ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly 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."

More profile about the speaker
Molly Stevens | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Molly Stevens: A new way to grow bone

몰리 스티븐스 (Molly Stevens): 뼈를 성장시키는 새로운 방법

Filmed:
1,271,408 views

대량으로 뼈를 재성장시키는 데에는 무엇이 필요할까요? 대표적인 뼈 재생- 여기서는 환자의 엉덩이 뼈에서 뼈를 채취하여 신체 다른 부분의 손상된 뼈에 이식하는 경우를 말합니다.-은 제한적이고 수술 후 몇해가 지나면 엄청난 퉁증을 유발합니다. 많은 정보가 담긴 이 강연에서 몰리 스티븐스는 뼈에 내재하는 재생 능력을 활용하여 고통없이 대량으로 뼈 조직을 만들어 내는 새로운 줄기 세포의 응용법을 소개합니다.
- Biomaterials researcher
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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00:12
As humans인간, it's in our nature자연
0
462
1699
인간으로써 건강을 증진하고
00:14
to want to improve돌리다 our health건강
and minimize최소화하다 our suffering괴로움.
1
2161
3294
고통을 최소화하려는 희망은
우리의 본능입니다.
00:17
Whatever도대체 무엇이 life throws던지다 at us,
2
5455
1667
삶이 우리에게 무엇을 쏟아놓든간에,
00:19
whether인지 어떤지 it's cancer, diabetes당뇨병, heart심장 disease질병,
3
7122
2465
그것이 암, 당뇨변, 심장병,
00:21
or even broken부서진 bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
혹은 골절이든, 우리는
노력으로 회복하고자 합니다.
00:24
Now I'm head머리 of a biomaterials생체 재료 lab,
5
12779
2483
저는 생체 재료 실험실의 장이고
00:27
and I'm really fascinated매혹적인 by the way that humans인간
6
15262
2740
오랜 동안 인간이 인체에서
00:30
have used materials기재 in really creative창조적 인 ways
7
18002
2468
정말 창조적으로 물질을
사용해 온 방법에 대해
00:32
in the body신체 over time.
8
20470
2744
매료되어 있습니다.
00:35
Take, for example, this beautiful아름다운 blue푸른 nacre진주층 shell껍질.
9
23214
3646
이렇게 아름다운 진주 조개를
예로 들어 볼까요.
00:38
This was actually사실은 used by the Mayans마야인들
10
26860
1882
이거을 마야인들이 실제로
00:40
as an artificial인공의 tooth replacement바꿔 놓음.
11
28742
3539
치아의 인공 대체물로 사용했습니다.
00:44
We're not quite아주 sure why they did it.
12
32281
1633
그들이 왜 그랬는지는
확실하게 알지 못하지만
00:45
It's hard단단한. It's durable튼튼한.
13
33914
2576
진주 조개는 딱딱하고 견고하죠.
00:48
But it also또한 had other very nice좋은 properties속성들.
14
36490
4118
그런데 여기에는 또 다른
유용한 성질이 있습니다.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone턱뼈,
15
40608
2280
실제로 이걸 턱뼈에 넣으면
00:54
it could integrate통합하다 into the jaw,
16
42888
2907
턱 뼈에 녹아들지요.
00:57
and we know now with very sophisticated매우 복잡한
17
45795
2098
우리는 오늘날의
00:59
imaging이미징 technologies기술
18
47893
1673
매우 정교한 영상 기술을 이용하여
01:01
that part부품 of that integration완성 comes온다 from the fact
19
49566
2349
그렇게 녹아드는 이유가
01:03
that this material자료 is designed디자인 된
20
51915
1687
이 물질이
01:05
in a very specific특유한 way, has a beautiful아름다운 chemistry화학,
21
53602
2819
아주 특별한 방식으로 만들어졌고
아름다운 화학 작용과
01:08
has a beautiful아름다운 architecture건축물.
22
56421
2228
구조를 가지고 있기 때문이라는 것을
알고 있습니다.
01:10
And I think in many많은 ways we can sort종류 of think
23
58649
1752
저는 여러가지 방법으로 우리가
01:12
of the use of the blue푸른 nacre진주층 shell껍질 and the Mayans마야인들
24
60401
3007
푸른색 진주 조개의 사용을 생각해 왔고
01:15
as the first real레알 application신청
25
63408
1520
마야인들이 처음으로 블루투스 기술을
01:16
of the bluetooth블루투스 technology과학 기술.
