TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
モリー・スティーブンス: 新しい骨再生法
Filmed:
Readability: 4.3
1,271,408 views
まとまった量の骨を再生するのに、何が必要なのでしょうか。典型的な骨の再生法では、患者の腰から採骨し、損傷した所に埋め込むのですが、限界もあり、手術後２、３年でかなりの痛みが生じうるのです。情報を豊かに織り込み、モリー・スティーブンスは、骨生来の能力を使い、痛みを伴わず骨組織の再生をする新しい幹細胞応用法を紹介します。
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
誰もが 健康を改善したり
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
肉体的苦しみを最小限に留め
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
我が身に起る事が
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
癌 糖尿病 心臓病または骨折と
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
それが何であろうと
良くなりたいと思うものです
良くなりたいと思うものです
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
私は生体材料研究所の所長ですが
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
過去 様々な材料が
独創的な方法で人体に
独創的な方法で人体に
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
使われてきたということに
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
とても感心させられます
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
例えば この貝の青い真珠層をご覧下さい
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
これはマヤ族が歯のインプラントに
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
実際 使っていました
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
その理由はよく分かりませんが
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
硬く長持ちし
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
他にもとても良い特質があります
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
顎に入れると
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
顎骨と融合するのです
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
高度画像技術で
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
分かっている
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
融合の理由は この材料の
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
用途によく合ったデザイン
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
そして素晴らしい化学的性質と
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
構造にありました
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
あらゆる意味で
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
マヤ族の青い真珠層を持つ貝の使い道は
01:15
as the first real application
25
63408
1520
まさしく最初の
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
ブルートゥース技術だ
なんて思ったりします
なんて思ったりします
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
（笑）
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
先に進んで 歴史を通して
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
人類が体に様々な種類の材料を
使ってきたことを考えてみると
使ってきたことを考えてみると
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
創意工夫をしてきたのは
医師の場合が多く
医師の場合が多く
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
創意工夫をしてきたのは
医師の場合が多く
医師の場合が多く
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
彼らが様々な発明をしてきました
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
その中でも 私のお気に入りは
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
サー・ハロルド・リドリーのものです
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
彼は有名な眼科医で—
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
少なくとも そうなったのですが—
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
第２次世界大戦中 彼は
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
戦線から戻って来たパイロットを見て
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
彼らの目の中に
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
小さな異物のかけらが
入っているのに気がつきました
入っているのに気がつきました
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
小さな異物のかけらが
入っているのに気がつきました
入っているのに気がつきました
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
興味深いことに
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
その物質は炎症反応を
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
全く引き起こしていなかったのでした
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
調べて分かったことは
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
その物質は 小さなプラスチックのかけらで
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
スピットファイア戦闘機の天蓋から
来る物でした
来る物でした
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
それで彼はこの物質を
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
新しい眼内レンズの素材
として提唱したのです
として提唱したのです
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
PMMAと呼ばれるもので
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
毎年 何百万人の人の目に
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
白内障を防ぐ為に使われています
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
この例は
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
昔は機械的機能をさせる為に
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
よく生体不活性材料が
選ばれ
選ばれ
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
よく生体不活性材料が
選ばれ
選ばれ
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
使われていた ということを
示しています
示しています
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
生体不活性材料を体に入れても
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
拒絶反応はありません
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
しかし ここで私が述べたい事は
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
再生医療は
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
生体不活性材料から
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
全く離れたということです
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
我々が積極的に探している材料は
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
生体と作用する
生体活性材料で
生体活性材料で
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
生体内に入れられると
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
そこで機能し
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
時が経つにつれ
生体内に吸収されるものです
生体内に吸収されるものです
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
このチャートをご覧下さい
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
これが示しているのは
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
細胞組織工学の
典型的アプローチです
典型的アプローチです
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
普通患者から細胞を取り
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
それを材料に入れ
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
非常に複雑なものに
することもでき—
することもでき—
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
実験室で増殖するか
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
患者の体に直接 戻すか
どちらでもできます
どちらでもできます
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
これが世界中で そして
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
