ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com
TEDxBoston

Geraldine Hamilton: Body parts on a chip

洁拉尔丁·汉密尔顿: 芯片上的人体部位

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构思一种新的药物、一个针对疾病的更好地药方相对容易。难的是测试它,测试过程可能会推迟有效新药上市若干年。在这个通俗易懂的演讲中,杰拉尔丁·汉密尔顿将向您解释她所在的实验室是怎样在芯片上创造人体器官和部位的,芯片具有简单的结构,所有的部件都对测试新药效果举足轻重 -- 甚至能为个人量身定做治疗方法。(TEDxBoston摄制)
- Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio

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00:12
We have a global全球 health健康 challenge挑战
0
368
2137
我们面临全球性的医疗挑战
00:14
in our hands today今天,
1
2505
1692
今时今日,
00:16
and that is that the way we currently目前
2
4197
3060
我们目前发现并开发
00:19
discover发现 and develop发展 new drugs毒品
3
7257
2925
新药物的方式
00:22
is too costly昂贵, takes far too long,
4
10182
4178
太昂贵,耗时太长
00:26
and it fails失败 more often经常 than it succeeds成功.
5
14360
3714
研究结果失败多而成功少
00:30
It really just isn't working加工, and that means手段
6
18074
3377
很多情况下完全无用,这意味着
00:33
that patients耐心 that badly need new therapies治疗
7
21451
3047
当病人急切地需要新的疗法时
00:36
are not getting得到 them,
8
24498
1711
却无法获得药物,
00:38
and diseases疾病 are going untreated未处理.
9
26209
3498
疾病也无从治疗。
00:41
We seem似乎 to be spending开支 more and more money.
10
29707
3083
似乎我们花的钱也越来越多。
00:44
So for every一切 billion十亿 dollars美元 we spend in R&D,
11
32790
4096
在研究中我们每花费十亿美元,
00:48
we're getting得到 less drugs毒品 approved批准 into the market市场.
12
36886
3829
而获准在市场上销售的新药却更少了。
00:52
More money, less drugs毒品. Hmm.
13
40715
3217
花更多的钱,研究出更少的新药。嗯。
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
那么到底问题在哪?
00:57
Well, there's a multitude of factors因素 at play,
15
45852
2595
好,这里有一系列影响因素,
01:00
but I think one of the key factors因素
16
48447
2021
但我认为主因之一是
01:02
is that the tools工具 that we currently目前 have
17
50468
2397
我们目前的工具,
01:04
available可得到 to test测试 whether是否 a drug药物 is going to work,
18
52865
4083
测试新药是否可用,
01:08
whether是否 it has efficacy功效,
19
56948
1389
是否有疗效,
01:10
or whether是否 it's going to be safe安全
20
58337
1766
是否是安全的药品,
01:12
before we get it into human人的 clinical临床 trials试验,
21
60103
3552
在开展人体临床试验之前,
01:15
are failing失败 us. They're not predicting预测
22
63655
2151
这些工具都无法满足我们的要求。这些工具
01:17
what's going to happen发生 in humans人类.
23
65806
3228
不能预测药物将对人体产生何种作用。
01:21
And we have two main主要 tools工具 available可得到
24
69034
2723
我们有两大主要工具
01:23
at our disposal处置.
25
71757
2014
可供使用。
01:25
They are cells细胞 in dishes碗碟 and animal动物 testing测试.
26
73771
4041
它们是培养皿和动物实验。
01:29
Now let's talk about the first one, cells细胞 in dishes碗碟.
27
77812
3320
首先让我们讨论一下第一种工具,培养皿中的细胞。
01:33
So, cells细胞 are happily高高兴兴 functioning功能 in our bodies身体.
28
81132
3153
一般,细胞在我们体内快乐的工作。
01:36
We take them and rip安息 them out
29
84285
2055
我们取出细胞,将它们从原生环境中
01:38
of their native本地人 environment环境,
throw them in one of these dishes碗碟,
30
86340
2949
剥离出来,放进一个培养皿中,
01:41
and expect期望 them to work.
31
89289
1585
并希望它们能照常工作。
01:42
Guess猜测 what. They don't.
32
90874
2193
猜怎么着。它们不工作了。
01:45
They don't like that environment环境
33
93067
1662
它们不喜欢新环境
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
因为新环境
01:48
what they have in the body身体.