26
64928
2295
실제적으로 사용했다고 봅니다.
01:19
(Laughter웃음)
27
67223
1462
(웃음)
01:20
But if we move움직임 on and think throughout전역 history역사
28
68685
4393
나아가 역사를 통해
01:25
how people have used different다른
materials기재 in the body신체,
29
73078
2984
인류가 인체에 다양한 물질을
어떻게 사용해왔는지 생각해보면
01:28
very often자주 it's been physicians의사들
30
76062
1714
종종 정말로 창조적이었던 것은
01:29
that have been quite아주 creative창조적 인.
31
77776
1392
바로 의사들이었어요.
01:31
They've그들은 taken취한 things off the shelf선반.
32
79168
1968
그들은 조개 껍질을 벗겨냈습니다.
01:33
One of my favorite특히 잘하는 examples예제들
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81136
1885
제가 가장 좋아하는 예는
01:35
is that of Sir Harold해롤드 Ridley리들리,
34
83036
3242
해롤드 리들리 경의 경우인데,
01:38
who was a famous유명한 ophthalmologist안과 의사,
35
86278
2138
그는 유명한 안과 의사였어요.
01:40
or at least가장 작은 became되었다 a famous유명한 ophthalmologist안과 의사.
36
88416
2568
아니면 적어도 유명한 안과 의사가 되었죠.
01:42
And during...동안 World세계 War전쟁 IIII, what he would see
37
90984
1927
2차 세계대전 동안,
그가 눈여겨 본 것은
01:44
would be pilots조종사 coming오는 back from their그들의 missions선교,
38
92911
2852
임무를 마치고 돌아오는
조종사들이었습니다.
01:47
and he noticed알아 차 렸던 that within이내에 their그들의 eyes
39
95763
1752
그가 주목한 것은
조종사들의 눈에
01:49
they had shards파편 of small작은 bits조금 of material자료
40
97515
2940
작은 조각 물질이
01:52
lodged박수있는 within이내에 the eye,
41
100455
1520
박힌 채로 오는 것이었어요.
01:53
but the very interesting재미있는 thing about it
42
101975
1699
하지만 정말 흥미로운 점은
01:55
was that material자료, actually사실은, wasn't아니었다. causing일으키는
43
103674
2293
그것이 사실
01:57
any inflammatory염증성의 response응답.
44
105967
2013
어떤 염증 반응도 일으키지
않았다는 것이었습니다.
01:59
So he looked보았다 into this, and he figured문채 있는 out
45
107980
2339
그래서 그는 이걸 조사했는데
02:02
that actually사실은 that material자료 was little shards파편 of plastic플라스틱
46
110319
2604
실제로 그 물질은
작은 프라스틱 조각들이었어요.
02:04
that were coming오는 from the canopy천개 of the Spitfires스피트 파이어.
47
112923
2739
이 조각들은 비행기의 카누피에서
떨어져 나온 것이었죠.
02:07
And this led him to propose제안하다 that material자료
48
115662
2401
이런 사실을 통해 그는
이 물질을
02:10
as a new새로운 material자료 for intraocular안내 낭 lenses렌즈들.
49
118063
2762
안구내 렌즈에 사용할
새로운 물질로 제안했지요.
02:12
It's called전화 한 PMMAPMMA, and it's now used
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120825
2105
PMMA 라고 하는 건데
02:14
in millions수백만 of people every...마다 year
51
122930
1802
지금은 매년 수백만명이
02:16
and helps도움이된다. in preventing예방 cataracts백내장.
52
124732
2769
사용합니다. 백내장을
예방하는데 도움이 되죠.
02:19
And that example, I think, is a really nice좋은 one,
53
127501
2309
그 예가 정말 좋은 예라고
저는 생각합니다.
02:21
because it helps도움이된다. remind생각 나게하다 us that in the early이른 days,
54
129810
2435
왜냐하면 그로 인해 옛날에는
02:24
people often자주 chose선택한 materials기재
55
132245
1953
사람들이 생체에서 문제를 일으키지 않는
02:26
because they were bioinert생체 인식.
56
134198
1885
물질을 사용했다는 점을 알려줍니다.
02:28
Their그들의 very purpose목적 was to
perform행하다 a mechanical기계의 function기능.
57
136083
3512
그들의 중요한 목적은
기계적인 기능을 하는 것이었어요.
