ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.

Why you should listen

Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.

In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.

More profile about the speaker
Anthony Atala | Speaker | TED.com
TEDMED 2009

Anthony Atala: Growing new organs

アンソニー・アタラ:臓器の培養

Filmed:
1,913,459 views

アンソニー・アタラの最先端技術を駆使した研究所では筋肉、血管、膀胱を始め様々な人間の臓器が培養されています。TEDMEDでアタラ医師は生体工学の研究者たちと取り組んでいる様子を紹介します。摂氏37度に予熱されるオーブンのようなバイオリアクタ―や人間の組織をプリントする機械など、どれもSF小説の中から飛び出して来たような発明ばかりです。
- Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio

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This is actually実際に a paintingペインティング
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3000
これはハーバード大学医学部の
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that hangsハングする at the Countwayカウントウェイ Libraryとしょうかん at Harvardハーバード Medical医療 School学校.
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3000
3000
図書館に飾ってある絵画です
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And it showsショー the first time an organ器官 was ever transplanted移植された.
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6000
4000
初めての臓器移植の様子が描かれています
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In the frontフロント, you see, actually実際に, Joeジョー Murrayマレー
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ジョー・ミュレーの様子が伺えます
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getting取得 the patient患者 ready準備完了 for the transplant移植,
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13000
2000
そして 後ろの部屋には
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while in the back roomルーム you see Hartwellハートウェル Harrisonハリソン,
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15000
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ハーバードの泌尿器科科長である
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the Chiefチーフ of Urology泌尿器科 at Harvardハーバード,
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ハートウェル・ハリソンが腎臓を
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actually実際に harvesting収穫 the kidney腎臓.
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摘出している様子が描かれています
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The kidney腎臓 was indeed確かに the first organ器官
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実に腎臓こそが人間に移植された
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ever to be transplanted移植された to the human人間.
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最初の臓器なのです
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That was back in 1954,
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それは1954年のことでした
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55 years ago.
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55年も前の話です
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Yetまだ we're still dealing対処する with a lot of the same同じ challenges挑戦
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我々は何十年も経った今も
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as manyたくさんの decades数十年 ago.
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同じ難題に挑戦しています
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Certainly確かに manyたくさんの advances進歩, manyたくさんの lives人生 saved保存された.
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もちろん たくさんの医学的進歩があり たくさんの命が救われました
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But we have a majorメジャー shortage不足 of organs器官.
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39000
4000
しかし 私たちは重大な臓器の不足に直面しています
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In the last decade10年 the number of patients患者
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臓器移植の順番を待つ患者は
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waiting待っている for a transplant移植 has doubled倍増.
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3000
ここ十年で2倍に増えています
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While, at the same同じ time, the actual実際の number of transplants移植
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2000
その一方で臓器移植の
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has remained残った almostほぼ entirely完全に flat平らな.
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3000
手術数はほとんど増えていません
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That really has to do with our agingエージング population人口.
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2000
これは高齢化が関っているためで
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We're just getting取得 olderより古い.
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寿命が延びているからです
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Medicine医学 is doing a better jobジョブ
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医学の進歩によって
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of keeping維持 us alive生きている.
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2000
私たちは長生きできているのです
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But as we age年齢, our organs器官 tend傾向がある to fail失敗します more.
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63000
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しかし 私たちが年を重ねるとともに 私たちの臓器は衰えてゆくのです
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So, that's a challengeチャレンジ,
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2000
これは私たちに課せられた難題です
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not just for organs器官 but alsoまた、 for tissues組織.
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68000
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臓器だけではなく組織も衰えて行きます
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Trying試してみる to replace置き換える pancreas膵臓,
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70000
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膵臓の移植や
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trying試す to replace置き換える nerves神経 that can help us with Parkinson'sパーキンソン病.
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73000
5000
パーキンソン病を和らげるための神経の移植に挑戦しています
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These are majorメジャー issues問題.
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これらには重大な問題が伴います
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This is actually実際に a very stunning見事な statistic統計.
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80000
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驚くべき統計データがあるのですが
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Everyすべて 30 seconds
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30秒に1人の割合で
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a patient患者 dies死ぬ from diseases病気
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体の一部を再生させたり
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that could be treated治療された with tissue組織 regeneration再生 or replacement置換.
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89000
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移植をすれば助かる患者が亡くなっているのです
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So, what can we do about it?
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93000
3000
では私たちに何ができるのでしょうか?
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We've私たちは talked話した about stem cells細胞 tonight今晩.
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2000
今晩は幹細胞についてお話しています
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That's a way to do it.
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98000
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それこそ私たちが取るべき手段なのです
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But still ways方法 to go to get stem cells細胞 into patients患者,
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100000
5000
しかし 幹細胞治療を臨床応用するには
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in terms条項 of actual実際の therapiesセラピー for organs器官.
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105000
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長い道のりがあります
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Wouldn'tしないだろう it be great if our bodies could regenerate再生する?
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108000
3000
私たちの体を再生させられたら素晴らしいと思いませんか?
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Wouldn'tしないだろう it be great if we could actually実際に harnessハーネス the powerパワー
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111000
3000
もし 私たち自身の体の力を活用して
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of our bodies, to actually実際に heal癒し ourselves自分自身?
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114000
5000
回復させることが実際にできたら素晴らしいと思いませんか?
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It's not really that foreign外国人 of a concept概念, actually実際に;
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119000
3000
これは日常からかけ離れた概念なのではなく
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it happens起こる on the Earth地球 everyすべて day.
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122000
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実は地球上で日々起こっていることなのです
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This is actually実際に a picture画像 of a salamanderサラマンダー.
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126000
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これはサンショウウオの写真です
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Salamandersサラマンダー have this amazing素晴らしい capacity容量 to regenerate再生する.
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129000
4000
サンショウウオはこのように驚くべき再生能力を持っています
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You see here a little videoビデオ.