35
96361
2676
和它们生长的身体环境大不相同。
01:51
What about animal动物 testing测试?
36
99037
2071
至于动物实验呢?
01:53
Well, animals动物 do and can provide提供
37
101108
2885
好,动物们确实可以提供
01:55
extremely非常 useful有用 information信息.
38
103993
2262
十分有用的信息。
01:58
They teach us about what happens发生
39
106255
1709
它们使我们明白
01:59
in the complex复杂 organism生物.
40
107964
2329
在复杂的有机体中药物如何作用。
02:02
We learn学习 more about the biology生物学 itself本身.
41
110293
3008
我们学到更多关于生物学本身的信息。
02:05
However然而, more often经常 than not,
42
113301
2898
但是往往,
02:08
animal动物 models楷模 fail失败 to predict预测
what will happen发生 in humans人类
43
116199
4216
动物体实验不能预测人类
02:12
when they're treated治疗 with a particular特定 drug药物.
44
120415
3186
在使用特定药物时会发生的情况。
02:15
So we need better tools工具.
45
123601
2379
所以我们需要更好的工具。
02:17
We need human人的 cells细胞,
46
125980
1753
我们确实需要人类细胞,
02:19
but we need to find a way to keep them happy快乐
47
127733
2750
但是我们需要找到一个方式在体外
02:22
outside the body身体.
48
130483
1591
保持细胞活性。
02:24
Our bodies身体 are dynamic动态 environments环境.
49
132074
2906
人类身体有着动态的环境。
02:26
We're in constant不变 motion运动.
50
134980
1840
我们在不断的运动中。
02:28
Our cells细胞 experience经验 that.
51
136820
2191
细胞也是如此。
02:31
They're in dynamic动态 environments环境 in our body身体.
52
139011
2809
细胞生活在身体的动态环境中。
02:33
They're under constant不变 mechanical机械 forces军队.
53
141820
2755
细胞经受长期的机械力。
02:36
So if we want to make cells细胞 happy快乐
54
144575
2456
所以如果想让细胞,
02:39
outside our bodies身体,
55
147031
1429
在身体外存活,
02:40
we need to become成为 cell细胞 architects建筑师.
56
148460
2526
我们就必须成为细胞建筑师。
02:42
We need to design设计, build建立 and engineer工程师
57
150986
4344
我们需要设计、 策划和建造
02:47
a home away from home for the cells细胞.
58
155330
3231
细胞在身体以外的家。
02:50
And at the Wyss威斯 Institute研究所,
59
158561
1674
而在哈佛大学维斯研究所(Wyss Institute),
02:52
we've我们已经 doneDONE just that.
60
160235
1938
我们已经这样做了。
02:54
We call it an organ-on-a-chip器官上的单芯片.
61
162173
3024
我们叫它芯片上的器官。
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
我这里有一个。
02:58
It's beautiful美丽, isn't it?
But it's pretty漂亮 incredible难以置信.
63
166988
2815
它很美丽,不是吗?但它是相当令人难以置信。
03:01
Right here in my hand is a breathing呼吸, living活的
64
169803
4500
就在我的手中,细胞就在这里呼吸生活,
03:06
human人的 lung on a chip芯片.
65
174303
2658
一个生活在芯片上的人类肺细胞。
03:08
And it's not just beautiful美丽.
66
176961
2128
它并不只是美丽。
03:11
It can do a tremendous巨大 amount of things.
67
179089
2440
它可以做大量的事情。
03:13
We have living活的 cells细胞 in that little chip芯片,
68
181529
3779
我们将活细胞放入那个小小的芯片,
03:17
cells细胞 that are in a dynamic动态 environment环境
69
185308
2550
在动态环境之中的细胞
03:19
interacting互动 with different不同 cell细胞 types类型.
70
187858
3081
与不同的细胞类型进行交互。
03:22
There's been many许多 people
71
190939
1639
有很多人
03:24
trying to grow增长 cells细胞 in the lab实验室.
72
192578
1861
尝试在实验室里培养细胞。
03:26
They've他们已经 tried试着 many许多 different不同 approaches方法.
73
194439
3156
他们尝试了许多不同的方法。
03:29
They've他们已经 even tried试着 to grow增长
little mini-organs迷你器官 in the lab实验室.