02:31
You'd당신은 put them in the body신체
58
139595
1450
물질을 몸에 넣었을 때
02:33
and you wouldn't~ 않을거야. get an adverse불리한 response응답.
59
141045
2164
부작용이 없어야 했지요.
02:35
And what I want to show보여 주다 you is that
60
143209
1668
보여드리고 싶은 것은
02:36
in regenerative재생의 medicine의학,
61
144877
1381
재생 의학에서
02:38
we've우리는 really shifted시프트 된 away from that idea생각
62
146258
1824
우리는 생체 친화적인 물질을
선택해야한다는 생각으로 부터
02:40
of taking취득 a bioinert생체 인식 material자료.
63
148082
1913
시작했습니다.
02:41
We're actually사실은 actively활발히 looking for materials기재
64
149995
2289
인류는 생체에 작용하고
02:44
that will be bioactive생체 활성, that will interact상호 작용하다 with the body신체,
65
152284
2968
인체와 상호 작용하는 물질을
활발하게 찾아왔어요.
02:47
and that furthermore더욱이 we can put in the body신체,
66
155252
2327
게다가 몸에 넣을 수 있어야 했고
02:49
they'll그들은 할 것이다 have their그들의 function기능,
67
157579
1449
인체 내에서 기능하고
02:51
and then they'll그들은 할 것이다 dissolve디졸브 away over time.
68
159028
4550
시간이 지남에 따라
녹아 없어지는 것이어야 했죠.
02:55
If we look at this schematic개략도,
69
163578
1933
이런 원칙을 보면
02:57
this is showing전시 you what we think of
70
165511
1601
사람들이 무엇을
전형적인 조직 공학적 접근으로
02:59
as the typical전형적인 tissue-engineering조직 공학 approach접근.
71
167112
2137
간주하는지 알게 됩니다.
03:01
We have cells세포들 there, typically전형적으로 from the patient환자.
72
169249
2844
세포가 있습니다.
대부분 환자의 것이지요.
03:04
We can put those onto~에 a material자료,
73
172093
1882
세포들을 어떤 물질 위에 놓고
03:05
and we can make that material자료
very complex복잡한 if we want to,
74
173975
2708
그 물질을 원하는대로
벅잡하게 만들 수 잇습니다.
03:08
and we can then grow자라다 that up in the lab
75
176708
2170
그리고는 그걸 실험실에서
배양하거나
03:10
or we can put it straight직진 back into the patient환자.
76
178878
2515
바로 환자의 몸에
되돌려 넣기도 하죠.
03:13
And this is an approach접근 that's
used all over the world세계,
77
181393
2451
이것이 세계적으로 사용해 오던
접근법이에요.
03:15
including포함 in our lab.
78
183844
3523
저희 실험실도 마찬가지였구요.
03:19
But one of the things that's really important중대한
79
187367
2457
하지만 사람들이 줄기세포에 대한
이야기를 할 때
03:21
when we're thinking생각 about stem줄기 cells세포들
80
189824
1878
정말로 중요한 점은
03:23
is that obviously명백하게 stem줄기 cells세포들
can be many많은 different다른 things,
81
191702
2579
줄기세포가 다양한 장기가 되기도 하고
03:26
and they want to be many많은 different다른 things,
82
194281
1764
다양한 성질들을 가지기도 해서
03:28
and so we want to make sure that the environment환경
83
196045
1876
줄기세포를 이식하는 주변의 생태가
03:29
we put them into has enough충분히 information정보
84
197921
2350
충분한 정보를 가지고
03:32
so that they can become지다 the right sort종류
85
200271
1996
특정한 조직에 알맞도록
03:34
of specialist전문가 tissue조직.
86
202267
2686
기능하는 것이에요.
03:36
And if we think about the different다른 types유형 of tissues티슈
87
204953
3063
전세계에서 모두 다른 실험실에서
일하는 사람들이
03:40
that people are looking at regenerating재생
88
208016
2019
관심을 가지고 있는
03:42
all over the world세계, in all the
different다른 labs실험실 in the world세계,
89
210035
2311
다양한 종류의 조직을 보면
03:44
there's pretty예쁜 much every...마다 tissue조직 you can think of.
90
212346
2936
생각해볼 수 있는
거의 모든 세포가 망라됩니다.
