TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
มอลลี สตีเวนส์ (Molly Stevens): วิธีสร้างกระดูกแบบใหม่
Filmed:
Readability: 4.3
1,271,408 views
เราต้องทำอย่างไร ถึงจะสร้างกระดูกปริมาณมาก ๆ ขึ้นใหม่ได้? วิธีฟื้นฟูกระดูกปกติ จะนำกระดูกจากสะโพกผู้ป่วย ไปปลูกถ่ายตรงกระดูกที่เสียหาย ณ จุดอื่นของร่างกาย วิธีนี้มีข้อจำกัดมาก และอาจทำให้คนไข้เจ็บปวดมากไปอีกเป็นปี ๆ หลังผ่าตัด ในการบรรยายนี้ มอลลี สตีเวนส์ทำให้เรารู้จักกับวิธีใช้สเต็มเซลล์แบบใหม่ ซึ่งใช้ประโยชน์จากความสามารถตามธรรมชาติของกระดูก มาฟื้นฟูและผลิตเนื้อเยื้อกระดูกปริมาณมหาศาล โดยไม่ก่อให้เกิดความเจ็บปวด
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
As humans, it's in our nature
0
462
1699
เป็นธรรมชาติของมนุษย์เรา
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
ที่อยากมีสุขภาพดีขึ้น และทุกข์ทรมานน้อยที่สุด
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
ไม่ว่าชีวิตเราต้องเผชิญกับอะไร
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
ไม่ว่าจะเป็นมะเร็ง เบาหวาน โรคหัวใจ
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
หรือแม้แต่กระดูกหัก เราก็อยากลอง และหายดี
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
ตอนนี้ ดิฉันเป็นหัวหน้าห้องทดลองวัสดุชีวภาพ
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
ดิฉันหลงใหลวิธีการที่มนุษย์เรา
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
ได้นำเอาวัสดุต่าง ๆ มาใช้ อย่างสร้างสรรค์
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
กับร่างกายตัวเอง ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
ยกตัวอย่างเช่น เปลือกของหอยมุกชิ้นนี้
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
เคยถูกชาวมายา
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
ใช้เป็นฟันปลอม
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
เราไม่ทราบเหตุผลแน่ชัด
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
มันแข็ง ทนทาน
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
แต่มันยังมีคุณสมบัติวิเศษอื่น ๆ อีก
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
จริง ๆ แล้ว เมื่อถูกใส่เข้าไปถึงกระดูกขากรรไกร
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
เปลือกหอยนี้สามารถผสานเข้ากับกรามได้
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
แล้วตอนนี้เราทราบจากเทคโนโลยี
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
การถ่ายภาพที่ซับซ้อน
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
ว่าส่วนนึงที่ทำให้เกิดการผสานตัวกัน
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
เป็นเพราะเนื้อวัสดุมีรูปแบบ
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
ที่จำเพาะ มีเคมีที่งดงาม
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
มีสถาปัตยกรรมที่งดงาม
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
ดิฉันคิดว่า ในหลาย ๆ แง่ เราอาจถือได้ว่า
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
การใช้เปลือกหอยมุกสีฟ้าของชาวมายา
01:15
as the first real application
25
63408
1520
เป็นการใช้เทคโนโลยี
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
บลูทูธ (ฟันสีฟ้า) เป็นครั้งแรกของโลกก็ได้
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
(เสียงหัวเราะ)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
หากเรามองต่อไปตามประวัติศาสตร์
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
ว่าเรามีการนำเอาวัสดุมาใช้กับร่างกายอย่างไรบ้าง
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
บ่อยครั้งที่พวกแพทย์
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
จะมีวิธีการที่สร้างสรรค์มากทีเดียว
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
พวกเขาได้ลองหาวัสดุต่าง ๆ มาใช้
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
ตัวอย่างหนึ่งที่ดิฉันชอบ
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
คือกรณีของเซอร์ แฮโรลด์ ริดลี
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
จักษุแพทย์ผู้มีชื่อเสียง
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
หรืออย่างน้อยก็ได้กลายเป็นจักษุแพทย์ที่มีชื่อเสียง
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
ในระหว่างช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เขาได้ตรวจ
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
นักบินที่กลับจากการทำภารกิจ
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
เขาสังเกตว่าในดวงตาของนักบิน
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
มีเศษวัสดุเล็ก ๆ
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
ฝังอยู่ภายในดวงตา
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
แต่ที่น่าสนใจคือ
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
วัสดุดังกล่าว ไม่ทำให้เกิด
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
อาการอักเสบขึ้นเลย
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
เขาเลยศึกษาดู แล้วพบว่า
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
