TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
Molly Stevens: Una nueva forma de desarrollar hueso
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¿Qué se requiere para regenerar hueso en cantidades masivas? La regeneración ósea típica, en la que se retira hueso del muslo del paciente para injertarlo en otra parte del cuerpo, es limitada y puede causar gran dolor unos años después de la cirugía. En una charla informativa, Molly Stevens presenta una nueva aplicación de la células madres que aprovecha la habilidad intrínseca del hueso para regenerar y producir vastas cantidades de tejido óseo sin dolor.
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
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Como humanos, está
en nuestra naturaleza
en nuestra naturaleza
00:12
As humans, it's in our nature
0
462
1699
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
querer mejorar nuestra salud
y minimizar el sufrimiento.
y minimizar el sufrimiento.
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
Sin importar lo que la vida
tenga para darnos,
tenga para darnos,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
ya sea cáncer, diabetes,
enfermedades cardíacas,
enfermedades cardíacas,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
o incluso fracturas de huesos,
buscamos recuperarnos.
buscamos recuperarnos.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
Soy jefa de un laboratorio
de biomateriales
de biomateriales
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
y realmente estoy fascinada de
la forma en que los humanos
la forma en que los humanos
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
han usado materiales de
la manera más creativa
la manera más creativa
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
en su cuerpo a lo largo del tiempo.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
Tomemos como ejemplo
este bello caparazón de nácar azul.
este bello caparazón de nácar azul.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
De hecho, lo usaban los mayas
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
como diente artificial.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
No estamos seguros
del porqué lo hacían.
del porqué lo hacían.
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
Es duro. Es duradero.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
Pero también tenía otras
propiedades muy buenas.
propiedades muy buenas.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
De hecho, cuando lo
colocaban en la mandíbula,
colocaban en la mandíbula,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
podía integrarse a ella.
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
Y actualmente sabemos,
gracias a tecnologías
gracias a tecnologías
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
de imágenes muy sofisticadas,
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
que parte de esa integración
se debe al hecho
se debe al hecho
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
de que este material está diseñado
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
de una manera muy específica:
tiene una hermosa química,
tiene una hermosa química,
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
una hermosa arquitectura.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
Y creo que, de algún modo,
podríamos pensar
podríamos pensar
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
en el uso del caparazón
azul de nácar y los mayas
azul de nácar y los mayas
01:15
as the first real application
25
63408
1520
como la primera aplicación real
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
de la tecnología Bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
(Risas)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
Pero si avanzamos y pensamos
a lo largo de la historia
a lo largo de la historia
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
cómo los humanos han usado
diferentes materiales en el cuerpo,
diferentes materiales en el cuerpo,
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
a menudo encontraremos
que los médicos
que los médicos
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
han sido bastante creativos.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
Han usando cosas
comunes y corrientes.
comunes y corrientes.
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
Uno de mis ejemplos favoritos
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
es el de Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
que fue un oftalmólogo famoso,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
o que se convirtió en
un oftalmólogo famoso.
un oftalmólogo famoso.
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
Y durante la 2ª Guerra Mundial, vio
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
a pilotos que volvían
de sus misiones
de sus misiones
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
y notó que dentro de sus ojos
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
tenían fragmentos
pequeños de material
pequeños de material
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
alojados dentro del ojo.
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
Pero lo más interesante
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
era que el material
no estaba causando
no estaba causando
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
ninguna reacción inflamatoria.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
Al investigar el caso, descubrió
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
que, en realidad, se trataba de
pequeños fragmentos de plástico
pequeños fragmentos de plástico
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
que provenían de la cubierta
exterior de los aviones Spitfires.
exterior de los aviones Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
Y esto lo llevó a
proponer aquel material
proponer aquel material
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
como nuevo material
para lentes intraoculares.
para lentes intraoculares.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
Se llama PMMA y
actualmente se usa
actualmente se usa
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
en millones de personas por año,
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
y ayuda a prevenir cataratas.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
Creo que ese ejemplo
es espléndido
es espléndido
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
porque nos recuerda
que en aquellos días
que en aquellos días
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
los materiales se elegían
con frecuencia
con frecuencia
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
porque eran bioinertes.
