи органи кои додаваат на степенот на комплексност.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Ова е срцев залисток, создаден од наша страна.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
И начинот на создавање на овој срцев залисток ја има истата стратегија.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Го земаме скелето, го посадуваме со клетки,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
и можете да забележите ваму, како залистоците се отвараат и затвараат.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Ги тренираме пред имплантација.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Истата стратегија.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
И потоа, најкоплексни се цврстите органи.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
Цврстите органи се покомплексни
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
бидејќи се потребни многу повеќе клетки за сантиметар ткиво.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Ова е всушност обичен цврст орган како увото.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Сега се посадува со рскавец.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Ова е рерноликата направа;
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
штом се обложи, скелето се става овде.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
И потоа неколку недели подоцна можеме да го извадиме рскавичниот модел.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Ова всушност се прсти на коишто работиме.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Тие се обложуваат, слој по слој,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
првин коската, ги пополнуваме празнините со рскавец.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Потоа го додаваме мускулот.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
И почнуваме со обложувањето на овие цврсти структури.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Повторно, доста комплексни органи,
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
но најкомплексните цврсти органи
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
се всушност васкуларизираните, високо васкуларизираните
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
органи со голема залиха на крвни садови
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
како на пример срцето,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
црниот дроб, бубрезите.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Ова е пример - неколку стратегии
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
за создавање на цврсти органи.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Ова е една од стратегиите. Користиме печатар.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
И наместо да користиме мастило, ние користиме - самошто видовте инкџет кертриџ -
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
ние користиме клетки.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Ова е всушност вашиот типичен компјутерски принтер.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Тој го печати ова срце со две комори,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
слој по слој.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Го гледате срцето како излегува овде. Потребни се 40 минути да се испечати
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
и четири до шест часа подоцна
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
ги гледате клетките како се грчат.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Аплауз)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Оваа технологија беше развиена од Тао Ју, којшто работеше во нашиот институт.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
И ова всушност е сеуште, се разбира, експериментално
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
не е за употреба за пациенти.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
Друга стратегија која ја следевме
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
е всушност употребата на децелуларизирани органи.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Ние ги земаме органите на донаторите,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
органи кои се отфрлени,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
и потоа употребуваме многу нежни детергенти
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
за да ги отстраниме сите клеточни елементи од овие органи.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Па, на пример на левиот панел,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
горниот панел, гледате црн дроб.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Ние всушност го земаме црниот дроб од донаторот,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
ги користиме благите детергенти,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
и со користењето на овие детергенти, ги отстрануваме сите клетки
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
од црниот дроб.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
По две недели, во основа можеме да го подигнеме овој орган,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
се осеќа како црн дроб,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
можеме да го држиме како црн дроб,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
изгледа како црн дроб, но нема клетки
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Се што ни останало
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
е скелетот, ако претпочитате, на црниот дроб,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
составен од колаген,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
материјал кој е во нашите тела, и не би бил отфрлен.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Можеме да го користиме од еден пациент во друг.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Потоа ја земаме оваа васкуларна структура
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
и можеме да докажеме дека го зачувуваме снабдувањето со крвни садови.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Гледате, тоа всушност е флуороскопија.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Ние во основа инјектираме контраст во органот.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Сега гледате како започнува. Инјектираме контраст во органот,
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
во овој децелуларизиран црн дроб.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
И можете да ја видите васкуларната мрежа која останува недопрена.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Потоа ги земаме васкуларните клетки,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
клетките на крвните садови, и ја поставуваме васкуларната мрежа
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
со сопствените клетки на пациентот.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Ја поставуваме надворешноста на црниот дроб
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
со клетките на пациентот.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
И можеме со тоа да создадеме фунцкионални црни дробови.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
И токму тоа и го гледате.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Ова е сеуште во експериментална фаза. Но ние бевме во можност да ја репродуцираме функционалноста
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
на структурата на црниот дроб, експериментално.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
За бубрегот,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
како што ви зборував за првата слика која ја видовте,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
првиот слајд кој ви го покажав,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90 проценти од пациентите на трансплантирачката листа за чекање
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
чекаат во ред за бубрег, 90 проценти.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Па, друга стратегија која ја имаме
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
е всушност да создадеме дискови
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
кои би ги напластиле во купче - нешто во налик на хармоника.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Значи, ги собираме дисковите заедно, користејки ги клетките од бубрегот.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
И потоа можете да ги видите овие минијатурни бубрези кои ги изградивме.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Тие всушност произведуваат урина.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Повторно, мали структури, нашиот предизвик е да ги направиме големи,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
и тоа е нешто на кое што работиме
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
во моментов во нашиот институт.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Едно од нештата што сакав да ги сумирам за вас
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
е стратегијата со којашто ние одиме во областа на регенеративна медицина.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Ако е воопшто возможно
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