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133000
2000
ビデオでご覧になっているのは
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This is actually実際に a limb手足 injury損傷 in this salamanderサラマンダー.
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135000
4000
損傷したサンショウウオの足です
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And this is actually実際に realリアル photography写真,
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実際に サンショウウオの足が
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timed時間を計られた photography写真, showing表示 how that limb手足 regenerates再生する
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数日のうちに再生する様子を
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in a period期間 of days日々.
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時間を追って撮影した写真です
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You see the scar傷跡 form.
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146000
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瘢痕ができているのが見えますね
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And that scar傷跡 actually実際に grows成長する out
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瘢痕の部分から
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a new新しい limb手足.
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新たな足が伸びてきます
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So, salamandersサラマンダー can do it.
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153000
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サンショウウオにはこのような事が出来るのです
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Why can't we? Why can't humans人間 regenerate再生する?
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なぜ人間は再生機能がないのかと思うでしょうが
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Actually実際に, we can regenerate再生する.
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4000
我々も再生する力をもっています
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Your body has manyたくさんの organs器官
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4000
皆さんの体にはたくさん臓器があり
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and everyすべて singleシングル organ器官 in your body
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それぞれの臓器には
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has a cell細胞 population人口
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2000
傷ついたときに働きだす
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that's ready準備完了 to take over at the time of injury損傷. It happens起こる everyすべて day.
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170000
5000
細胞群が備わっており 休みなく働いています
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As you age年齢, as you get olderより古い.
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皆さんが年をとるにつれて
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Your bones骨格 regenerate再生する everyすべて 10 years.
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3000
皆さんの骨は10年ごとに再生されています
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Your skin regenerates再生する everyすべて two weeks.
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181000
3000
皆さんの皮膚も2週間ごとに再生されています
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So, your body is constantly常に regenerating再生する.
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2000
皆さんの体は常に再生され続けているのです
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The challengeチャレンジ occurs発生する when there is an injury損傷.
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体が傷ついたとき その再生の挑戦が始まるのです
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At the time of injury損傷 or disease疾患,
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怪我をしたり 病気になると
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the body's身体 first reaction反応
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3000
まず体は傷や病気が
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is to sealシール itself自体 off from the rest残り of the body.
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3000
ほかの部分に広がらないように封じ込めようとします
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It basically基本的に wants to fight戦い off infection感染,
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2000
体の他の部分へ感染が広がらないよう
03:34
and sealシール itself自体, whetherかどうか it's organs器官 inside内部 your body,
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199000
4000
封じ込めようとします それは臓器であれ皮膚であれ
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or your skin, the first reaction反応
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203000
3000
最初の反応は外部と遮断するために
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is for scar傷跡 tissue組織 to move動く in,
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2000
瘢痕組織がつくられます
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to sealシール itself自体 off from the outside外側.
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ではこの傷を封じ込めようとする力を
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So, how can we harnessハーネス that powerパワー?
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2000
利用する方法はあるのでしょうか?
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One of the ways方法 that we do that
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現に 高性能な生体材料を用いて
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is actually実際に by usingを使用して smartスマート biomaterials生体材料.
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5000
実用化されているのがその一つです
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How does this work? Well, on the left side here
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221000
3000
どのように役立つのか見てみましょう
03:59
you see a urethra尿道 whichどの was injured負傷した.
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224000
2000
左の写真は損傷した尿道です
04:01
This is the channelチャネル that connects接続する the bladder膀胱 to the outside外側 of the body.
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4000
これが膀胱から体の外につながる管です
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And you see that it is injured負傷した.
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230000
2000
このように傷ついています
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We basically基本的に found見つけた out that you can use these smartスマート biomaterials生体材料
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まず その高性能な生体材料を
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that you can actually実際に use as a bridgeブリッジ.
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236000
3000
橋(ブリッジ)のように利用できることを発見しました
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If you buildビルドする that bridgeブリッジ, and you close閉じる off
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3000
ブリッジをつくり 外部の環境から封じ込めることができれば
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from the outside外側 environment環境,
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2000
体内で再生させた細胞に
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then you can create作成する that bridgeブリッジ, and cells細胞
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244000
3000
ブリッジを渡らせて
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that regenerate再生する in your body,
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2000
尿道をたどらせることが
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can then crossクロス that bridgeブリッジ, and take that pathパス.
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249000
4000
できるのです
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That's exactly正確に what you see here.
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2000
これがその様子です
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It's actually実際に a smartスマート biomaterial生体材料
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255000
2000
これが 私たちが実際にこの患者の治療に用いた
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that we used, to actually実際に treat治療する this patient患者.
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257000
2000
高性能の生体材料です
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This was an injured負傷した urethra尿道 on the left side.
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259000
3000
左に見えるのは損傷した尿道です
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We used that biomaterial生体材料 in the middle中間.
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262000
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中央に示している生体材料を用いました
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And then, six6 months数ヶ月 later後で on the right-hand右手 side
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264000
3000
そして 6ヶ月後・・・右に見えるのが
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you see this reengineeredリエンジニアリングされた urethra尿道.
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267000
2000
再生された尿道です
04:44
Turnsターン out your body can regenerate再生する,
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2000
短い間隔に限ってだけですが
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but only for small小さい distances距離.
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3000
私たちの体は再生できるのです
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The maximum最大 efficient効率的な distance距離 for regeneration再生
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274000
3000
1cmまでしか
04:52
is only about one centimeterセンチメートル.
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277000
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再生できないと言われています
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So, we can use these smartスマート biomaterials生体材料
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279000
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高性能生体材料でも
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but only for about one centimeterセンチメートル
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282000
3000
1cmまでしか
05:00
to bridgeブリッジ those gaps隙間.
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285000
2000
カバーできないのです
05:02
So, we do regenerate再生する, but for limited限られた distances距離.