74
197595
2627
甚至试图在实验室里培育小型迷你器官。
03:32
We're not trying to do that here.
75
200222
1549
但这不是我们想做的。
03:33
We're simply只是 trying to recreate重建
76
201771
2126
我们只想在这个小小的芯片里
03:35
in this tiny chip芯片
77
203897
1577
重新创建
03:37
the smallest最少 functional实用 unit单元
78
205474
3017
一个最小的功能单位
03:40
that represents代表 the biochemistry生物化学,
79
208491
2554
它能模拟细胞的生物化学环境,
03:43
the function功能 and the mechanical机械 strain应变
80
211045
3124
功能和在身体中经历的
03:46
that the cells细胞 experience经验 in our bodies身体.
81
214169
3516
机械拉力。
03:49
So how does it work? Let me show显示 you.
82
217685
3032
它是如何工作的?让我展示给你看。
03:52
We use techniques技术 from the computer电脑 chip芯片
83
220717
2634
我们使用芯片技术
03:55
manufacturing制造业 industry行业
84
223351
1633
和制造技术
03:56
to make these structures结构 at a scale规模
85
224984
2197
按照细胞及其环境情况
03:59
relevant相应 to both the cells细胞 and their environment环境.
86
227181
2896
建造具有相应规模的结构。
04:02
We have three fluidic流体 channels渠道.
87
230077
2064
我们有三个流体通道。
04:04
In the center中央, we have a porous多孔, flexible灵活 membrane
88
232141
3712
在芯片中心,我们有一个多孔的、 可渗透的膜
04:07
on which哪一个 we can add human人的 cells细胞
89
235853
2063
在膜上,我们可以添加人体细胞
04:09
from, say, our lungs,
90
237916
1344
比如说说,人类的肺细胞,
04:11
and then underneath, they had capillary毛细管 cells细胞,
91
239260
2487
然后在肺细胞下,加入毛细血管细胞,
04:13
the cells细胞 in our blood血液 vessels船只.
92
241747
1788
一种我们的血管中的细胞。
04:15
And we can then apply应用 mechanical机械 forces军队 to the chip芯片
93
243535
4320
我们然后可以对芯片施以机械力
04:19
that stretch伸展 and contract合同 the membrane,
94
247855
2829
来伸展和收缩膜,
04:22
so the cells细胞 experience经验 the same相同 mechanical机械 forces军队
95
250684
3097
所以细胞能受到与我们呼吸时
04:25
that they did when we breathe呼吸.
96
253781
2933
感受的相同机械力。
04:28
And they experience经验 them how they did in the body身体.
97
256714
3160
细胞经历着与在身体中相同的环境。
04:31
There's air空气 flowing流动 through通过 the top最佳 channel渠道,
98
259874
2400
顶部通道有空气流过,
04:34
and then we flow a liquid液体 that contains包含 nutrients营养成分
99
262274
3349
然后使含有的营养物质的液体
04:37
through通过 the blood血液 channel渠道.
100
265623
2839
流过血液通道。
04:40
Now the chip芯片 is really beautiful美丽,
101
268462
2372
现在,这张芯片是真的很美,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
但它能做什么呢?
04:44
We can get incredible难以置信 functionality功能
103
272931
2324
我们可以使用这些小芯片
04:47
inside these little chips芯片.
104
275255
1751
获得惊人的功能。
04:49
Let me show显示 you.
105
277006
1506
让我来展示下。
04:50
We could, for example, mimic模仿者 infection感染,
106
278512
2631
比如说,我们可以模仿感染,
04:53
where we add bacterial细菌 cells细胞 into the lung.
107
281143
3536
将细菌细胞添加到肺细胞上
04:56
then we can add human人的 white白色 blood血液 cells细胞.
108
284679
2932
然后再添加人类白细胞。
04:59
White白色 blood血液 cells细胞 are our body's身体的 defense防御
109
287611
2591
白细胞是人类身体的防御者
05:02
against反对 bacterial细菌 invaders入侵者,
110
290202
1368
专门针对细菌入侵者,
05:03
and when they sense this
inflammation due应有 to infection感染,
111
291570
3169
当白细胞感觉到这种炎症感染,
05:06
they will enter输入 from the blood血液 into the lung
112
294739
2857
它们将从血液进入肺
05:09
and engulf吞噬 the bacteria.