จริง ๆ แล้ว วัสดุดังกล่าวเป็นเศษพลาสติก
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
ที่มาจากฝาครอบห้องนักบินเครื่องบินสปิตไฟร์
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
ทำให้เขานำวัสดุดังกล่าวมาใช้
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
เป็นวัสดุชนิดใหม่ สำหรับทำแก้วตาเทียม
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
วัสดุนี้ชื่อว่า PMMA ซึ่งปัจจุบันช่วย
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
คนหลายล้านคน ในแต่ละปี
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
ป้องกันโรคต้อกระจก
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
และดิฉันคิดว่ากรณีดังกล่าวเป็นตัวอย่างที่ดีมาก
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
เพราะมันช่วยเตือนให้เราทราบว่าสมัยก่อน
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
เรามักเลือกใช้วัสดุ
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
ที่เฉื่อยทางชีวภาพ (bioinert)
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
เป้าหมายคือให้มันทำหน้าที่เชิงกลเท่านั้น
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
เมื่อคุณใส่วัสดุเหล่านั้นเข้าไปในร่างกาย
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
จะไม่เกิดปฏิกิริยาต่อต้านขึ้น
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
และสิ่งที่ดิฉันอยากแสดงให้คุณเห็นคือ
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
สำหรับเวชศาสตร์ฟื้นฟู
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
เราได้ก้าวข้ามแนวคิดดังกล่าว
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
ที่เน้นใช้วัสดุเฉื่อยทางชีวภาพ
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
เรากำลังตั้งใจมองหาวัสดุ
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
ที่เป็นสารว่องไวทางชีวภาพ
ที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับร่างกาย
ที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับร่างกาย
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
แล้วยังสามารถเอาไปไว้ในร่างกายได้
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
วัสดุเหล่านี้จะทำหน้าที่ของมัน
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
แล้วก็สลายตัวไปเองในที่สุด
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
ถ้าเราดูที่แผนผังนี้
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
ซึ่งแสดงให้คุณเห็น
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
ถึงสิ่งที่เราถือเป็นขั้นตอนมาตรฐาน
ของวิศวกรรมเนื้อเยื้อ
ของวิศวกรรมเนื้อเยื้อ
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
เรามีเซลล์ ซึ่งปกติจะได้จากคนไข้
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
เราสามารถเอาเซลล์นั้น ไปใส่บนวัสดุ
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
แล้วเราก็สามารถทำให้วัสดุนั้นซับซ้อนมาก ๆ ได้
ถ้าเราต้องการ
ถ้าเราต้องการ
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
แล้วเราอาจจะเพาะเลี้ยงต่อในห้องทดลอง
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
หรืออาจนำกลับไปไว้ในตัวคนไข้
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
นี่เป็นวิธีการที่ใช้กับทั่วโลก
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
รวมถึงที่ห้องทดลองของพวกเรา
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
แต่ว่ามีประเด็นนึงที่สำคัญมาก
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
เมื่อเราคิดถึงสเต็มเซลล์ (เซลล์ต้นกำเนิด)
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
เราทราบกันดีว่า
สเต็มเซลล์กลายสภาพเป็นได้หลายอย่าง
สเต็มเซลล์กลายสภาพเป็นได้หลายอย่าง
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
และมันก็อยากกลายสภาพเป็นหลาย ๆ อย่างด้วย
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
เราต้องมั่นใจว่าสภาพแวดล้อม
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
ที่เราจัดให้เซลล์อยู่ มีข้อมูลเพียงพอ
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
เราถึงจะได้เนื้อเยื่อ
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
ชนิดพิเศษตามที่ต้องการ
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
หากเรานึกถึงเนื้อเยื่อชนิดต่าง ๆ
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
ที่ใช้ศึกษาการฟื้นฟู
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
ทั่วทั้งโลก
ในห้องทดลองที่ต่าง ๆ ทั้งโลก
ในห้องทดลองที่ต่าง ๆ ทั้งโลก
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
มีการใช้เนื้อเยื่อทุกชนิดที่คุณนึกออก
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
และจริง ๆ แล้ว โครงสร้างของเนื้อเยื้อเหล่านี้
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
ค่อนข้างแตกต่างกัน และมันขึ้นอยู่กับว่า
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
คนไข้มีโรคประจำตัวหรือไม่
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
มีอาการอื่น ๆ หรือไม่ ในแง่ที่ว่า
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