03:47
And actually사실은, the structure구조 of those tissues티슈
91
215282
1622
실제로 그런 조직들의 구조는
03:48
is quite아주 different다른, and it's going to really depend의존하다
92
216904
2614
매우 다양하고 그것은 조직을
03:51
on whether인지 어떤지 your patient환자 has any underlying밑에 있는 disease질병,
93
219518
2418
어떻게 재생해낼지의 관점에서 보면
03:53
other conditions정황, in terms자귀 of how
94
221936
3050
환자가 지병이나
다른 조건을 가졌는지에 따라
03:56
you're going to regenerate재생하다 your tissue조직,
95
224986
1561
매우 다르게 나타납니다.
03:58
and you're going to need to think about the materials기재
96
226547
1985
그리고 물질에 대해서 고려해야만 하고
04:00
you're going to use really carefully면밀히,
97
228532
2054
물질의 생화학적 요소, 기계적 성질
04:02
their그들의 biochemistry생화학, their그들의 mechanics역학,
98
230586
1725
그 밖에 여러가지 특성과 관련해서
04:04
and many많은 other properties속성들 as well.
99
232311
3738
조심스럽게 사용해야 합니다.
04:08
Our tissues티슈 all have very
different다른 abilities능력 to regenerate재생하다,
100
236049
3300
사람의 모든 조직은 재생에 대해
아주 다른 능력을 지니고 있습니다.
04:11
and here we see poor가난한 Prometheus프로 메테우스,
101
239349
1742
여기보시는 것은
불쌍한 프로메테우스인데요.
04:13
who made만든 a rather차라리 tricky교활한 career직업 choice선택
102
241091
3093
그는 상당히 힘겨운 삶을 선택했고
04:16
and was punished처벌 된 by the Greek그리스 사람 gods신들.
103
244184
2934
그리스의 신들에게서
벌을 받기도 했습니다.
04:19
He was tied묶인 to a rock, and an eagle독수리 would come
104
247118
2321
바위에 묶여 매일 독수리가
04:21
every...마다 day to eat먹다 his liver.
105
249439
1603
간을 파먹는 형벌을 받았습니다.
04:23
But of course코스 his liver would regenerate재생하다 every...마다 day,
106
251042
2267
하지만 물론 그의 간은
매일 재생되었고
04:25
and so day after day he was punished처벌 된
107
253309
2272
매일 반복하여 영원히
04:27
for eternity영원 by the gods신들.
108
255581
5797
신의 형벌을 받았습니다.
04:33
And liver will regenerate재생하다 in this very nice좋은 way,
109
261378
3880
간은 이렇게 재생이 잘 되지만
04:37
but actually사실은 if we think of other tissues티슈,
110
265258
1776
다른 장기,
04:39
like cartilage연골, for example,
111
267034
1769
예를 들어 연골 같은 장기를 보면
04:40
even the simplest가장 단순한 nick새긴 ​​금 and you're going to find it
112
268803
2056
아무리 간단해 보여도 다시 재생하기에
04:42
really difficult어려운 to regenerate재생하다 your cartilage연골.
113
270859
2443
매우 어렵습니다.
04:45
So it's going to be very different다른 from tissue조직 to tissue조직.
114
273302
3114
그러니까 조직에 따라 매우 다르다는 거죠.
04:48
Now, bone is somewhere어딘가에 in between중에서,
115
276416
2800
뼈는 그 중간쯤 되는데
04:51
and this is one of the tissues티슈
that we work on a lot in our lab.
116
279216
2900
저희 실험실에서 대상으로 삼는 조직 중에
하나가 바로 뼈에요.
04:54
And bone is actually사실은 quite아주 good at repairing보수.
117
282116
1984
뼈는 사실 재생이 잘되는 편이에요.
04:56
It has to be. We've우리는 probably아마 all had fractures골절
118
284100
2013
그래야만 하죠. 우리는 모두 언젠가 한번씩
04:58
at some point포인트 or other.
119
286113
1812
뼈가 부러져본 적이 있잖아요.
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
골절을 치료할 수 있는
05:02
about repairing보수 your fracture골절
121
290082
1689
방법 중에 하나는
05:03
is this procedure순서 here, called전화 한
an iliac장골 crest문장 harvest수확.
122
291771
2827
여기 이런 과정인데
장골회수법이라고 하죠.
05:06
And what the surgeon외과 의사 might do
123
294598
1666
의사가 하는 것은
05:08
is take some bone from your iliac장골 crest문장,
124
296264
3195
엉덩이 뼈의 일부를 잘라서,
05:11
which어느 is just here,
125
299459
1378
바로 여기 있는 것인데요,
05:12
and then transplant이식 that
somewhere어딘가에 else그밖에 in the body신체.