113
297596
1915
并吞噬细菌。
05:11
Well now you're going to see this happening事件
114
299511
2248
现在你能通过芯片上的活生生的人类肺细胞
05:13
live生活 in an actual实际 human人的 lung on a chip芯片.
115
301759
3310
观测到这种情况的发生。
05:17
We've我们已经 labeled标记 the white白色 blood血液 cells细胞
so you can see them flowing流动 through通过,
116
305069
3543
我们已经标记过这些白细胞,所以你可以看到它们流过,
05:20
and when they detect检测 that infection感染,
117
308612
2161
当白细胞发现感染,
05:22
they begin开始 to stick.
118
310773
1397
就会粘在细胞壁上。
05:24
They stick, and then they try to go into the lung
119
312170
3887
白细胞聚集在感染处,然后试着从血液通道一侧
05:28
side from blood血液 channel渠道.
120
316057
1781
进入肺细胞一侧。
05:29
And you can see here, we can actually其实 visualize想象
121
317838
3689
你可以看到,我们其实使每个白细胞
05:33
a single white白色 blood血液 cell细胞.
122
321527
3759
可视化了。
05:37
It sticks, it wiggles its way through通过
123
325286
2256
这个白细胞粘住后,扭动并通过
05:39
between之间 the cell细胞 layers, through通过 the pore,
124
327542
2315
细胞层,通过孔洞,
05:41
comes out on the other side of the membrane,
125
329857
2421
从膜的另一边出来
05:44
and right there, it's going to engulf吞噬 the bacteria
126
332278
3435
而在膜的这边,它将会去吞噬
05:47
labeled标记 in green绿色.
127
335713
1649
标记为绿色的细菌。
05:49
In that tiny chip芯片, you just witnessed目击
128
337362
3004
在那小小的芯片里,你刚刚目睹了
05:52
one of the most fundamental基本的 responses回复
129
340366
3181
当我们的身体受到感染时做出的
05:55
our body身体 has to an infection感染.
130
343547
1957
一种最基本的反应。
05:57
It's the way we respond响应 to -- an immune免疫的 response响应.
131
345504
3770
这就是我们身体回应的方式 — — 免疫反应。
06:01
It's pretty漂亮 exciting扣人心弦.
132
349274
2401
这是很令人兴奋的。
06:03
Now I want to share分享 this picture图片 with you,
133
351675
2343
现在我想跟你们分享这张照片,
06:06
not just because it's so beautiful美丽,
134
354018
2638
不只是因为它特别美丽,
06:08
but because it tells告诉 us an enormous巨大
amount of information信息
135
356656
3336
而是因为它告诉了我们大量的
06:11
about what the cells细胞 are doing within the chips芯片.
136
359992
2597
关于细胞在芯片中活动的信息。
06:14
It tells告诉 us that these cells细胞
137
362589
2259
它告诉我们,这些
06:16
from the small airways航空公司 in our lungs,
138
364848
2311
从我们的肺气道里提取的细胞
06:19
actually其实 have these hairlike毛状 structures结构
139
367159
1751
其实有一些绒毛般的结构
06:20
that you would expect期望 to see in the lung.
140
368910
2008
就像人们常常在肺里看到绒毛一样。
06:22
These structures结构 are called cilia纤毛,
141
370918
1465
这些结构被称为纤毛,
06:24
and they actually其实 move移动 the mucus粘液 out of the lung.
142
372383
2910
它们的作用是将肺里的痰清除出来。
06:27
Yeah. Mucus粘液. Yuck.
143
375293
1539
是这样的。痰。恶心。
06:28
But mucus粘液 is actually其实 very important重要.
144
376832
2440
但痰其实是非常重要的。
06:31
Mucus粘液 traps陷阱 particulates颗粒, viruses病毒,
145
379272
2581
痰液捕获大气尘、 病毒、
06:33
potential潜在 allergens过敏原,
146
381853
1459
潜在过敏原,
06:35
and these little cilia纤毛 move移动
147
383312
1601
这些小纤毛移动
06:36
and clear明确 the mucus粘液 out.
148
384913
2250
并将痰液清除。
06:39
When they get damaged破损, say,
149
387163
1912
当纤毛被损坏时,比如说
06:41
by cigarette香烟 smoke抽烟 for example,
150
389075
2419
被香烟烟雾损坏时,
06:43
they don't work properly正确,
and they can't clear明确 that mucus粘液 out.