จะฟื้นฟูเนื้อเยื่อกลับมาอย่างไร
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
และคุณต้องใส่ใจกับวัสดุ
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
ที่จะใช้อย่างมากด้วย
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
ทั้งสมบัติทางชีวเคมี สมบัติเชิงกล
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
และคุณสมบัติอื่น ๆ ด้วย
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
เนื้อเยื่อของเรามีความสามารถในการฟื้นฟูไม่เท่ากัน
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
อย่างโพรมีธีอุสผู้น่าสงสารนี้
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
เนื่องจากเขาไปหลอกลวงเทพเจ้า
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
จึงทำให้เขาถูกลงทัณฑ์
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
ถูกมัดไว้กับก้อนหิน แล้วจะมีนกอินทรีมา
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
จิกกินตับทุกวัน
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
แต่ว่าแน่นอน ตับของเขาก็จะงอกกลับมาใหม่ทุกวัน
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
และทุกวี่ทุกวัน เขาจะถูกลงโทษเช่นนี้
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
ไปตลอดกาล โดยเทพเจ้า
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
และตับก็ฟื้นฟูตัวเองได้ดีแบบนี้จริง ๆ
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
แต่ถ้าเราคิดถึงเนื้อเยื่อชนิดอื่น
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
อย่างเช่น กระดูกอ่อน
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
แค่รอยบากเล็กนิดเดียว
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
ก็ยากมาก ๆ ที่จะสร้างกระดูกอ่อนขึ้นใหม่
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
ดังนั้น เนื้อเยื่อแต่ละประเภทมันจึงต่างกันอย่างมาก
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
กระดูกอยู่กลาง ๆ ระหว่างนั้น
04:51
and this is one of the tissues
that we work on a lot in our lab.
that we work on a lot in our lab.
116
279216
2900
และมันเป็นเนื้อเยื่อ
ที่เราสนใจศึกษากันมากในห้องทดลอง
ที่เราสนใจศึกษากันมากในห้องทดลอง
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
กระดูกสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ดีทีเดียว
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
มันจำต้องเป็นเช่นนั้น
เราทุกคนอาจเคยกระดูกหัก
เราทุกคนอาจเคยกระดูกหัก
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
ณ ช่วงใดช่วงหนึ่งในชีวิต
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
และวิธีหนึ่งที่คุณอาจนึกถึง
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
ในการรักษากระดูกที่หัก
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
คือวิธีการที่เรียกว่า
การปลูกถ่ายจากกระดูกเชิงกราน
การปลูกถ่ายจากกระดูกเชิงกราน
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
โดยศัลยแพทย์
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
อาจจะตัดกระดูกส่วนหนึ่งออกจากเชิงกราน
05:11
which is just here,
125
299459
1378
ซึ่งอยู่ประมาณนี้
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
แล้วปลูกถ่ายไปที่จุดอื่นในร่างกาย
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
วิธีนี้ได้ผลดีมาก
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
เพราะว่าเป็นกระดูกของคนไข้เอง
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
มีการสร้างและเชื่อมต่อเส้นเลือดที่ดี
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
ซึ่งก็แปลว่าจะมีเลือดมาหล่อเลี้ยงเต็มที่
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
แต่ปัญหาก็คือเนื้อกระดูกมีจำกัด
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
และก็ตอนผ่าตัด
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
คนไข้อาจจะเจ็บปวดมาก
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
ตรงรอยตัด อาจถึงสองปีหลังผ่าตัด
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
เราจึงคิดกันว่า
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
วิธีซ่อมแซมกระดูกจำเป็นอย่างมากแน่ ๆ
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
แต่ว่าการปลูกถ่ายจากเชิงกราน
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
มีข้อจำกัดมากมาย
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
และเป็นไปได้ไหมที่เราจะสร้าง
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
กระดูกขึ้นใหม่ภายในร่างกาย
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
ตามต้องการ แล้วจึงปลูกถ่ายได้โดย
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
ไม่ต้องทำให้คนไข้เจ็บปวดสาหัส
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
อย่างการปลูกถ่ายจากเชิงกราน
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
และนี่คือสิ่งที่เราทำ วิธีการของเราคือ
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
กลับไปที่ขั้นตอนมาตรฐานของวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