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287000
3000
私たちは短い間隔であれば再生することができるのです
05:05
What do we do now,
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290000
2000
より大きな臓器が損傷した場合
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if you have injury損傷 for larger大きい organs器官?
104
292000
3000
どうすれば良いのでしょうか
05:10
What do we do when we have injuries負傷
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295000
2000
組織の損傷が
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for structures構造 whichどの are much larger大きい
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2000
1cm以上の場合
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than one centimeterセンチメートル?
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2000
どうすれば良いのでしょうか?
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Then we can start開始 to use cells細胞.
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3000
このような時には細胞の出番です
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The strategy戦略 here, is if a patient患者 comes来る in to us
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304000
3000
ここで取る戦略は次のようなものです
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with a diseased病気の or injured負傷した organ器官,
110
307000
2000
患者が臓器に問題を抱えて来院します
05:24
you can take a very small小さい pieceピース of tissue組織 from that organ器官,
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309000
3000
その患者の臓器から一部を採取します
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lessもっと少なく than halfハーフ the sizeサイズ of a postage送料 stamp切手,
112
312000
3000
切手の半分以下の大きさです
05:30
you can then teaseからかう that tissue組織 apart離れて,
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315000
3000
そして組織を細かく切って
05:33
and look at its basic基本的な componentsコンポーネント,
114
318000
2000
基本的な成分を観察し
05:35
the patient's患者の own自分の cells細胞,
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320000
2000
患者の細胞を
05:37
you take those cells細胞 out,
116
322000
2000
取り出して
05:39
grow成長する and expand拡大する those cells細胞 outside外側 the body in large quantities,
117
324000
4000
患者の体外で培養させます
05:43
and then we then use scaffold足場 materials材料.
118
328000
3000
そしてここで 臓器の骨組みとなる物質を用いるのです
05:46
To the naked eye they look like a pieceピース of your blouseブラウス,
119
331000
3000
裸眼では洋服の切れ端のように見えますが
05:49
or your shirtシャツ, but actually実際に
120
334000
2000
実はこの物質は
05:51
these materials材料 are fairlyかなり complex複合体
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336000
3000
きわめて複雑で
05:54
and they are designed設計 to degrade劣化する once一度 inside内部 the body.
122
339000
3000
体内に入ると分解されてしまいます
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It disintegrates崩壊する a few少数 months数ヶ月 later後で.
123
342000
2000
数カ月後には分解されてしまいます
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It's acting演技 only as a cell細胞 delivery配達 vehicle車両.
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344000
3000
つまり 細胞を適切な場所に行き渡らせるためのみ働くのです
06:02
It's bringing持参 the cells細胞 into the body. It's allowing許す
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347000
2000
体内に細胞を運んで
06:04
the cells細胞 to regenerate再生する new新しい tissue組織,
126
349000
2000
新しい組織を再生できるようにします
06:06
and once一度 the tissue組織 is regenerated再生された the scaffold足場 goes行く away.
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351000
4000
そして組織が再生されると骨組みは消えてしまいます
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And that's what we did for this pieceピース of muscle.
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355000
3000
筋肉に施した方法をお見せします
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This is actually実際に showing表示 a pieceピース of muscle and how we go throughを通して
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358000
2000
これは筋組織の一部と
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the structures構造 to actually実際に engineerエンジニア the muscle.
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360000
3000
その構造のつくり方を示しています
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We take the cells細胞, we expand拡大する them,
131
363000
2000
細胞を取り出し増やした後に
06:20
we place場所 the cells細胞 on the scaffold足場,
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365000
2000
細胞を骨組みに乗せ
06:22
and we then place場所 the scaffold足場 back into the patient患者.
133
367000
3000
その骨組みを患者の体に戻します
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But actually実際に, before placing配置 the scaffold足場 into the patient患者,
134
370000
3000
しかし その骨組みを患者の体に戻す前に
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we actually実際に exercise運動 it.
135
373000
3000
できたての筋肉に運動をさせるのです
06:31
We want to make sure that we condition調子
136
376000
2000
筋組織が患者の体内で
06:33
this muscle, so that it knows知っている what to do
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378000
2000
本来の動きができるように
06:35
once一度 we put it into the patient患者.
138
380000
2000
運動させておくのです
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That's what you're seeing見る here. You're seeing見る
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382000
2000
その運動がこれです
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this muscle bio-reactorバイオリアクター
140
384000
2000
筋肉バイオリアクターが
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actually実際に exercising運動する the muscle back and forth前進.
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386000
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筋肉を前後に運動させている様子をご覧いただいています
06:45
Okay. These are flat平らな structures構造 that we see here,
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390000
4000
この平らな組織が
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the muscle.
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394000
2000
筋肉です
06:51
What about other structures構造?
144
396000
2000
それでは他の組織ではどうでしょうか?
06:53
This is actually実際に an engineered設計された blood血液 vessel容器.
145
398000
3000
これは再生医療によってつくられた人工血管です
06:56
Very similar類似 to what we just did, but a little bitビット more complex複合体.
146
401000
3000
尿道をつくる工程と似ていますが もう少し複雑です
06:59
Here we take a scaffold足場,
147
404000
2000
まず骨組みを準備します
07:01
and we basically基本的に -- scaffold足場 can be like a pieceピース of paper here.
148
406000
4000
骨組みはまるで一枚の紙のようです
07:05
And we can then tubularize管状化する this scaffold足場.
149
410000
2000
それを筒状にして
07:07
And what we do is we, to make a blood血液 vessel容器, same同じ strategy戦略.
150
412000
4000
血管も同じ方法でつくります
07:11
A blood血液 vessel容器 is made up of two different異なる cell細胞 typesタイプ.
151
416000
4000
血管は2種類の細胞で構成されています
07:15
We take muscle cells細胞, we pasteペースト,
152
420000
3000
筋肉の細胞を取り出し
07:18
or coatコート the outside外側 with these muscle cells細胞,
153
423000
2000
年輪のように重なるケーキを焼くように
07:20
very much like bakingベーキング a layer cakeケーキ, if you will.