151
391494
2808
它们就停止正常工作,也不能清除痰液。
06:46
And that can lead to diseases疾病 such这样 as bronchitis支气管炎.
152
394302
3817
就会导致支气管炎等疾病。
06:50
Cilia纤毛 and the clearance净空 of mucus粘液
153
398119
2647
纤毛和痰液清除
06:52
are also involved参与 in awful可怕 diseases疾病 like cystic囊性 fibrosis纤维化.
154
400766
4461
也会与可怕的疾病有关,比如囊胞性纤维症。
06:57
But now, with the functionality功能
that we get in these chips芯片,
155
405227
3550
但现在,通过使用这些芯片的功能,
07:00
we can begin开始 to look
156
408777
1824
我们可以开始探索
07:02
for potential潜在 new treatments治疗.
157
410601
2513
潜在的新疗法。
07:05
We didn't stop with the lung on a chip芯片.
158
413114
1952
我们并没有止步于芯片上的肺细胞。
07:07
We have a gut肠道 on a chip芯片.
159
415066
1884
我们有肠细胞芯片。
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
大家可以看到我这里就有一个。
07:10
And we've我们已经 put intestinal human人的 cells细胞
161
418980
3226
我们已经把人类肠道中的细胞
07:14
in a gut肠道 on a chip芯片,
162
422206
1905
放在在芯片上,
07:16
and they're under constant不变 peristaltic蠕动 motion运动,
163
424111
2837
它们生活在不断的肠道蠕动下
07:18
this trickling涓涓 flow through通过 the cells细胞,
164
426948
3191
有条滴流通过肠细胞,
07:22
and we can mimic模仿者 many许多 of the functions功能
165
430139
2558
我们可以模仿许多
07:24
that you actually其实 would expect期望 to see
166
432697
2263
大家能想到的
07:26
in the human人的 intestine.
167
434960
1693
在发生在人体肠道内的身体功能。
07:28
Now we can begin开始 to create创建 models楷模 of diseases疾病
168
436653
3791
现在我们可以开始创建疾病的模型
07:32
such这样 as irritable急躁 bowel syndrome综合征.
169
440444
2410
如肠易激综合症。
07:34
This is a disease疾病 that affects影响
170
442854
2082
这是一种疾病,
07:36
a large number of individuals个人.
171
444936
1911
影响许多病患。
07:38
It's really debilitating衰弱,
172
446847
1774
此病会使人衰弱,
07:40
and there aren't really many许多 good treatments治疗 for it.
173
448621
3942
确实还没有很多好的治疗方法。
07:44
Now we have a whole整个 pipeline管道
174
452563
2302
现在,我们研发出了一整套
07:46
of different不同 organ器官 chips芯片
175
454865
2279
不同器官的芯片,
07:49
that we are currently目前 working加工 on in our labs实验室.
176
457144
3732
用在实验室中对该疾病进行研究。
07:52
Now, the true真正 power功率 of this technology技术, however然而,
177
460876
3419
这项技术的真正力量
07:56
really comes from the fact事实
178
464295
2125
是从这一事实衍生而来:
07:58
that we can fluidically流体 link链接 them.
179
466420
2545
我们可以将细胞通过液体连接起来。
08:00
There's fluid流体 flowing流动 across横过 these cells细胞,
180
468965
1947
有流体流过这些细胞,
08:02
so we can begin开始 to interconnect互连
181
470912
2079
然后我们可以开始互连
08:04
multiple different不同 chips芯片 together一起
182
472991
2862
多个不同芯片
08:07
to form形成 what we call a virtual虚拟 human人的 on a chip芯片.
183
475853
4213
以形成我们称之为虚拟的芯片人体。
08:12
Now we're really getting得到 excited兴奋.
184
480066
3009
现在我们真的很兴奋。
08:15
We're not going to ever recreate重建
a whole整个 human人的 in these chips芯片,
185
483075
4095
我们并不会建造一个芯片人体,
08:19
but what our goal目标 is is to be able能够 to recreate重建
186
487170
4169
我们的目标是要能够重新创建
08:23
sufficient足够 functionality功能
187
491339
2013
足够的细胞功能
08:25
so that we can make better predictions预测
188
493352
2360
使我们能够更好的预测
08:27
of what's going to happen发生 in humans人类.