แต่คิดต่างไปจากเดิม
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
ทำให้มันง่ายขึ้นมาก ๆ
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
เราลดทอนไปหลายขั้นตอน
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
ตัดขั้นตอนเก็บเซลล์จากคนไข้
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
ไม่ต้องเอาไปใส่ในสารประหลาดมหัศจรรย์
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
ไม่จำเป็นต้อง
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
เพาะโครงเลี้ยงเซลล์ในห้องทดลอง
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
และเราพุ่งความสนใจไปที่
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
ระบบวัสดุ ทำให้มันเรียบง่าย
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
แต่เพราะว่าเราเอามันไปใช้อย่างฉลาด
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
เราจึงสามารถสร้างกระดูกได้ปริมาณมหาศาล
06:32
using this approach.
157
380877
1646
ด้วยวิธีนี้
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
เรากำลังใช้ร่างกาย
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
เป็นตัวเร่ง ช่วยให้
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
สร้างกระดูกใหม่ได้มาก
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
นี่เป็นวิธีการที่เราเรียกว่า
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพในสิ่งมีชีวิต
และเราสามารถสร้าง
และเราสามารถสร้าง
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
กระดูกปริมาณมหาศาลด้วยวิธีนี้
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
และดิฉันจะอธิบายกระบวนการให้ฟัง
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
สิ่งที่เราทำคือ
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
ในตัวมนุษย์ เราทุกคนมีชั้นสเต็มเซลล์
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
อยู่ด้านนอกกระดูกยาว
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
ชั้นดังกล่าวเรียกว่า เยื่อหุ้มกระดูก (periosteum)
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
และเยื่อที่ว่านี้โดยปกติ
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
จะติดแน่นกับกระดูกข้างใต้
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
และมีสเต็มเซลล์อยู่ข้างใน
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
สเต็มเซลล์เหล่านี้สำคัญมาก
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
ตอนที่ตัวอ่อนทารกกำลังเติบโต
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
และเซลล์เหล่านี้จะตื่นขึ้น ถ้ามีกระดูกหัก
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
เพื่อช่วยซ่อมแซมกระดูก
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
เราจึงจะใช้เยื่อหุ้มกระดูก
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
และพัฒนาวิธีฉีดของเหลวเข้าไป
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
ข้างใต้เยื่อนั้น ซึ่งภายใน 30 วินาที
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
จะกลายเป็นเจลค่อยข้างแข็ง
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
ซึ่งจะผลักเยื่อหุ้มออกจากกระดูก
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
ทำให้เกิดช่องว่างเทียมขึ้น
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
ระหว่างกระดูกกับ
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
เยื่อที่เต็มไปด้วยสเต็มเซลล์
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
และเนื่องจากรอยฉีดเล็กแค่รูเข็ม
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
เซลล์ชนิดอื่นในร่างกายจึงเข้าไปไม่ได้
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
และสิ่งที่เกิดขึ้นต่อมา ช่องว่างนั้นจะชักนำ
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
ให้สเต็มเซลล์เพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
และสามารถก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อใหม่ได้
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
และเมื่อเวลาผ่านไป เราสามารถเก็บเนื้อเยื่อนั้น
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
มาใช้ที่จุดอื่นในร่างกาย
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
นี่เป็นแผ่นสไลด์เนื้อเยื่อ
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
ผลที่ได้จากกระบวนการดังกล่าว
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
จุดสำคัญที่เราเห็นได้คือ
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
กระดูกปริมาณมากมาย
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
ในรูปนี้ คุณจะเห็นตรงกลางขา
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
ไขกระดูก
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
คุณจะเห็นกระดูกเดิม
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
และคุณจะเห็นขอบส่วนกระดูกเดิม
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
และถัดมาทางซ้าย จะเป็นกระดูกใหม่
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
ที่งอกขึ้นมาในช่องว่าง
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