154
425000
3000
筒の外側に筋細胞を
07:23
You place場所 the muscle cells細胞 on the outside外側.
155
428000
3000
貼りつけていきます
07:26
You place場所 the vascular血管 blood血液 vessel容器 lining裏地 cells細胞 on the inside内部.
156
431000
5000
内側には血管内皮細胞を配置します
07:31
You now have your fully完全に seeded種まき scaffold足場.
157
436000
2000
細胞が植え付けられた骨組みを
07:33
You're going to place場所 this in an oven-likeオーブンのような deviceデバイス.
158
438000
3000
オーブンのような装置に入れます
07:36
It has the same同じ conditions条件 as a human人間 body,
159
441000
2000
人間の体内環境と同じで
07:38
37 degrees centigrade摂氏,
160
443000
2000
摂氏37度
07:40
95 percentパーセント oxygen酸素.
161
445000
2000
酸素95%にしてあります
07:42
You then exercise運動 it, as what you saw on that tapeテープ.
162
447000
4000
先ほどのビデオのように 血管を動かします
07:46
And on the right you actually実際に see a carotid頚動脈 artery動脈 that was engineered設計された.
163
451000
3000
右にみえるのは人工頸動脈です
07:49
This is actually実際に the artery動脈 that goes行く from your neckネック to your brain.
164
454000
3000
頸動脈は首から脳につながる動脈です
07:52
And this is an X-rayX線 showing表示 you
165
457000
3000
このレントゲン写真では
07:55
the patent特許, functional機能的 blood血液 vessel容器.
166
460000
3000
きちんと機能している血管が見えます
07:58
More complex複合体 structures構造
167
463000
2000
血管や尿道などは
08:00
suchそのような as blood血液 vessels船舶, urethras尿道, whichどの I showed示した you,
168
465000
3000
もっと複雑な組織です
08:03
they're definitely絶対に more complex複合体
169
468000
2000
なぜなら2種の異なる細胞を
08:05
because you're introducing導入 two different異なる cell細胞 typesタイプ.
170
470000
2000
導入することになるからです
08:07
But they are really acting演技 mostly主に as conduits導管.
171
472000
2000
しかし 実際にこれらは導管としての役割を果たしています
08:09
You're allowing許す fluid流体 or air空気 to go throughを通して
172
474000
2000
液体か空気が
08:11
at steady安定した states.
173
476000
2000
一定の状態で流れるようになっているのです
08:13
They are not nearlyほぼ as complex複合体 as hollow中空 organs器官.
174
478000
2000
管状の組織は
08:15
Hollow中空 organs器官 have a much higher高い degree of complexity複雑,
175
480000
3000
空洞の臓器ほど複雑ではありません
08:18
because you're asking尋ねる these organs器官 to act行為 on demandデマンド.
176
483000
3000
空洞の臓器は状況に応じて機能するからです
08:21
So, the bladder膀胱 is one suchそのような organ器官.
177
486000
3000
膀胱もそのような臓器のひとつです
08:24
Same同じ strategy戦略, we take a very small小さい pieceピース of the bladder膀胱,
178
489000
3000
同様に膀胱から切手の半分以下の
08:27
lessもっと少なく than halfハーフ the sizeサイズ of a postage送料 stamp切手.
179
492000
2000
大きさを切り取り
08:29
We then teaseからかう the tissue組織 apart離れて
180
494000
2000
その組織を分けて
08:31
into its two individual個人 cell細胞 componentsコンポーネント,
181
496000
2000
筋肉と膀胱に特化した
08:33
muscle, and these bladder膀胱 specialized特化した cells細胞.
182
498000
3000
二つの細胞成分に分類します
08:36
We grow成長する the cells細胞 outside外側 the body in large quantities.
183
501000
3000
体外で細胞を大量に増やします
08:39
It takes about four4つの weeks to grow成長する these cells細胞 from the organ器官.
184
504000
3000
臓器から取り出した細胞は約4週間で培養できます
08:42
We then take a scaffold足場 that we shape形状 like a bladder膀胱.
185
507000
3000
そして骨組みを膀胱のような形に整えます
08:45
We coatコート the inside内部 with these bladder膀胱 lining裏地 cells細胞.
186
510000
4000
膀胱の内面を内側用の細胞で覆います
08:49
We coatコート the outside外側 with these muscle cells細胞.
187
514000
3000
そして外側を筋肉の細胞で覆います
08:52
We place場所 it back into this oven-likeオーブンのような deviceデバイス.
188
517000
3000
そしてオーブンのような装置へ戻します
08:55
From the time you take that pieceピース of tissue組織, six6 to eight8 weeks later後で
189
520000
3000
組織の一部を採取してから6~8週間後に
08:58
you can put the organ器官 right back into the patient患者.
190
523000
3000
臓器を患者の体に戻す事ができます
09:01
This actually実際に showsショー the scaffold足場.
191
526000
3000
これは実際に骨組みを表したものです
09:04
The material材料 is actually実際に beingであること coatedコーティングされた with the cells細胞.
192
529000
4000
この物質は細胞で覆ってあります
09:08
When we did the first clinical臨床的 trial試行 for these patients患者
193
533000
3000
臨床実験を最初に行った時は
09:11
we actually実際に created作成した the scaffold足場 specifically具体的に for each patient患者.
194
536000
3000
各患者に合わせた骨組みを作りました
09:14
We brought持ってきた patients患者 in,
195
539000
2000
手術の6~8週間前に
09:16
six6 to eight8 weeks prior前の to their彼らの scheduledスケジュールされた surgery手術, did X-raysX線,
196
541000
3000
患者に来てもらい レントゲン撮影の後
09:19
and we then composed構成された a scaffold足場 specifically具体的に for that patient's患者の sizeサイズ
197
544000
3000
患者の骨盤腔の大きさにあった
09:22
pelvic骨盤 cavity空洞.