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
Su propósito era cumplir
una función mecánica.
una función mecánica.
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
Se los podría poner en el cuerpo
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
sin que causaran
una reacción adversa.
una reacción adversa.
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
Y lo que quiero mostrarles es
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
que, en medicina regenerativa,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
ya nos alejamos de esa idea
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
de tomar un material bioinerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
En cambio, buscamos materiales
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
que sean bioactivos, que
interactúen con el cuerpo,
interactúen con el cuerpo,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
y que además podamos
ponerlos en el cuerpo,
ponerlos en el cuerpo,
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
que cumplan su función,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
y que luego se disuelvan
con el tiempo.
con el tiempo.
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
Si miramos este esquema,
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
se ve lo que consideramos
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
el procedimiento típico
en la ingeniería de tejidos.
en la ingeniería de tejidos.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
Tenemos células allí,
normalmente del paciente.
normalmente del paciente.
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
Podemos ponerlas
sobre un material
sobre un material
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
y podemos hacer que ese material
sea muy complejo si queremos.
sea muy complejo si queremos.
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
Luego, podemos hacerlo
crecer en el laboratorio
crecer en el laboratorio
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
o podemos colocárselo
directamente al paciente.
directamente al paciente.
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
Y este es un procedimiento
que se usa en todo el mundo,
que se usa en todo el mundo,
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
incluyendo nuestro laboratorio.
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
Pero una de las cosas
que es de gran importancia
que es de gran importancia
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
cuando pensamos en células madre
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
es que obviamente las células madre
pueden ser muchas cosas diferentes,
pueden ser muchas cosas diferentes,
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
y quieren ser muchas
cosas diferentes,
cosas diferentes,
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
por lo que queremos estar
seguros de que el ambiente
seguros de que el ambiente
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
en que las colocamos
tenga la información suficiente
tenga la información suficiente
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
para que devengan el tipo correcto
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
de tejido especializado.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
Y si pensamos en los
diferentes tipos de tejidos
diferentes tipos de tejidos
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
que se buscan regenerar
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
en todo el mundo, en los diferentes
laboratorios del mundo,
laboratorios del mundo,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
son casi todos los tejidos
que podemos imaginar.
que podemos imaginar.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
Y de hecho, la estructura de esos tejidos
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
es bien diferente
y dependerá realmente
y dependerá realmente
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
de si el paciente tiene
alguna enfermedad subyacente,
alguna enfermedad subyacente,
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
u otros problemas,
para saber cómo
para saber cómo
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
regenerarán ese tejido.
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
Y deberán pensar en los materiales
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
que usarán con mucho cuidado,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
en su bioquímica, su mecánica,
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
y muchas otras propiedades también.
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
Todos nuestros tejidos tienen capacidades
muy diferentes para regenerarse.
muy diferentes para regenerarse.
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
Y aquí vemos al pobre Prometeo,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
que eligió un camino
algo complicado
algo complicado
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
y fue castigado
por los dioses griegos.
por los dioses griegos.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
Lo ataron a una roca
y un águila lo visitaba
y un águila lo visitaba
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
a diario para
comerle su hígado.
comerle su hígado.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
Pero obviamente su hígado
se regeneraba cada día.
se regeneraba cada día.
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
Y así, día tras día, fue castigado
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
eternamente por los dioses.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
El hígado se regenerará
de esta maravillosa manera.
de esta maravillosa manera.