และคุณจะทำให้มันใหญ่กว่านี้ก็ได้
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
และเส้นแบ่งที่คุณเห็น
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
ระหว่างกระดูกเดิมกับกระดูกใหม่
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
จะยึดกันไม่แน่นนัก
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
ศัลยแพทย์จึงสามารถใช้แนวนี้ช่วย
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
เก็บเอากระดูกใหม่ออกไปได้
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
และเยื่อหุ้มกระดูกก็สามารถงอกกลับมาได้
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
ขาของคนไข้ก็ยังอยู่
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
ครบสมบูรณ์เหมือนเดิม
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
ราวกับว่าไม่ได้ถูกผ่าตัดเลย
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
ทำให้เจ็บปวดน้อยมาก ๆ หลังผ่าตัด
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
เทียบกับการปลูกถ่ายจากเชิงกราน
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
และคุณสามารถสร้างกระดูกได้มากน้อย
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
ตามปริมาณเจลที่ฉีดเข้าไป
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
เราจึงสามารถเลือกได้ตามต้องการจริง ๆ
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
ตอนที่เราได้ทำการทดลองนี้
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
ได้รับความสนใจจากสื่อมาก
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
เพราะมันเป็นวิธีที่ดีเยี่ยม
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
ในการสร้างกระดูกใหม่
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
และเราได้รับการติดต่อมากมาย
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
จากคนหลากหลาย ที่สนใจเอาวิธีนี้ไปใช้
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
ดิฉันขอเล่าให้ฟัง
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
บางทีคนที่ติดต่อมาก็ประหลาดมาก
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
คาดไม่ถึงเล็กน้อย
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
ที่น่าสนใจที่สุด
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
ดิฉันเล่าแบบนี้แล้วกัน ที่ติดต่อมาหาดิฉัน
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
จากทีมอเมริกันฟุตบอล
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
ทุกคนอยากได้กระโหลกหนาเป็นสองเท่า
09:25
made on their head.
229
553866
4281
บนหัวพวกเขา
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
มีคนติดต่อขอแบบนี้มาจริง ๆ
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
และ แน่นอน ดิฉันเป็นคนอังกฤษ
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
และก็เติบโตในฝรั่งเศส
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
ดิฉันเลยพูดอะไรตรง ๆ
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
เลยต้องอธิบายพวกเขาไปอย่างสุภาพ
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
ว่าในกรณีของคุณเนี่ย
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
มันอาจจะไม่ค่อยมีอะไรในหัว
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
ให้ต้องปกป้องแต่แรกแล้ว
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
(เสียงหัวเราะ)
09:49
(Applause)
239
577481
1253
(เสียงปรบมือ)
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
นี่เป็นวิธีการที่เราใช้
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
และเราใช้วัสดุพื้น ๆ
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
แต่เราใส่ความคิดเข้าไป
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
จริง ๆ แล้วเราทราบว่าเซลล์เหล่านี้
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
ในร่างกาย ในตัวอ่อนทารกขณะเจริญเติบโต
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
อาจจะกลายเป็นเนื้อเยื่ออีกชนิด คือกระดูกอ่อน
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
และถ้าเราสร้างเจลใหม่ ที่มีคุณสมบัติ
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
ต่างไปเล็กน้อย และมีเคมีที่ต่างไปเล็กน้อย
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
ฉีดเข้าไป เราจะได้
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
เนื้อกระดูกอ่อน 100 เปอร์เซนต์แทน
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
วิธีนี้ใช้ได้ดีมาก ๆ สำหรับ
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
กระบวนการที่มีการวางแผนล่วงหน้า
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
แต่คุณจำเป็นต้องวางแผนล่วงหน้า
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
ดังนั้นสำหรับการผ่าตัดแบบอื่น
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
จำเป็นต้องใช้
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
โครงเลี้ยงเซลล์เป็นหลัก
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
และเมื่อคุณคิดถึงการออกแบบ
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