198
547000
2000
骨組みを特別につくりました
09:24
For the second二番 phase段階 of the trials試行
199
549000
2000
そして臨床試験の第2期には
09:26
we just had different異なる sizesサイズ, small小さい, medium, large and extra-large特大.
200
551000
3000
小 中 大 特大サイズで骨組みをつくりました
09:29
(Laughter笑い)
201
554000
3000
(聴衆より笑い)
09:32
It's true真実.
202
557000
2000
本当です
09:34
And I'm sure everyoneみんな here wanted an extra-large特大. Right?
203
559000
3000
皆さんは特大がいいんでしょう?
09:37
(Laughter笑い)
204
562000
2000
(聴衆より笑い)
09:39
So, bladdersブラダー are definitely絶対に a little bitビット more complex複合体
205
564000
3000
膀胱は明らかに他の組織よりも
09:42
than the other structures構造.
206
567000
2000
少々複雑なのです
09:44
But there are other hollow中空 organs器官 that have added追加された complexity複雑 to it.
207
569000
3000
さらに複雑な空洞の臓器もあります
09:47
This is actually実際に a heartハート valveバルブ, whichどの we engineered設計された.
208
572000
3000
これは私たちが再生医療でつくった人工心臓弁です
09:50
And the way you engineerエンジニア this heartハート valveバルブ is the same同じ strategy戦略.
209
575000
3000
心臓弁の作り方は同様の方法です
09:53
We take the scaffold足場, we seedシード it with cells細胞,
210
578000
2000
骨組みに細胞をのせます
09:55
and you can now see here, the valveバルブ leaflets小冊子 opening開ける and closing閉鎖.
211
580000
4000
ご覧のとおり 弁が開いたり閉じたりしています
09:59
We exercise運動 these prior前の to implantation移植.
212
584000
3000
同じ方法を用いて移植の前に
10:02
Same同じ strategy戦略.
213
587000
2000
これらの臓器に運動をさせます
10:04
And then the most最も complex複合体 are the solid固体 organs器官.
214
589000
2000
そして最も複雑なのは固形臓器です
10:06
For solid固体 organs器官, they're more complex複合体
215
591000
2000
固形臓器がより複雑なのは
10:08
because you're usingを使用して a lot more cells細胞 per〜ごと centimeterセンチメートル.
216
593000
4000
1cmあたりに必要な細胞が数段に多いからです
10:12
This is actually実際に a simple単純 solid固体 organ器官 like the ear.
217
597000
2000
例えば 耳です
10:14
It's now beingであること seeded種まき with cartilage軟骨.
218
599000
2000
軟骨細胞をのせているところです
10:16
That's the oven-likeオーブンのような deviceデバイス;
219
601000
3000
細胞で覆った後は オーブンのような装置に
10:19
once一度 it's coatedコーティングされた it gets取得 placed置いた there.
220
604000
2000
入れます
10:21
And then a few少数 weeks later後で we can take out the cartilage軟骨 scaffold足場.
221
606000
5000
そして数週間後 軟骨の骨組みを取り外す事ができます
10:26
This is actually実際に digits数字 that we're engineeringエンジニアリング.
222
611000
2000
指をつくっているところです
10:28
These are beingであること layered層状, one layer at a time,
223
613000
3000
これは一層 一層 積み重ねられています
10:31
first the bone, we fill埋める in the gaps隙間 with cartilage軟骨.
224
616000
3000
最初に骨 そして隙間を軟骨でふさぎ
10:34
We then start開始 adding追加する the muscle on top.
225
619000
2000
筋肉を上にのせて
10:36
And you start開始 layeringレイヤリング these solid固体 structures構造.
226
621000
2000
固形組織の層を積み重ねます
10:38
Again, fairlyかなり more complex複合体 organs器官,
227
623000
3000
繰り返しますが かなり複雑な臓器です
10:41
but by far遠い, the most最も complex複合体 solid固体 organs器官
228
626000
3000
しかし 他とは比べ物にならない複雑な固形臓器は
10:44
are actually実際に the vascularized血管新生した, highly高く vascularized血管新生した,
229
629000
4000
血管が多い臓器です
10:48
a lot of blood血液 vessel容器 supply供給,
230
633000
2000
血管が多いのは
10:50
organs器官 suchそのような as the heartハート,
231
635000
3000
心臓 肝臓 そして腎臓などの
10:53
the liver, the kidneys腎臓.
232
638000
3000
臓器です
10:56
This is actually実際に an example -- severalいくつかの strategies戦略
233
641000
2000
固形臓器をつくる方法はいくつかありますが
10:58
to engineerエンジニア solid固体 organs器官.
234
643000
2000
これはその一例です
11:00
This is actually実際に one of the strategies戦略. We use a printerプリンタ.
235
645000
2000
私たちはプリンターを使います
11:02
And instead代わりに of usingを使用して inkインク, we use -- you just saw an inkjetインクジェット cartridgeカートリッジ --
236
647000
4000
インクを使うのではなく
11:06
we just use cells細胞.
237
651000
2000
細胞を使います
11:08
This is actually実際に your typical典型的な desktopデスクトップ printerプリンタ.
238
653000
2000
これは普通のプリンターです
11:10
It's actually実際に printing印刷 this two chamberチャンバー heartハート,
239
655000
3000
これは実は心臓の二つの小室を
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
一層ずつプリントしているのです
11:15
You see the heartハート coming到来 out there. It takes about 40 minutes to print印刷する,
241
660000
4000
ご覧になっているのは心臓で 約40分で印刷が終了し
11:19
and about four4つの to six6 hours時間 later後で
242
664000
2000
4時間から6時間後には
11:21
you see the muscle cells細胞 contract契約する.