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
Pero si pensamos en otros tejidos,
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
como el cartílago, por ejemplo,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
ante el menor corte, les resultará
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
muy difícil regenerar ese cartílago.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
Por lo que varía
mucho de tejido a tejido.
mucho de tejido a tejido.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
El hueso es algo intermedio
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
y es uno de los tejidos en el que
trabajamos en nuestro laboratorio.
trabajamos en nuestro laboratorio.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
El hueso es bastante
bueno para regenerarse.
bueno para regenerarse.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
Debe serlo. Probablemente
todos hemos tenido fracturas
todos hemos tenido fracturas
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
en algún momento.
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
Y una de las maneras
en las que pueden pensar
en las que pueden pensar
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
en reparar la fractura
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
es este procedimiento, llamado
extracción de hueso de la cresta ilíaca.
extracción de hueso de la cresta ilíaca.
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
Lo que el cirujano podría hacer
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
es tomar algo de hueso
de la cresta ilíaca,
de la cresta ilíaca,
05:11
which is just here,
125
299459
1378
que está justo aquí,
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
y luego trasplantarlo
en algún otro lugar del cuerpo.
en algún otro lugar del cuerpo.
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
Y funciona realmente bien
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
porque es hueso propio
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
y está bien vascularizado,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
lo que significa que tiene
una muy buena provisión de sangre.
una muy buena provisión de sangre.
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
Pero el problema es
que hay un límite
que hay un límite
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
y además, cuando
se hace esa operación,
se hace esa operación,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
los pacientes podrían
sufrir dolor significativo
sufrir dolor significativo
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
en la zona afectada incluso
dos años después de la operación.
dos años después de la operación.
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
Por eso, lo que pensamos es
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
que ciertamente hay una gran
necesidad de reparar el hueso,
necesidad de reparar el hueso,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
pero este tipo de técnica
de la cresta ilíaca
de la cresta ilíaca
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
realmente tiene
muchas limitaciones.
muchas limitaciones.
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
¿Acaso no podríamos recrear
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
la generación de hueso dentro del cuerpo
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
a pedido, para luego
poder transplantarlo
poder transplantarlo
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
evitando estos efectos
posteriores tan dolorosos
posteriores tan dolorosos
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
que se tendrían con la extracción
de hueso de la cresta ilíaca?
de hueso de la cresta ilíaca?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
Y eso es lo que hicimos
y la forma en que lo hicimos
y la forma en que lo hicimos
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
fue volviendo a este típico
método de ingeniería de tejido
método de ingeniería de tejido
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
pero pensándolo
de un modo diferente.
de un modo diferente.
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
Y lo simplificamos mucho,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
por lo que nos deshicimos
de muchos de estos pasos.
de muchos de estos pasos.
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
Nos deshicimos de la necesidad
de extraer células del paciente,
de extraer células del paciente,
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
de la necesidad de introducir
químicos muy sofisticados
químicos muy sofisticados
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
y nos deshicimos de la necesidad
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
de cultivar estas
estructuras en el laboratorio.
estructuras en el laboratorio.
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
Y en lo que nos enfocamos realmente
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
fue en nuestro sistema material
y en hacerlo más simple.
y en hacerlo más simple.
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
Pero como lo usamos
de forma muy ingeniosa,
de forma muy ingeniosa,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
pudimos generar
cantidades enormes de hueso
cantidades enormes de hueso
06:32
using this approach.
157
380877
1646
usando este método.
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
Es decir, estábamos
usando el cuerpo
usando el cuerpo
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
como un verdadero catalizador
para que nos ayudara
para que nos ayudara
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
a crear mucho hueso nuevo.
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
Es un método que llamamos
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
el "biorreactor in vivo"
y pudimos crear
y pudimos crear
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
enormes cantidades de
hueso usando este método.
hueso usando este método.
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
Y de esto voy a hablarles.
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
Lo que hicimos es que,
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
en humanos, todos tenemos
una capa de células madre
una capa de células madre
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
en el exterior de
nuestros huesos largos.
nuestros huesos largos.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
Esta capa se llama el periostio
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
y esa capa está normalmente
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
muy firmememente
pegada al hueso oculto
pegada al hueso oculto
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
y contiene células madres.