โครงเลี้ยงเซลล์
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
คุณจำเป็นต้องมีทีมจากหลายสาขาวิชา
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
ในทีมของเรามีนักเคมี
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
มีนักชีววิทยาเซลล์ ศัลยแพทย์ นักฟิสิกส์ก็ด้วย
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
และคนเหล่านี้มารวมตัวกัน
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
เราครุ่นคิดเรื่องการออกแบบวัสดุอย่างหนัก
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
เราอยากให้มีข้อมูลเพียงพอ
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
ที่จะทำให้เซลล์ทำตามที่เราต้องการ
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
แต่ต้องไม่ซับซ้อนมาก เพราะจะทำให้ยาก
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
ในขั้นการรักษา
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
และเรื่องนึงที่เราต้องขบคิดอย่างหนัก
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
คือต้องพยายามทำความเข้าใจ
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
โครงสร้างเนื้อเยื่อในร่างกาย
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
และถ้าเราคิดถึงกระดูก
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
เนื้อเยื่อที่ดิฉันชอบที่สุด
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
เราซูมเข้าไป เราจะเห็น
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
ต่อให้คุณจะไม่มีความรู้เรื่องโครงสร้างกระดูกเลย
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
จะเห็นว่ามันจัดเรียงตัวอย่างสวยงาม สวยงามมาก
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
มีเส้นเลือดมากมายในนั้น
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
และถ้าเราซูมเข้าไปอีก เราจะเห็นเซลล์
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
ล้อมรอบด้วยโครงข่ายสามมิติ
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
ที่เป็นเส้นใยขนาดนาโน ที่คอยให้ข้อมูล
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
มากมายกับเซลล์
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
และถ้าเราซูมเข้าไปอีก
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
ในกรณีกระดูก โครงข่าย
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
รอบเซลล์ก็เรียงตัวอย่างสวยงาม
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
ในระดับนาโน มันเป็นวัสดุผสม
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
อินทรีย์ส่วนนึง อนินทรีย์ส่วนนึง
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
และนั่นนำไปสู่สาขาใหม่
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
ที่ศึกษาวิธีพัฒนาวัสดุ
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
ที่มีโครงสร้างผสม
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
และนี่เป็นตัวอย่างสองตัวอย่าง
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
ของวัสดุที่เราทำขึ้นให้มีโครงสร้างผสม
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
และคุณสามารถปรับได้ตามใจ
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
คุณจะเห็นอันหนึ่งที่นุ่มเหมือนฟองน้ำ
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
และอันนี้ วัสดุผสมเช่นกัน
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
แต่แข็งแรงมาก
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
และไม่เปราะแล้ว
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
โดยปกติวัสดุอนินทรีย์จะเปราะมาก
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
ไม่สามารถทำให้
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
แข็งแรงและทนทานแบบนั้นได้
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
อีกประเด็นที่ดิฉันอยากกล่าวถึงสั้น ๆ คือ
12:04
many of the scaffolds we make
are porous, and they have to be,
are porous, and they have to be,
299
712402
2715
โครงเลี้ยงเซลล์จำนวนมากที่เราทำขึ้นจะมีรูพรุน มันจำเป็น
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
เพราะเส้นเลือดจะได้เจริญในนั้นได้
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
แต่ว่ารูพวกนี้มักจะ
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
ใหญ่กว่าเซลล์มาก
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
และถึงแม้มันจะเป็นสามมิติ
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
แต่เซลล์จะเห็นเป็นแค่พื้นผิวโค้งเล็กน้อย
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
และนั่นก็ไม่ค่อยเป็นธรรมชาติเท่าไหร่
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
และสิ่งหนึ่งที่คุณทำได้
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
คือทำให้โครงเลี้ยงมีขนาดมิติต่าง ๆ กัน
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
ให้สามารถล้อมรอบเซลล์ได้ในสามมิติ
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
และให้ข้อมูลกับเซลล์มากขึ้นหน่อย
12:29
And there's a lot of work going
on in both of these areas.
on in both of these areas.