我々の実験室でも
行われている方法です
行われている方法です
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
幹細胞について
本当に大切なことの１つは
本当に大切なことの１つは
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
幹細胞について
本当に大切なことの１つは
本当に大切なことの１つは
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
幹細胞は
あらゆる組織に分化でき
あらゆる組織に分化でき
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
又 そうなる傾向にあるので
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
幹細胞を入れる環境に
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
我々が必要な情報を
確実に組み込むと
確実に組み込むと
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
目的の特定の組織に
なるという事です
なるという事です
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
目的の特定の組織に
なるという事です
なるという事です
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
世界中の実験室で
再生が試みられている
再生が試みられている
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
組織のタイプは
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
組織のタイプは
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
殆ど考え得る全ての組織
と言っていい程です
と言っていい程です
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
そんな組織の構造は
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
かなり多様で
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
患者の他の
隠れた病気とか健康問題が
隠れた病気とか健康問題が
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
患者の他の
隠れた病気とか健康問題が
隠れた病気とか健康問題が
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
組織の再生法や
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
材料の使用法や
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
材料の使用法や
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
生化学的性質､ 機能
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
その他多くの特質に影響し それにより
我々の対処法も大きく変わってきます
我々の対処法も大きく変わってきます
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
組織は其々
異なる再生能力があります
異なる再生能力があります
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
ここで思い出すのが
可哀想なプロメテウス
可哀想なプロメテウス
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
危なっかしい決断をした彼は
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
ギリシャの神々に罰せられ
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
岩に縛り付けられ
鷲が毎日
鷲が毎日
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
彼の肝臓をついばみに来ます
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
彼の肝臓は毎日再生し
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
そうやって来る日も来る日も
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
永遠に神々に罰せられるのです
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
肝臓はこのように
再生されることになるでしょうが
再生されることになるでしょうが
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
他の組織
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
例えば軟骨は
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
どんな些細な欠損でも
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
再生するのは
とても難しいのです
とても難しいのです
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
この様に組織により
違いが非常に大きく
違いが非常に大きく
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
骨の再生能力はその中間です
04:51
and this is one of the tissues
that we work on a lot in our lab.
that we work on a lot in our lab.
116
279216
2900
骨は我々の実験室で
よく扱われる組織の１つで
よく扱われる組織の１つで
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
自己修復能力は
実は かなり高いのです
実は かなり高いのです
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
そうでなければ困ります
たぶん我々はみな
たぶん我々はみな
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
骨折を経験しているでしょうし
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
骨折治療の１つの方法は
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
骨折治療の１つの方法は
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
「腸骨採取」と呼ばれる手法で
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
外科医が
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
腸骨から骨を採取し
05:11
which is just here,
125
299459
1378
ここにありますが—
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
体の他の部分にそれを移植します
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
これは本当にうまく行くのです
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
本人の骨なので
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
うまく血管新生化し
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
血液の流れが
とても良くなるのですが
とても良くなるのですが
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
問題は採骨できる量に
限界があるという事です
限界があるという事です
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
その上 手術後
採骨した場所が
採骨した場所が
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
２年経っても
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
非常に痛む可能性があるのです
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
それで我々が考えた事は
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
勿論 骨修復の需要は
非常に大きいのですが—
非常に大きいのですが—
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
腸骨タイプのアプローチでは
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
限界があまりにあるので
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
必要に応じ 生体内で
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
骨を再生し 移植したらどうだろう
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
それにより腸骨採取後のような
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
極度の痛みが伴わない移植が
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
出来るのではないだろうか？
ということです
ということです
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
その我々のやり方は
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
典型的な細胞組織工学の
アプローチに戻ったのですが
アプローチに戻ったのですが
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
かなり違った観点を取りました
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
随分 簡素化して
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
かなりステップを省きました
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
患者からの
細胞採取の必要性
細胞採取の必要性
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
あらゆる高価な
化学薬品の必要性
化学薬品の必要性
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
そして研究室で担体を
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
培養する必要性を
なくしました
なくしました
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
我々が本当に
焦点を置いているのは
焦点を置いているのは
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
材料系と
それを簡素化する事ですが
それを簡素化する事ですが
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
よく考えられた方法で使用したので
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
このアプローチによって
06:32
using this approach.