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
Esas células madre
son en efecto importantes
son en efecto importantes
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
en el embrión cuando se desarrolla
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
y también digamos que
despiertan si se fracturan
despiertan si se fracturan
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
para ayudarles a
reparar el hueso.
reparar el hueso.
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
Así tomamos esa
capa de periostio
capa de periostio
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
y desarrollamos una forma
de inyectarle por debajo
de inyectarle por debajo
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
un líquido que luego
de 30 segundos,
de 30 segundos,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
se convierte en una gel rígida,
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
que puede levantar el periostio
y separarlo del hueso
y separarlo del hueso
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
Así en esencia se crea
una cavidad artificial
una cavidad artificial
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
que está justo a
un lado del hueso
un lado del hueso
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
que también tiene una capa
abundante en células madre.
abundante en células madre.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
Y lo hacemos a través
de una fina incisión
de una fina incisión
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
tal que ninguna otra célula
del cuerpo puede entrar
del cuerpo puede entrar
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
y lo que pasa es que esa
cavidad bioreactora in vivo artificial
cavidad bioreactora in vivo artificial
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
puede conducir a la proliferación
de estas células madre
de estas células madre
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
que puede formar
mucho tejido nuevo
mucho tejido nuevo
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
y con el tiempo, se puede
cosechar ese tejido
cosechar ese tejido
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
y usarlo en cualquier
otro lado del cuerpo.
otro lado del cuerpo.
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
Esta es una platina histológica
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
de lo que vemos
cuando hacemos eso
cuando hacemos eso
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
y en esencia lo que vemos
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
son grandes cantidades de hueso.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
En esta imagen, pueden
ver el centro de la pierna,
ver el centro de la pierna,
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
es decir médula ósea,
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
entonces pueden
ver el hueso original
ver el hueso original
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
y pueden ver donde
el hueso original termina
el hueso original termina
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
y justo a la izquierda de
éste es el hueso nuevo
éste es el hueso nuevo
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
que ha crecido dentro
de la cavidad bioreactora
de la cavidad bioreactora
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
y de hecho se puede
hacer más grande.
hacer más grande.
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
Y esa demarcación que pueden ver
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
entre el hueso original y el nuevo
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
actúa como un muy leve
punto de debilidad,
punto de debilidad,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
así ahora el cirujano puede
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
cosechar ese hueso nuevo
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
y el periostio puede
volver a crecer
volver a crecer
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
así se quedan con la pierna
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
en el mismo estado, por decir,
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
como si no lo hubieran
operado en primer lugar.
operado en primer lugar.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
En términos de dolor
post operatorio es mínimo
post operatorio es mínimo
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
comparado con la cosecha
de una cresta ilíaca.
de una cresta ilíaca.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
Y se puede generar
distintas cantidades de hueso
distintas cantidades de hueso
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
dependiendo de
cuánta gel pongamos,
cuánta gel pongamos,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
así que en realidad es
un procedimiento a pedido.
un procedimiento a pedido.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
Ahora, cuando hicimos esto,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
recibimos mucha
atención de la prensa,
atención de la prensa,
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
porque es una forma
en verdad espléndida
en verdad espléndida
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
de generar hueso nuevo
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
y recibimos muchos contactos
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
de diversas personas
interesadas en usarlo.
interesadas en usarlo.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
Sólo les contaré
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
de algunos de esos
contactos muy extraños,
contactos muy extraños,
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
levemente inesperados
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
y el más interesante,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
permitan que lo diga así,
fue un contacto que tuve,
fue un contacto que tuve,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
de hecho de un equipo de
jugadores de fútbol americano
jugadores de fútbol americano
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
que todo lo que querían era
doblar el grosor de sus cráneos
doblar el grosor de sus cráneos
09:25
made on their head.