310
737890
3567
และตอนนี้กำลังมีการศึกษาวิจัยกันทั้งสองเรื่อง
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
สุดท้ายนี้ ดิฉันอยากจะพูดสักนิดถึง
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
การประยุกต์ใช้วัสดุเช่นนี้กับโรคหัวใจและหลอดเลือด
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
เพราะมันเป็นปัญหาใหญ่มากในการรักษา
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
สิ่งหนึ่งที่เราทราบคือ
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
ถ้าคุณหัวใจวาย
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
เนื้อเยื่ออาจจะเริ่มตาย
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
และผลที่ตามภายหลังอาจจะไม่ดีเท่าไหร่
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
และจะดีมาก ๆ
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
ถ้าเราหยุดเนื้อเยื้อพวกนั้น
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
ไม่ให้ตายเพิ่ม หรือช่วยให้ฟื้นตัวกลับมา
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
กำลังมีการทดลองใช้สเต็มเซลล์ เยอะแยะมากมายทั่วโลก
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
มีการใช้เซลล์ชนิดต่างกันไป
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
แต่แนวโน้มที่ออกมาดูจะเหมือน ๆ กัน
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
คือเซลล์มักจะตาย
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
หลังถูกปลูกถ่าย
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
เราอาจจะใส่เซลล์นี้เข้าไปในหัวใจ
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
หรือในระบบเลือด
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
แต่ไม่ว่าแบบไหน ดูเหมือนเราไม่สามารถ
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
ได้เซลล์จำนวนพอดี
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
เข้าไปตรงตำแหน่งที่เราต้องการ
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
และทำให้เกิด
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
การฟื้นฟูเซลล์ตามที่เราต้องการ
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
ที่ให้ผลการรักษาที่ดี
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
ดังนั้นสิ่งหนึ่งที่เราคิดกันอยู่
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ในสาขานี้
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
คือการพัฒนาวัสดุเพื่อแก้ปัญหานี้
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
แต่เรื่องนี้มีความแตกต่าง
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
เรายังต้องหาสมบัติทางเคมี หาสมบัติเชิงกล
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
หาลักษณะโครงสร้างที่น่าสนใจจริง ๆ
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
และยังต้องหาวิธีการดี ๆ ที่จะห้อมล้อมเซลล์
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
แต่ในกรณีนี้ เซลล์ก็
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
อาจจะชอบวัสดุ
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
ที่สามารถเป็นตัวนำได้
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
เพราะเซลล์เองจะตอบสนองด้วยดีมาก
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
และจะนำส่งสัญญาณระหว่างกัน
14:08
You can see them now
346
836485
1516
คุณจะเห็นเซลล์กำลัง
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
เต้นเป็นจังหวะพร้อมกันบนวัสดุ
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
และนี่เป็นการพัฒนาที่กำลังเกิดขึ้น
14:15
that's going on.
349
843255
2114
ที่น่าตื่นเต้นมาก ๆ
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
และก็สุดท้ายนี้ ดิฉันขอกล่าวว่า
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
การได้ทำงานในสาขานี้
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
เราทุกคนที่ทำงานในสาขานี้
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
ซึ่งไม่ใช่แค่ศาสตร์ที่น่าตื่นเต้นสุด ๆ
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
แต่ยังมีศักยภาพที่จะสร้าง
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
ความเปลี่ยนแปลงให้กับผู้ป่วย
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
ไม่ว่าจะมากหรือน้อยก็ตาม
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
ถือเป็นโอกาสที่พิเศษสุด
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
และดิฉันอยากขอบคุณทุกท่านเช่นกันค่ะ
14:39
Thank you.
359
867853
1317
ขอบคุณค่ะ
14:41
(Applause)
360
869170
4924
(เสียงปรบมือ)
ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcherMolly 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."
Molly Stevens | Speaker | TED.com