243
666000
3000
筋肉が収縮し始めます
11:24
(Applause拍手)
244
669000
6000
(拍手)
11:30
This technology技術 was developed発展した by Taoタオ Juジュ, who worked働いた at our institute研究所.
245
675000
4000
私達の研究所にいたタオ・ジュ氏が開発した技術です
11:34
And this is actually実際に still, of courseコース, experimental実験的,
246
679000
2000
この技術は 試験的なもので
11:36
not for use in patients患者.
247
681000
3000
まだ患者に使用できる段階ではありません
11:39
Anotherもう一つ strategy戦略 that we have followed続く
248
684000
2000
また 脱細胞化した臓器も
11:41
is actually実際に to use decellularized脱細胞化された organs器官.
249
686000
2000
使用しました
11:43
We actually実際に take donorドナー organs器官,
250
688000
3000
ドナー提供された臓器を用いて
11:46
organs器官 that are discarded廃棄された,
251
691000
2000
刺激の少ない洗浄剤で
11:48
and we then can use very mildマイルド detergents洗剤
252
693000
2000
すべての細胞成分を
11:50
to take all the cell細胞 elements要素 out of these organs器官.
253
695000
3000
これらの臓器から取り出します
11:53
So, for example on the left panelパネル,
254
698000
2000
左手のパネルと
11:55
top panelパネル, you see a liver.
255
700000
2000
上のパネルは肝臓です
11:57
We actually実際に take the donorドナー liver,
256
702000
2000
ドナー提供された肝臓を
11:59
we use very mildマイルド detergents洗剤,
257
704000
2000
洗浄します
12:01
and we, by usingを使用して these mildマイルド detergents洗剤, we take all the cells細胞
258
706000
4000
刺激の少ない洗浄剤で すべての細胞を
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
肝臓から取り出すのです
12:07
Two weeks later後で, we basically基本的に can liftリフト this organ器官 up,
260
712000
3000
2週間後にはこの臓器を持ち上げる事ができます
12:10
it feels感じる like a liver,
261
715000
2000
見た目も感触も
12:12
we can holdホールド it like a liver,
262
717000
2000
本物の肝臓のようですが
12:14
it looks外見 like a liver, but it has no cells細胞.
263
719000
3000
細胞はありません
12:17
All we are left with
264
722000
2000
肝臓を取り除くと
12:19
is the skeletonスケルトン, if you will, of the liver,
265
724000
3000
コラーゲン製の骨組みが残ります
12:22
all made up of collagenコラーゲン,
266
727000
2000
コラーゲンは拒絶反応を
12:24
a material材料 that's in our bodies, that will not reject拒絶する.
267
729000
2000
起こすことがありません
12:26
We can use it from one patient患者 to the next.
268
731000
2000
これは何人もの患者に使用できます
12:28
We then take this vascular血管 structure構造
269
733000
2000
そしてこの血管組織を取り出し
12:30
and we can prove証明する that we retain保持する the blood血液 vessel容器 supply供給.
270
735000
4000
血管の供給の維持を証明できます
12:34
You can see, actually実際に that's a fluoroscopy蛍光透視法.
271
739000
2000
これはフローラスコピーです
12:36
We're actually実際に injecting注射する contrastコントラスト into the organ器官.
272
741000
3000
ご覧になっているのは
12:39
Now you can see it start開始. We're injecting注射する the contrastコントラスト into the organ器官
273
744000
4000
造影剤を脱細胞化した肝臓に
12:43
into this decellularized脱細胞化された liver.
274
748000
2000
注入しているところです
12:45
And you can see the vascular血管 tree that remains残っている intact損なわれていない.
275
750000
3000
無傷のままの血管樹が見えます
12:48
We then take the cells細胞, the vascular血管 cells細胞,
276
753000
3000
そこで 木のように枝分かれした血管に
12:51
blood血液 vessel容器 cells細胞, we perfuse灌流 the vascular血管 tree
277
756000
2000
患者自身の細胞を行き渡らせます
12:53
with the patient's患者の own自分の cells細胞.
278
758000
2000
肝臓の外側に
12:55
We perfuse灌流 the outside外側 of the liver
279
760000
2000
患者自身の肝臓の細胞を
12:57
with the patient's患者の own自分の liver cells細胞.
280
762000
2000
一面に散布します
12:59
And we can then create作成する functional機能的 livers肝臓.
281
764000
2000
肝臓を機能させるようにします
13:01
And that's actually実際に what you're seeing見る.
282
766000
2000
ご覧になっているのが それです
13:03
This is still experimental実験的. But we are ableできる to actually実際に reproduce再現する the functionality機能性
283
768000
4000
まだ試験段階ですが肝臓機能の再生を
13:07
of the liver structure構造, experimentally実験的に.
284
772000
3000
成功させています
13:10
For the kidney腎臓,
285
775000
2000
腎臓に話を移します
13:12
as I talked話した to you about the first paintingペインティング that you saw,
286
777000
4000
講演の最初にお見せした絵でも
13:16
the first slide滑り台 I showed示した you,
287
781000
2000
腎臓移植をしていましたが
13:18
90 percentパーセント of the patients患者 on the transplant移植 wait listリスト
288
783000
3000
臓器移植が必要な患者の90%は
13:21
are waiting待っている for a kidney腎臓, 90 percentパーセント.
289
786000
2000
腎臓移植が必要な方たちです
13:23
So, another別の strategy戦略 we're following以下
290
788000
2000
私たちが試みているもう一つの方法は
13:25
is actually実際に to create作成する wafersウェーハ
291
790000
2000
ウェハーをつくり
13:27
that we stackスタック together一緒に, like an accordionアコーディオン, if you will.
292
792000
4000
それをアコーディオンのように積み重ねる方法です
13:31
So, we stackスタック these wafersウェーハ together一緒に, usingを使用して the kidney腎臓 cells細胞.
293
796000
3000
腎臓の細胞を使ってウェハーを重ねます
13:34
And then you can see these miniatureミニチュア kidneys腎臓 that we've私たちは engineered設計された.