126
300837
2524
그것을 몸속 어딘가에
이식합니다.
05:15
And it actually사실은 works공장 really well,
127
303361
1600
실제로 아주 잘 작동하는데요.
05:16
because it's your own개인적인 bone,
128
304961
1499
자기 뼈이니까 그래요.
05:18
and it's well vascularized혈관 화 된,
129
306460
1234
혈관 재생이 아주 잘 되는데
05:19
which어느 means방법 it's got a really good blood supply공급.
130
307694
2369
그건 곧 혈액이 잘 공급되다는
의미에요.
05:22
But the problem문제 is, there's
only so much you can take,
131
310063
2783
그런데 문제는,
떼어낼 수 있는 부분이 아주 적고
05:24
and also또한 when you do that operation조작,
132
312846
2923
그 수술을 받으면
05:27
your patients환자 might actually사실은 have significant중요한 pain고통
133
315769
2539
환자는 매우 심한 통증을 느끼는데
05:30
in that defect결함 site대지 even two
years연령 after the operation조작.
134
318308
3241
수술 후 2년이 지나도
통증이 있습니다.
05:33
So what we were thinking생각 is,
135
321549
1886
그러니까
05:35
there's a tremendous거대한 need
for bone repair수리, of course코스,
136
323435
3149
뼈 치료에는 많은 수요가 있기는 합니다.
05:38
but this iliac장골 crest-type볏이있는 형태 approach접근
137
326584
2487
하지만 이런 어덩이 뼈 이식 방법에는
05:41
really has a lot of limitations한계 to it,
138
329071
2432
제약도 정말 많아요.
05:43
and could we perhaps혹시 recreate다시 만들다
139
331503
2234
게다가 필요에 따라 신체 내에서
05:45
the generation세대 of bone within이내에 the body신체
140
333737
2169
뼈를 재생시켜
05:47
on demand수요 and then be able할 수 있는 to transplant이식 it
141
335906
3315
통증이 심한 후유증없이도
05:51
without없이 these very, very painful아픈 aftereffects후유증
142
339221
4905
이식이 가능한
05:56
that you would have with the iliac장골 crest문장 harvest수확?
143
344126
3683
장골회수법을 개발할 수 있겠는가라는
문제도 있습니다.
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
이것이 저희가 했던 것인데요.
저희가 사용한 방법은
06:02
was by coming오는 back to this typical전형적인 tissue-engineering조직 공학 approach접근
145
350471
3338
이런 전형적인 조직 공학적 접근법으로
회귀한 것인데
06:05
but actually사실은 thinking생각 about it rather차라리 differently다르게.
146
353809
2387
실제로는 매우 다른 방법입니다.
06:08
And we simplified쉽게 한 it a lot,
147
356196
1919
상당히 단순화시켜서
06:10
so we got rid구하다 of a lot of these steps걸음.
148
358115
2051
이런 단계를 많이 없앴습니다.
06:12
We got rid구하다 of the need to
harvest수확 cells세포들 from the patient환자,
149
360166
2374
저희는 환자로부터
세포를 체취하는 과정과
06:14
we got rid구하다 of the need to put
in really fancy공상 chemistries화학,
150
362540
2917
거쳐야 하는
대단히 복잡한 화학적 과정,
06:17
and we got rid구하다 of the need
151
365457
1692
그리고 실험실의 이런 배양접시에서
06:19
to culture문화 these scaffolds비계 in the lab.
152
367149
2828
배양해야 하는 과정을 줄였습니다.
06:21
And what we really focused초점을 맞춘 on
153
369977
2179
저희가 집중했던 것은
06:24
was our material자료 system체계 and making만들기 it quite아주 simple단순한,
154
372156
3749
재료 체계었고 그걸 단순화하는 것이었죠.
06:27
but because we used it in a really clever영리한 way,
155
375905
2325
하지만 저희가 아주 현명하게 사용해서
06:30
we were able할 수 있는 to generate일으키다 enormous거대한 amounts금액 of bone
156
378230
2647
이런 방법으로 엄청난 양의 뼈를
06:32
using~을 사용하여 this approach접근.
157
380877
1646
양생할 수 있었습니다.