189
495712
2214
人体反应。
08:29
For example, now we can begin开始 to explore探索
190
497926
2924
例如,现在我们可以开始探索
08:32
what happens发生 when we put
a drug药物 like an aerosol气雾剂 drug药物.
191
500850
3434
当我们使用气雾剂药物时,身体将如何反应。
08:36
Those of you like me who have asthma哮喘,
when you take your inhaler吸入器,
192
504284
2986
那些像我一样有哮喘的人,使用吸入器时
08:39
we can explore探索 how that drug药物 comes into your lungs,
193
507270
2926
我们可以研究药物如何进入肺细胞,
08:42
how it enters进入 the body身体,
194
510196
1626
如何进入人体,
08:43
how it might威力 affect影响, say, your heart.
195
511822
1754
如何影响,比如说,心脏。
08:45
Does it change更改 the beating跳动 of your heart?
196
513576
1908
它会改变心脏的跳动吗?
08:47
Does it have a toxicity毒性?
197
515484
1641
有没有毒性吗?
08:49
Does it get cleared清除 by the liver?
198
517125
2008
会被肝脏清除吗?
08:51
Is it metabolized代谢 in the liver?
199
519133
2152
它是通过肝脏代谢吗?
08:53
Is it excreted排出 in your kidneys肾脏?
200
521285
1891
它是通过肾脏排泄吗?
08:55
We can begin开始 to study研究 the dynamic动态
201
523176
2212
我们可以开始研究
08:57
response响应 of the body身体 to a drug药物.
202
525388
2625
药物对身体的动态反应。
09:00
This could really revolutionize革命化
203
528028
1919
这是一项创举,
09:01
and be a game游戏 changer
204
529947
1649
并将改变游戏规则,
09:03
for not only the pharmaceutical制药 industry行业,
205
531596
2938
不管是制药业,
09:06
but a whole整个 host主办 of different不同 industries行业,
206
534534
2373
还是其他不同的许多行业,
09:08
including包含 the cosmetics化妆品 industry行业.
207
536907
2400
包括化妆品行业。
09:11
We can potentially可能 use the skin皮肤 on a chip芯片
208
539307
2882
我们可能会使用皮肤细胞芯片,
09:14
that we're currently目前 developing发展 in the lab实验室
209
542189
1961
我们目前正在实验室中开发,
09:16
to test测试 whether是否 the ingredients配料 in those products制品
210
544150
2554
并测试您使用的化妆品中的成分
09:18
that you're using运用 are actually其实
safe安全 to put on your skin皮肤
211
546704
3283
是不是对皮肤安全,
09:21
without the need for animal动物 testing测试.
212
549987
2689
而无需动物试验。
09:24
We could test测试 the safety安全
213
552676
1944
我们可以测试我们接触到的
09:26
of chemicals化学制品 that we are exposed裸露 to
214
554620
2253
化学品的安全,
09:28
on a daily日常 basis基础 in our environment环境,
215
556873
1914
比如基于我们的日常生活环境的,
09:30
such这样 as chemicals化学制品 in regular定期 household家庭 cleaners清洁工.
216
558787
3731
在普通家用清洁剂中使用的化学品。
09:34
We could also use the organs器官 on chips芯片
217
562518
3202
我们也可将芯片器官
09:37
for applications应用 in bioterrorism生物恐怖主义
218
565720
2779
应用在生物反恐中
09:40
or radiation辐射 exposure曝光.
219
568499
2571
或测试辐射暴露上。
09:43
We could use them to learn学习 more about
220
571070
3350
我们可以用它们来了解更多关于
09:46
diseases疾病 such这样 as ebola埃博拉病毒
221
574420
3044
疾病的特点,比如埃博拉病毒,
09:49
or other deadly致命 diseases疾病 such这样 as SARSSARS.
222
577464
3892
或其他致命的疾病,如非典型肺炎(SARS)。
09:53
Organs机关 on chips芯片 could also change更改
223
581356
1838
芯片器官也可以改变
09:55
the way we do clinical临床 trials试验 in the future未来.
224
583194
3374
我们在未来做临床试验的方式。
09:58
Right now, the average平均 participant参加者
225
586568
2587
现在,一般参与
10:01
in a clinical临床 trial审讯 is that: average平均.