ние навистина би сакале да ги употребиме паметните биоматеријали
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
кои можеме едноставно да ги земеме од полица
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
и да ги регенерираме вашите органи со нив.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
Во моментов сме ограничени со растојанијата,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
но нашата цел е всушност да ги зголемиме тие растојанија со тек на времето.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Доколку неможеме да користиме паметни биоматеријали за тоа,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
тогаш би претпочитале да ги користиме вашите сопствени клетки.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Зошто? Затоа што тие нема да бидат отфрлени.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Можеме да земеме клетки од вас,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
да ги создадеме структурите, да ги ставиме назад во вас - и тие нема да бидат отфрлени од телото.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
И доколку е можно, би преферирале да ги користиме клетките од специфичниот орган кој е во прашање.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Доколку се појавите со заболен душник,
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
би сакале да земеме клетки од вашиот душник.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Доколку имате заболен панкреас,
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
би сакале да земеме клетки од тој орган.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Зошто? Затоа што порадо би ги земале клетките
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
кои веќе знаат дека се истиот тип којшто ви е потребен.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
Клетка од душникот веќе знае дека е клетка од душник.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Немораме да ја програмираме истата за да постане клетка од друг тип.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Затоа, ние преферираме клетки кои се специфични за органите.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
Денес можеме да добиеме клетки од скоро секој орган во телото,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
освен од неколку за кои сеуште ни се потребни матични клетки
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
како срцето, црниот дроб, нервите и панкреасот.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
За нив сеуште ни се потребни матични клетки.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Доколку неможеме да употребиме матични клетки од вашето тело,
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
тогаш би сакале да употребиме матични клетки од донатор.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
И претпочитаме клетки кои не би биле одбиени
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
и не би предизвикале тумори.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
Ние работиме доста со матичните клетки, за коишто
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
и објавиме научен артикл пред две години,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
матични клетки од амниотичната течност
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
и плацентата, кои ги имаат тие особини.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Па, овде би сакал да ви кажам
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
за некои од поголемите предизвици кои ги имаме.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Знаете, јас самошто ви ја прикажав оваа презентација, се изгледа така добро,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
се функционира. Всушност и не е баш така,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
овие технологии не се воопшто лесни.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Дел од резултатите кои ги видовте денес
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
беа сработени од преку 700 истражувачи
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
од нашиот институт, во временски период од 20 години.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Значи ова се доста тешки технологии.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Штом се добие точната формула, таа може да се реплицира.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Но потребно е многу време да се стигне дотаму.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Затоа, секогаш сакам да ја прикажувам следнава карикатура.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Ова е пример како да се сопре разјарена кочија.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
И ваму го гледате возачот,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
и тој е, се разбира на горниот панел, со пиштол во раката
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
Тој се обидува со А, Б, Ц, Д, Е, Ф
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Тој конечно успева да ја сопре кочијата.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
И ова по обичај се основните научници,
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
а во долниот дел на дното, тоа обично се хирурзите.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Смеење)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Јас сум хирург и ова не е така смешно.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Смеење)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Но всушност методот А е точниот пристап.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
А со тоа сакам да кажам дека секој пат кога започнувавме со една од овие технологии
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
во клиниката,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
моравме да се осигураме дека можеме да направиме се
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
во лабораторијата пред воопшто да
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
започнеме со ваквите технологии со пациентите.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
И кога ќе стартуваме со овие технологии со пациентите
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
сакаме да бидеме сигурни дека првин ќе се запрашаме себеси со доста тешко прашање.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Дали сме спремни да го ставиме ова во нашите сакани, во сопственото дете,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
член на нашата фамилија, па потоа да продолжиме.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Затоа што нашата основна цел, секако
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
е најпрво, да не се нанесе никаква штета.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Сега ќе ви покажам еден многу краток клип.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
Тоа е петсекунден клип од пациент
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
кој доби еден од дизајнираните органи.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Почнавме со инплантирање со некои од структуриве
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
пред преку 14 години.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
Значи, денес имаме пациенти кои живеат со органи,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
дизајнирани органи, кои ги добиле пред десетина години.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Сега ќе ви покажам клип од една млада дама.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Таа имаше spina bifida defect, абнормалност на 'рбетниот мозок.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Таа немаше нормален мочен меур. Следново е сегмент од CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Ова ќе одземе само пет секунди.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
Ова е сегмент за којшто се погрижи Санџеј Гупта.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Видео: Кејтлин М: Јас сум среќна. Секогаш се плашев
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
дека ќе имам некаква несреќа или слично.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
А сега можам едноставно да одам,
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
да излегувам со моите пријатели,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
да правам што ќе посакам.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Ентони Антала: Гледате, на крај, ветувањето на регенеративната медицина
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
е едно ветување.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
И тоа е навистина многу едноставно,
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
да го подобриме здравјето на нашите пациенти.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Ви благодарам за вниманието.
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(Аплауз)
ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - SurgeonAnthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.
Why you should listen
Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.
In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.
Anthony Atala | Speaker | TED.com