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799000
3000
これは私たちがつくった小さな腎臓です
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They are actually実際に making作る urine尿.
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802000
2000
これらは実は尿をつくり出しているのです
13:39
Again, small小さい structures構造, our challengeチャレンジ is how to make them larger大きい,
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804000
4000
小さな組織をどうやって大きくするかという難題に
13:43
and that is something we're workingワーキング on
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808000
2000
今 私達の研究所で
13:45
right now at the institute研究所.
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810000
2000
取り組んでいます
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One of the things that I wanted to summarize要約する for you then
299
812000
3000
皆さんにお話ししたかった事のひとつは
13:50
is what is a strategy戦略 that we're going for in regenerative再生性の medicine医学.
300
815000
4000
再生医療が取ろうとしている戦略です
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If at all possible可能,
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819000
2000
もし可能ならば
13:56
we really would like to use smartスマート biomaterials生体材料
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821000
3000
既製の高性能な生体材料を使って
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that we can just take off the shelf
303
824000
2000
患者の臓器を
14:01
and regenerate再生する your organs器官.
304
826000
2000
再生させたいと思っています
14:03
We are limited限られた with distances距離 right now,
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828000
2000
再生できる幅は限られていますが
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but our goalゴール is actually実際に to increase増加する those distances距離 over time.
306
830000
4000
目標は その大きさを広げていくことです
14:09
If we cannotできない use smartスマート biomaterials生体材料,
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834000
2000
高性能な生体材料の使用がだめなら
14:11
then we'd結婚した ratherむしろ use your very own自分の cells細胞.
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836000
2000
自分の細胞を使うことです
14:13
Why? Because they will not reject拒絶する.
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838000
2000
拒絶反応を起こさないからです
14:15
We can take cells細胞 from you,
310
840000
2000
皆さんから細胞を取り出し組織をつくり出す
14:17
create作成する the structure構造, put it right back into you, they will not reject拒絶する.
311
842000
3000
そして それをそのまま皆さんに返すそうすれば拒絶反応は起きません
14:20
And if possible可能, we'd結婚した ratherむしろ use the cells細胞 from your very specific特定 organ器官.
312
845000
4000
もし可能なら 特定の臓器の細胞が好ましいのです
14:24
If you presentプレゼント with a diseased病気の wind pipeパイプ
313
849000
3000
気管に問題がある場合は
14:27
we'd結婚した like to take cells細胞 from your windpipe風管.
314
852000
2000
気管の細胞を取り出します
14:29
If you presentプレゼント with a diseased病気の pancreas膵臓
315
854000
3000
膵臓に問題がある場合は
14:32
we'd結婚した like to take cells細胞 from that organ器官.
316
857000
2000
膵臓の細胞を取り出すわけです
14:34
Why? Because we'd結婚した ratherむしろ take those cells細胞
317
859000
3000
理由は 採取する細胞は
14:37
whichどの already既に know that those are the cell細胞 typesタイプ you want.
318
862000
3000
自らが何の細胞なのか わかっているからです
14:40
A windpipe風管 cell細胞 already既に knows知っている it's a windpipe風管 cell細胞.
319
865000
3000
気管の細胞は自身が気管の細胞だとわかっているので
14:43
We don't need to teach教える it to become〜になる another別の cell細胞 typeタイプ.
320
868000
3000
どんな細胞になるのか教える必要がありません
14:46
So, we prefer好む organ-specific器官特異的 cells細胞.
321
871000
2000
よって特定の臓器の細胞がいいのです
14:48
And today今日 we can obtain入手します cells細胞 from most最も everyすべて organ器官 in your body,
322
873000
3000
今では 大半の臓器から細胞を得ることができますが
14:51
exceptを除いて for severalいくつかの whichどの we still need stem cells細胞 for,
323
876000
3000
心臓 肝臓 神経 膵臓などがその例外で
14:54
like heartハート, liver, nerve神経 and pancreas膵臓.
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879000
4000
それらには依然として
14:58
And for those we still need stem cells細胞.
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883000
3000
幹細胞が必要です
15:01
If we cannotできない use stem cells細胞 from your body
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886000
3000
もし患者自身の幹細胞を使えない場合は
15:04
then we'd結婚した like to use donorドナー stem cells細胞.
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889000
3000
ドナーの幹細胞を使います
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And we prefer好む cells細胞 that will not reject拒絶する
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892000
2000
拒絶反応を起こさず
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and will not form tumors腫瘍.
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894000
2000
腫瘍を形成しない細胞を選びます
15:11
And we're workingワーキング a lot with the stem cells細胞 that we
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896000
2000
そのような特性をもっているのは
15:13
published出版された on two years ago,
331
898000
2000
2年前に発表した幹細胞です
15:15
stem cells細胞 from the amniotic羊水 fluid流体,
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900000
2000
その幹細胞とは
15:17
and the placenta胎盤, whichどの have those propertiesプロパティ.
333
902000
4000
羊水や胎盤から採取でき
15:21
So, at this pointポイント, I do want to tell you that
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906000
3000
私たちはその研究に取り組んでいます
15:24
some of the majorメジャー challenges挑戦 we have.
335
909000
4000
いくつかの難題についてお話したいと思います
15:28
You know, I just showed示した you this presentationプレゼンテーション, everything looks外見 so good,
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913000
2000
紹介した技術は順調に見えますが
15:30
everything works作品. Actually実際に no,
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915000
2000
現実の答えはノーなのです
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these technologiesテクノロジー really are not that easy簡単.
338
917000
2000
それほど簡単ではありません
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Some of the work you saw today今日
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919000
2000
今日 紹介した内容の一部は
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was performed実行した by over 700 researchers研究者
340
921000
3000
我々の研究所で700人以上の研究者が
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at our institute研究所 across横断する a 20-year-年 time spanスパン.