226
589155
3370
临床试验的被测者都是平均值。
10:04
Tends趋向 to be middle中间 aged, tends趋向 to be female.
227
592525
3326
往往是中年人,往往是女性。
10:07
You won't惯于 find many许多 clinical临床 trials试验
228
595851
2472
临床试验并不多,
10:10
in which哪一个 children孩子 are involved参与,
229
598323
1515
特别是涉及到儿童,
10:11
yet然而 every一切 day, we give children孩子 medications药物治疗,
230
599838
3547
然而日常生活中,我们给孩子用药,
10:15
and the only safety安全 data数据 we have on that drug药物
231
603385
3746
使用药物的安全数据
10:19
is one that we obtained获得 from adults成年人.
232
607131
3074
却是从测试成年人时取得的。
10:22
Children孩子 are not adults成年人.
233
610205
1794
儿童不同于成人。
10:23
They may可能 not respond响应 in the same相同 way adults成年人 do.
234
611999
3133
儿童对药物的反应也可能与成人不同。
10:27
There are other things like genetic遗传 differences分歧
235
615132
2412
还有其他的影响因素,像不同人群间的
10:29
in populations人群
236
617544
1433
遗传差异
10:30
that may可能 lead to at-risk有一定风险 populations人群
237
618977
3106
可能会导致一部分高危人群,
10:34
that are at risk风险 of having an adverse不利的 drug药物 reaction反应.
238
622083
3437
承受药物不良反应的风险。
10:37
Now imagine想像 if we could take cells细胞
from all those different不同 populations人群,
239
625520
3389
现在想象一下,
我们是否可以从不同人群中提取细胞
10:40
put them on chips芯片,
240
628919
1908
把它们放上芯片,
10:42
and create创建 populations人群 on a chip芯片.
241
630827
1964
并在芯片上创建这些人群。
10:44
This could really change更改 the way
242
632791
1838
这真的可以改变
10:46
we do clinical临床 trials试验.
243
634629
2069
我们做临床试验的方式。
10:48
And this is the team球队 and the people
that are doing this.
244
636698
2832
这正是我们团队和成员正在做的事。
10:51
We have engineers工程师, we have cell细胞 biologists生物学家,
245
639530
3257
我们中有工程师,有细胞生物学家,
10:54
we have clinicians临床医生, all working加工 together一起.
246
642787
3774
有临床医生在一起工作。
10:58
We're really seeing眼看 something quite相当 incredible难以置信
247
646561
1926
在 VIS 研究所我们确实观察到了
11:00
at the Wyss威斯 Institute研究所.
248
648487
1605
一些很不可思议的东西。
11:02
It's really a convergence收敛 of disciplines学科,
249
650092
2171
这真是一门综合学科,
11:04
where biology生物学 is influencing影响 the way we design设计,
250
652263
3720
生物学正在影响我们设计的方式,
11:07
the way we engineer工程师, the way we build建立.
251
655983
2662
策划的方式,和建造的方式。
11:10
It's pretty漂亮 exciting扣人心弦.
252
658645
1403
这很令人兴奋。
11:12
We're establishing建立 important重要 industry行业 collaborations合作
253
660048
3564
我们要建立重要的产业合作
11:15
such这样 as the one we have with a company公司
254
663612
3373
比如我们已与一家熟知
11:18
that has expertise专门知识 in large-scale大规模
digital数字 manufacturing制造业.
255
666985
3599
大型数字化制造的公司合作。
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
他们会帮助我们制造,
11:24
instead代替 of one of these,
257
672603
1526
不是一枚,
11:26
millions百万 of these chips芯片,
258
674129
1583
而是数以百万计的芯片,
11:27
so that we can get them into the hands
259
675712
1669
这样,我们可以让尽可能多的研究人员
11:29
of as many许多 researchers研究人员 as possible可能.
260
677381
2889
使用这些芯片。
11:32
And this is key to the potential潜在 of that technology技术.
261
680270
4216
这是该技术至关重要的潜能。
11:36
Now let me show显示 you our instrument仪器.