157
380877
1646
膨大な量の骨を
再生できたのです
再生できたのです
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
それで我々は生体を
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
骨を大量に作る為の
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
媒体として使いました
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
そのアプローチを
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
「生体バイオリアクター」と呼び
このやり方で
このやり方で
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
とてつもない量の骨を
再生できるのです
再生できるのです
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
分かり易く説明すると
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
こうです
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
生体には幹細胞の層が
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
長骨の外側にあり
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
「骨膜」とよばれ
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
普段とても
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
しっかりと
その下の骨に密着していて
その下の骨に密着していて
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
幹細胞を含んでいます
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
この幹細胞は
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
胎芽の成長にとても重要で
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
骨折すると
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
骨を修復しようと活性化します
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
我々はその骨膜に目をつけ
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
その下に液体を
注入する方法を開発しました
注入する方法を開発しました
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
その液体は注入後30秒内で
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
固形のゲルになり
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
骨から骨膜を持ち上げる事ができ
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
人工の空洞が
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
骨と幹細胞豊かな骨膜の間にできます
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
骨と幹細胞豊かな骨膜の間にできます
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
微小な切り口から入るので
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
生体の他の細胞は入れません
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
人工的に作られた空洞
バイオリアクター・スペースが
バイオリアクター・スペースが
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
幹細胞の増殖に繋がり
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
多くの新しい組織を作り
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
時が経つと組織を採取し
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
人体の他の場所に移植できます
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
これがそのプロセスで見られる
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
組織構造のスライドです
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
我々が見ているのは
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
非常に大量の骨です
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
この写真では足の中の中央部—
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
骨髄が右端に見え
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
次に本来の骨があり
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
その骨が終わった所の
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
丁度左に新生骨が
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
バイオリアクター・スペース内で
再生しています
再生しています
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
もっと大きくもできます
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
本来の骨と新生骨との
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
境界部分は
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
ほんの少しだけですが弱い所で
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
ここが外科医の出番です
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
新生骨を採取し
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
骨膜が再生します
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
初めっから手術など
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
しなかったような状態の
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
足が戻ってきます
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
それで術後の痛みは
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
腸骨採集後と比べれば
とても軽いのです
とても軽いのです
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
骨再生量は
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
ゲルの注入量次第なので
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
必要に応じて調節できます
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
我々が これを公表した時
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
メディアの注目を浴びました
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
新しい骨再生の
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
実にいい方法だからです
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
これを使いたいと言う
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
様々な人々から問い合わせが来ました
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
実のところ
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
全くおかしなものもありました
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
思ってもなかったような
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
とっても面白いもの
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
と言ったらいいでしょう
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
その１つは
米国のフットボール選手からで
米国のフットボール選手からで
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
自分たちの頭蓋骨の厚みを
２倍にしたいというものでした
２倍にしたいというものでした
09:25
made on their head.
229
553866
4281
自分たちの頭蓋骨の厚みを
２倍にしたいというものでした
２倍にしたいというものでした
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
こんな問い合わせは
本当にあるのです
本当にあるのです
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
フランスで育った
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
イギリス人の私は
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
ちょっと辛口な傾向があり
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
彼らにこう説明しました
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
「あなた達の様な特殊ケースでは
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
たぶんその中にはあまり
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
守るものなんて ないんじゃないの」って
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
（笑）
09:49
(Applause)
239
577481
1253
（拍手）
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
これが我々のアプローチでした
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
単純な材料ですが
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
入念に計画しました
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
生体や胎芽の幹細胞が
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
成長すると
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
ある異なる組織の
軟骨になるのが分かっているので
軟骨になるのが分かっているので
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
少し化学的性質の違うゲルを開発し
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
少し化学的性質の違うゲルを開発し
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
それを注入し軟骨を100%
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
再生できました
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
これはあらかじめ計画されると
とてもうまく行くやり方で
とてもうまく行くやり方で
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
これはあらかじめ計画されると
とてもうまく行くやり方で
とてもうまく行くやり方で
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
前もって計画しなければ
ならないものです
ならないものです
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
他の手術では
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
他の担体を基礎とした
アプローチが確かに必要です
アプローチが確かに必要です
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
他の担体を基礎とした
アプローチが確かに必要です
アプローチが確かに必要です
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
他の担体を開発する時は
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
他の担体を開発する時は
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
様々な分野からの
専門家チームが必要です
専門家チームが必要です
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
我々のチームには化学者
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
細胞生物学者 外科医
そして物理学者さえもが加わり
そして物理学者さえもが加わり
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
皆で一体となり
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
材料の開発に懸命に