229
553866
4281
hecho con sus cabezas.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
Sí, llegan a tener
este tipo de contactos
este tipo de contactos
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
y por supuesto,
siendo una británica
siendo una británica
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
que también creció en Francia,
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
suelo ser muy brusca
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
y tenía que explicarles
de una forma decente
de una forma decente
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
que en su caso particular,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
eso probablemente no haría mucho
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
para protegerlos en primer lugar.
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
(Risas)
09:49
(Applause)
239
577481
1253
(Aplausos)
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
Este fue nuestro método
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
y fue con materiales simples
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
pero lo pensamos con cuidado.
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
Sabemos que estas células
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
en el cuerpo, en el embrión,
conforme se desarrollan
conforme se desarrollan
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
pueden formar distintos
tipos de tejido, cartílago,
tipos de tejido, cartílago,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
así desarrollamos un gel
que era ligeramente diferente
que era ligeramente diferente
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
tanto en su naturaleza
como en química,
como en química,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
que puesta ahí, pudimos
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
obtener 100% de cartílago.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
Este método funciona
muy bien, pienso,
muy bien, pienso,
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
para procedimientos
pre-planeados,
pre-planeados,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
eso es algo que se debe preplanear.
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
Para otro tipo de operaciones,
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
en definitiva existe
una necesidad de
una necesidad de
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
otros métodos
basados en estructura.
basados en estructura.
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
Cuando piensan en diseño
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
esas otras estructuras, de hecho,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
necesitan de un equipo multidisciplinario.
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
Así nuestro equipo tiene químicos,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
biólogos celulares,
cirujanos e incluso médicos
cirujanos e incluso médicos
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
y todos ellos se juntan
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
y reflexionan a fondo
en el diseño de los materiales.
en el diseño de los materiales.
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
Pero queremos que
tengan suficiente información
tengan suficiente información
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
para que podamos obtener
las células que queremos,
las células que queremos,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
pero no a un grado de
complejidad que dificulte
complejidad que dificulte
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
acudir a la clínica.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
Así una de las cosas
que reflexionamos mucho
que reflexionamos mucho
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
es tratar de entender
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
la estructura de
los tejidos del cuerpo.
los tejidos del cuerpo.
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
Si pensamos en hueso,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
obviamente mi tejido favorito,
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
aumentemos, podemos ver,
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
incluso si no saben
nada de estructura ósea,
nada de estructura ósea,
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
está bellamente organizado,
realmente bellamente organizado.
realmente bellamente organizado.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
Tenemos muchas venas aquí.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
Si aumentamos otra vez,
vemos que las células
vemos que las células
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
están en efecto rodeadas
de una matriz 3D
de una matriz 3D
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
de fibras a nano
escala y que dan
escala y que dan
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
mucha información
a las células.
a las células.
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
Si aumentamos otra vez,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
en el caso del hueso, la matriz
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
alrededor de las células
está bellamente organizada
está bellamente organizada
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
a nano escala y
es un material híbrido
es un material híbrido
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
que es parte orgánico,
parte inorgánico.
parte inorgánico.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
Y eso lleva al campo entero,
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
que ha visto el desarrollo de materiales
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
que tienen esta estructura híbrida.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
Les muestro sólo dos ejemplos
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
de algunos materiales que hemos
hecho que tienen esta estructura,
hecho que tienen esta estructura,
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
y que pueden confeccionar.