262
684486
2537
现在让我给大家看看我们的仪器。
11:39
This is an instrument仪器 that our engineers工程师
263
687023
1989
这是一台我们的工程师
11:41
are actually其实 prototyping原型 right now in the lab实验室,
264
689012
2618
正在实验室中建造的样机,
11:43
and this instrument仪器 is going to give us
265
691630
2309
这台仪器能使我们
11:45
the engineering工程 controls控制 that we're going to require要求
266
693939
2459
工程控制需要实现的功能,
11:48
in order订购 to link链接 10 or more organ器官 chips芯片 together一起.
267
696398
4168
那就是将 10 个或更多器官芯片连接在一起。
11:52
It does something else其他 that's very important重要.
268
700566
2229
这台机器做的事情是非常重要的。
11:54
It creates创建 an easy简单 user用户 interface接口.
269
702795
2844
它将创建一个简单的用户界面。
11:57
So a cell细胞 biologist生物学家 like me can come in,
270
705639
2990
所以像我这样的细胞生物学家可以来
12:00
take a chip芯片, put it in a cartridge盒式磁带
271
708629
2008
拿起一块芯片,把它放在盒子里
12:02
like the prototype原型 you see there,
272
710637
1932
像你看到的原型一样
12:04
put the cartridge盒式磁带 into the machine
273
712569
2071
将盒子放入机器里,
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
这就像你放 C.D.一样
12:08
and away you go.
275
716128
1132
然后就好了。
12:09
Plug插头 and play. Easy简单.
276
717260
2749
即插即用。很容易。
12:12
Now, let's imagine想像 a little bit
277
720009
2514
现在,让我们想象一下
12:14
what the future未来 might威力 look like
278
722523
1379
未来可能会是什么样子
12:15
if I could take your stem cells细胞
279
723902
2413
如果能把你的干细胞
12:18
and put them on a chip芯片,
280
726315
1440
放在芯片上,
12:19
or your stem cells细胞 and put them on a chip芯片.
281
727755
3219
或者把你的干细胞,放在一个芯片上。
12:22
It would be a personalized个性化 chip芯片 just for you.
282
730974
3501
它将只为你一个人创造一枚个性化的芯片。
12:26
Now all of us in here are individuals个人,
283
734475
3208
今天在座的各位都是单独个体,
12:29
and those individual个人 differences分歧 mean
284
737683
2838
而那些个体差异意味着
12:32
that we could react应对 very differently不同
285
740521
2442
我们对药物的反应方式有可能非常不同,
12:34
and sometimes有时 in unpredictable不可预料的 ways方法 to drugs毒品.
286
742963
4247
有时甚至无法预知身体反应的方式。
12:39
I myself, a couple一对 of years年份 back,
had a really bad headache头痛,
287
747210
4568
就我自己来说,过去有两年,头痛得真的很厉害,
12:43
just couldn't不能 shake it, thought,
"Well, I'll try something different不同."
288
751778
2413
完全不能摆脱它,我当时想,"嗯,我要试点不同的药方",
12:46
I took some Advil布洛芬. Fifteen十五 minutes分钟 later后来,
289
754191
2135
我吃了几片雅维。十五分钟后,
12:48
I was on my way to the emergency room房间
290
756326
1880
我就在去急救室的路上了,
12:50
with a full-blown全面爆发 asthma哮喘 attack攻击.
291
758206
1893
哮喘全面发作。
12:52
Now, obviously明显 it wasn't fatal致命,
292
760099
1830
现在,当然没有致命,
12:53
but unfortunately不幸, some of these
293
761929
3173
但不幸的是,有些
12:57
adverse不利的 drug药物 reactions反应 can be fatal致命.
294
765102
3609
药品的不良反应确是致命的。
13:00
So how do we prevent避免 them?
295
768711
1941
所以我们如何防范呢?
13:02
Well, we could imagine想像 one day
296
770652
2580
嗯,我们可以想象一下有一天
13:05
having Geraldine杰拉尔丁 on a chip芯片,
297
773232
2343
在芯片上,载有杰拉尔丁细胞
13:07
having Danielle丹妮尔 on a chip芯片,
298
775575
1749
在芯片上,载有丹妮细胞
13:09
having you on a chip芯片.
299
777324
1473
有你的细胞在芯片上。
13:10
Personalized个性化 medicine医学. Thank you.
300
778797
2388
个体化用药。谢谢。
13:13
(Applause掌声)
301
781185
4154
(掌声)
Translated by Laura Chen
Reviewed by dahong zhang

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ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

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Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com

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