取り組んでいます
取り組んでいます
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
特定の細胞機能をさせるよう
また実用化に向け複雑にならないよう
また実用化に向け複雑にならないよう
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
特定の細胞機能をさせるよう
また実用化に向け複雑にならないよう
また実用化に向け複雑にならないよう
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
材料には 十分な情報を
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
備えて欲しいのです
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
我々の仕事の１つは
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
生体組織構造の理解を
深める事です
深める事です
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
生体組織構造の理解を
深める事です
深める事です
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
骨について考えると
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
私が関心を持つ組織ですが—
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
ズームインしてみると
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
皆さんが骨組織の事は
よく知らなくても
よく知らなくても
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
本当に素晴らしく
組織化されていると分かります
組織化されていると分かります
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
そこには血管が張り巡っています
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
更にズームインすると
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
ナノスケール繊維の
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
３D基質が細胞を囲み
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
細胞に多くの情報を与えています
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
更にズームインすると
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
骨の場合
細胞周辺の基質は美しく
細胞周辺の基質は美しく
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
ナノスケールで纏まり
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
混成された
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
有機・無機質のハイブリッドです
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
ここで全く新しい分野
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
ハイブリッド的な構造を持った
材料の開発分野に移り
材料の開発分野に移り
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
ハイブリッド的な構造を持った
材料の開発分野に移り
材料の開発分野に移り
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
その例を２つだけお見せします
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
ハイブリッド的構造を持った
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
調整可能な材料を作りました
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
ここにブヨブヨした物が見えますが
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
これもハイブリッド的材料で
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
驚く程強く
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
壊れ易くありません
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
無機質の材料は通常とても脆く
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
このような丈夫さや強さはありません
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
このような丈夫さや強さはありません
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
もう１つだけちょっと
触れておきたい事は
触れておきたい事は
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
我々が作る担体の多くは
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
そこに血管が通り
育つように多孔質です
育つように多孔質です
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
穴のサイズは
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
細胞より大きく
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
３Dではありますが
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
細胞には少しカーブした表面のように
見えるかもしれませんね
見えるかもしれませんね
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
少々不自然です
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
ですから 考えないといけないのは
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
担体を少し違う次元で
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
３Dで細胞を包み
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
もう少し情報を
細胞に与えるように作る事です
細胞に与えるように作る事です
12:29
And there's a lot of work going
on in both of these areas.
on in both of these areas.
310
737890
3567
これらの領域では
色々な研究がなされています
色々な研究がなされています
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
最後に少しだけ
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
これを心血管疾患に応用する事
についてお話します
についてお話します
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
実に大きな臨床上の問題だからです
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
分かっている事の１つは
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
残念ながら 心臓発作を起こしたら
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
組織は活動停止し始めるため
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
見通しは 時と共に
悪くなって行くかもしれません
悪くなって行くかもしれません
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
我々が 組織の壊死を
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
阻止するか 再生を促すか
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
どちらか出来るなら
どんなにか素晴らしいことでしょう
どんなにか素晴らしいことでしょう
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
今 世界中で行われている
幹細胞を使った臨床試験では
幹細胞を使った臨床試験では
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
あるゆるタイプの
細胞を使っていますが
細胞を使っていますが
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
表面化してきた共通の課題は
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
細胞は心臓に移植されると
死んでしまう事が多い
死んでしまう事が多い
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
ということです
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
細胞を心臓か
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
血液システムに
入れる事はできますが
入れる事はできますが
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
どちらにしろ
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
十分な数の細胞を
正しい場所に入れ
正しい場所に入れ
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
十分な数の細胞を
正しい場所に入れ
正しい場所に入れ
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
細胞再生ができないようなのです
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
細胞再生ができないようなのです
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
思わしい臨床結果が得られる
細胞再生ができないようなのです
細胞再生ができないようなのです
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
我々とこの分野の人々は
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
我々とこの分野の人々は
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
その問題を解決する為の材料を
開発する事を考えています
開発する事を考えています
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
しかし１つ違いがあります
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
その為には我々は
化学的技術的な向上
化学的技術的な向上
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
参考となるトポグラフィー画像
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
適切な細胞を囲む方法がまだ必要です
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
細胞はまた
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
伝導体のような働きを
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
するようになるでしょう
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
なぜなら細胞そのものは よく反応し
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
お互い同士でシグナルを
伝え合うからです
伝え合うからです
14:08
You can see them now
346
836485
1516
今でも このように
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
材料の中で細胞は
同調し合い脈打っています
同調し合い脈打っています
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
とても興奮させられる事が
14:15
that's going on.
349
843255
2114
起きています
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
最後に
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
この分野で働く我々に取って
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
とても夢のある科学分野であり
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
とても夢のある科学分野であり
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
大なり小なり患者にインパクトを
与える可能性のあるこの分野で
与える可能性のあるこの分野で
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
大なり小なり患者にインパクトを
与える可能性のあるこの分野で
与える可能性のあるこの分野で
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
働けるという事を
本当に光栄に思います
本当に光栄に思います
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
働けるという事を
本当に光栄に思います
本当に光栄に思います
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
その為にも
皆様にも感謝を述べたいと思います
皆様にも感謝を述べたいと思います
14:39
Thank you.
359
867853
1317
ありがとうございます
14:41
(Applause)
360
869170
4924
（拍手）
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