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
Pueden ver uno muy blandito
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
y un material que también es
este tipo de material híbrido
este tipo de material híbrido
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
pero que tiene
una dureza notable,
una dureza notable,
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
que ya no es quebradiza
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
Y un material inorgánico normalmente
sería muy quebradizo
sería muy quebradizo
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
y no podrian tener
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
este tipo de fuerza
y dureza en él.
y dureza en él.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
Otra cosa que quiero
mencionar rápido
mencionar rápido
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
es que muchas de las estructuras
que hicimos son porosas y tienen que serlo,
que hicimos son porosas y tienen que serlo,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
porque quieren que
las venas crezcan ahí.
las venas crezcan ahí.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
Pero a menudo los poros
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
son mucho más
grandes que las células
grandes que las células
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
y aunque es tridimensional,
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
la célula podría verlo más como
una superficie ligeramente curva
una superficie ligeramente curva
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
y eso es algo no natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
Así una de las cosas que
podemos pensar hacer
podemos pensar hacer
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
es hacer estructuras con
dimesiones ligeramente diferentes
dimesiones ligeramente diferentes
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
que podrían rodear a
las células tridimensionalmente
las células tridimensionalmente
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
y darles un poco
más de información.
más de información.
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
Hay mucho trabajo que
se está haciendo en ambas áreas.
se está haciendo en ambas áreas.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
Para finalizar quisiera
hablar un poco de
hablar un poco de
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
aplicar esto a enfermedades
cardiovasculares.
cardiovasculares.
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
porque esto es
un gran problema clínico.
un gran problema clínico.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
Una de las cosas que sabemos,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
es que si por desgracia
tienen un ataque cardiaco
tienen un ataque cardiaco
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
ese tejido puede empezar a morir
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
y con el tiempo el resultado
no podría ser bueno para Uds.
no podría ser bueno para Uds.
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
Sería en realidad grandioso,
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
si pudiéramos detener
ese tejido [dañado]
ese tejido [dañado]
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
ya sea de morir o
ayudarle a regenerarse.
ayudarle a regenerarse.
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
Hay infinidad de pruebas con
células madres ocurriendo en todo el mundo
células madres ocurriendo en todo el mundo
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
y usan muchos tipos
diferentes de células,
diferentes de células,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
pero un tema común
que parece surgir
que parece surgir
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
es que muy a menudo
ese células morirán
ese células morirán
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
una vez implantadas.
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
Sea que las
pongan en el corazón
pongan en el corazón
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
o en el sistema sanguíneo,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
como sea, parece
que no podemos
que no podemos
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
llegar al número
correcto de células,
correcto de células,
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
llegar al lugar al
que queremos
que queremos
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
y poder entregar
la regeneración
la regeneración
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
celular adecuada
que quisiéramos tener
que quisiéramos tener
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
para conseguir buenos
resultados clínicos.
resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
Entonces algunas
cosas que pensamos
cosas que pensamos
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
y muchos otras personas
del medio piensan también,
del medio piensan también,
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
es desarrollar materiales para eso.
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
Pero he aquí una diferencia.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
Todavía necesitamos de
la química, de la mecánica,
la química, de la mecánica,
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
de la interesante topografía
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
y todavía necesitamos formas
interesantes que rodeen a las células.
interesantes que rodeen a las células.
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
Pero ahora, a las células también
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
probablemente les gustaría un material
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
que pudiera ser conductivo,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
porque las células mismas
responderían muy bien
responderían muy bien
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
y conducirían señales entre ellos.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
Puede verlos ahora
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
palpitando en sincronía
en estos materiales,
en estos materiales,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
y eso es un desarrollo
muy muy emocionante
muy muy emocionante
14:15
that's going on.
349
843255
2114
que está ocurriendo.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
Para cerrar, quisiera decir que
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
el poder trabajar en este campo,
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
todos los que trabajamos
en este campo,
en este campo,
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
que no sólo es ciencia
super emocionante,
super emocionante,
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
sino que tiene el potencial
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
de impacto en los pacientes,
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
no importa cuán grande
o pequeño sea
o pequeño sea
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
es en verdad un gran privilegio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
Y por eso, quisiera
agradecerles también.
agradecerles también.
14:39
Thank you.
359
867853
1317
Gracias.
14:41
(Applause)
360
869170
4924
(Aplausos)
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