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924000
3000
20年の年月を経て 成し遂げたものです
15:42
So, these are very toughタフ technologiesテクノロジー.
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927000
2000
とても難しい技術であって
15:44
Once一度 you get the formula right you can replicate複製する it.
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929000
3000
正しい方式を見出すまで
15:47
But it takes a lot to get there.
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932000
2000
道のりは長いのです
15:49
So, I always like to showショー this cartoon漫画.
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934000
2000
ぜひこの漫画を見てください
15:51
This is how to stop a runaway逃げる stageステージ.
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936000
2000
暴走した馬車の阻止の仕方です
15:53
And there you see the stagecoach馬鹿馬鹿しい driverドライバ,
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938000
2000
馬車の御者が上の絵では
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and he goes行く, on the top panelパネル,
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940000
2000
馬の背をたどって
15:57
He goes行く A, B, C, D, E, F.
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942000
2000
先頭の馬まで進んでいき
15:59
He finally最後に stops停止 the runaway逃げる stageステージ.
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944000
2000
最後に暴走した馬車を阻止します
16:01
And those are usually通常 the basic基本的な scientists科学者,
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946000
3000
科学者なら そうするでしょう
16:04
The bottom is usually通常 the surgeons外科医.
352
949000
2000
下にいるのは通常 外科医です
16:06
(Laughter笑い)
353
951000
4000
(聴衆より笑い)
16:10
I'm a surgeon外科医 so that's not that funny面白い.
354
955000
2000
外科医の私には面白くありません
16:12
(Laughter笑い)
355
957000
1000
(聴衆より笑い)
16:13
But actually実際に method方法 A is the correct正しい approachアプローチ.
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958000
4000
しかし 実は上の方法が正しい取り組み方なのです
16:17
And what I mean by that is that anytimeどんなときも we've私たちは launched打ち上げ one of these technologiesテクノロジー
357
962000
3000
それが意味するのは このような技術を
16:20
to the clinic診療所,
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965000
2000
病院で患者に着手する時は
16:22
we've私たちは made absolutely絶対に sure that we do everything we can
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967000
3000
どんな時でも絶対に研究室でやれる事の
16:25
in the laboratory研究室 before we ever
360
970000
2000
すべてをやってからにするよう
16:27
launch打ち上げ these technologiesテクノロジー to patients患者.
361
972000
2000
徹底しています
16:29
And when we launch打ち上げ these technologiesテクノロジー to patients患者
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974000
2000
また これらの技術を患者に施す前に
16:31
we want to make sure that we ask尋ねる ourselves自分自身 a very toughタフ question質問.
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976000
5000
自らにとても難しい問いかけをするように徹底しています
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Are you ready準備完了 to place場所 this in your own自分の loved愛された one, your own自分の child,
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981000
3000
自分の大切な人に この臓器移植をしても差し支えないかを問い
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your own自分の family家族 memberメンバー, and then we proceed続ける.
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984000
3000
その答えがイエスなら事を進めます
16:42
Because our mainメイン goalゴール, of courseコース,
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987000
2000
なぜなら第一の目標は
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is first, to do no harm.
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989000
3000
危害を与えないことだからです
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I'm going to showショー you now, a very shortショート clipクリップ,
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992000
2000
では とても短いのですが
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It's a five second二番 clipクリップ of a patient患者
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994000
3000
培養した臓器の移植を受けた患者の
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who received受け取った one of the engineered設計された organs器官.
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997000
2000
ビデオをお見せします
16:54
We started開始した implanting移植する some of these structures構造
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999000
2000
このような組織の移植は
16:56
over 14 years ago.
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1001000
2000
14年以上前に始めました
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So, we have patients患者 now walking歩く around with organs器官,
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1003000
2000
ですからこのような人工臓器を抱えて
17:00
engineered設計された organs器官, for over 10 years, as well.
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1005000
4000
10年以上元気に歩きまわっている患者がいるというわけです
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I'm going to showショー a clipクリップ of one young若い ladyレディ.
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1009000
2000
これからお見せする若い女性患者は
17:06
She had a spinaスピナ bifida肥満 defect欠陥, a spinal脊髄 cordコード abnormality異常.
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1011000
3000
脊髄異常が原因の二分脊髄症で苦しんでいました
17:09
She did not have a normal正常 bladder膀胱. This is a segmentセグメント from CNNCNN.
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1014000
3000
彼女の膀胱は正常ではなかった これはCNNニュースからのひとコマです
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We are just taking取る five seconds.
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1017000
2000
5秒間だけお時間頂きます
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This is a segmentセグメント that Sanjayサンジェイ Guptaグプタ actually実際に took取った careお手入れ of.
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1019000
5000
これはサンジェイ・グプタが実際に携わったひとコマです
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Videoビデオ: Kaitlynカイトリン M: I'm happyハッピー. I was always afraid恐れ
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幸せです 私はいつも事故か何かで
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that I was going to have like, an accident事故 or something.
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どうかなることを恐れていました
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And now I can just go and
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でも 今は友達と
17:27
go out with my friends友達,
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外へ繰り出し
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go do whateverなんでも I want.
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やりたい事ができるのです
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Anthonyアンソニー Atalaアタラ: See, at the end終わり of the day, the promise約束する of regenerative再生性の medicine医学
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結局のところ 再生医療の将来性が
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is a singleシングル promise約束する.
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1040000
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唯一の希望なのです
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And that is really very simple単純,
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3000
本当にとても簡単ですが
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to make our patients患者 better.
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1045000
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それだけで患者に勇気を与える事ができるのです
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Thank you for your attention注意.
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1047000
2000
ご清聴ありがとうございました
17:44
(Applause拍手)
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1049000
2000
(拍手)
Translated by Rinko Kawakami
Reviewed by Takako Sato

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ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.

Why you should listen

Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.

In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.

More profile about the speaker
Anthony Atala | Speaker | TED.com