06:34
So we were using~을 사용하여 the body신체
158
382523
1753
저희는 신체를
06:36
as really the catalyst촉매 to help us
159
384276
2120
촉매제로 사용하여
06:38
to make lots of new새로운 bone.
160
386396
2543
수많은 새로운 뼈을 만들었습니다.
06:40
And it's an approach접근 that we call
161
388939
1583
저희는 이 접근 방법을
06:42
the in vivo생체 내 bioreactor생물 반응기, and we were able할 수 있는 to make
162
390522
2811
인 바이보 바이오리액터라고 불렀는데
06:45
enormous거대한 amounts금액 of bone using~을 사용하여 this approach접근.
163
393333
2486
이 방법을 써서 엄청나게 많은 양의
뼈를 만들 수 있었습니다.
06:47
And I'll talk you through...을 통하여 this.
164
395819
1239
이 과정을 말씀드리겠습니다.
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
저희가 하는 것은,
06:51
in humans인간, we all have a layer of stem줄기 cells세포들
166
399538
2343
인간에게는 모두 긴 뼈의 바깥쪽에
06:53
on the outside외부 of our long bones.
167
401881
1888
줄기세포 층이 있어요.
06:55
That layer is called전화 한 the periosteum골막.
168
403769
1703
그 층을 골막이라고 하지요.
06:57
And that layer is actually사실은 normally정상적으로
169
405472
2288
골막층은 사실 그 아래에 있는
06:59
very, very tightly단단히 bound경계 to the underlying밑에 있는 bone,
170
407760
2649
뼈에 아주 강하게 붙어있는데
07:02
and it's got stem줄기 cells세포들 in it.
171
410409
1432
그 안에 줄기세포가 들어있어요.
07:03
Those stem줄기 cells세포들 are really important중대한
172
411841
1419
그 줄기세포들은 배아가 자랄 때
07:05
in the embryo태아 when it develops발전하다,
173
413260
1809
상당히 중요한데
07:07
and they also또한 sort종류 of wake일어나 다 up if you have a fracture골절
174
415069
2242
뼈가 부러지면 마치
잠에서 깨어나듯 작동하여
07:09
to help you with repairing보수 the bone.
175
417311
2861
뼈를 치료하는데 도움을 줍니다.
07:12
So we take that periosteum골막 layer
176
420172
2093
저희는 그 골막층을 채취하여
07:14
and we developed개발 된 a way to inject주입하다 underneath아래에 it
177
422265
2990
그 아래 쪽에 액체를 주입하면
07:17
a liquid액체 that then, within이내에 30 seconds,
178
425255
2816
30초 이내에
07:20
would turn회전 into quite아주 a rigid엄격한 gel젤라틴
179
428071
1745
그것이 상당히 견고한 액체로 바뀌는데
07:21
and can actually사실은 lift승강기 the
periosteum골막 away from the bone.
180
429816
3253
그러면 골막층을 뼈에서 제거하는 겁니다.
07:25
So it creates창조하다, in essence본질, an artificial인공의 cavity공동
181
433069
3688
그러면 기본적으로 인위적인 공기 구멍이
07:28
that is right next다음 것 to both양자 모두 the bone
182
436757
3547
두 뼈의 양쪽으로 생기는데
07:32
but also또한 this really rich풍부한 layer of stem줄기 cells세포들.
183
440304
3701
그뿐 아니라 동시에 이렇게 꽤나 두꺼운
줄기세포 층이 생성됩니다.
07:36
And we go in through...을 통하여 a pinhole핀 홀 incision절개
184
444005
1612
그러면 주사 바늘 절개를 합니다.
07:37
so that no other cells세포들 from the body신체 can get in,
185
445617
2953
그래야 신체의 다른 세포가
끼어들지 못하거든요.
07:40
and what happens일이 is that that
artificial인공의 in vivo생체 내 bioreactor생물 반응기 cavity공동
186
448570
4792
그렇게 하면 인위적으로 만든
인 바이보리액터 공기 구멍이
07:45
can then lead리드 to the proliferation분아 증식 of these stem줄기 cells세포들,
187
453362
2676
이들 줄기세포가 급증하게 해 줍니다.
07:48
and they can form형태 lots of new새로운 tissue조직,
188
456038
2086
그 세포들이 수많은
새로운 조직을 만들고
07:50
and then over time, you can harvest수확 that tissue조직
189
458124
2318
시간이 지나면 그 조직을 걷어들여
07:52
and use it elsewhere다른 곳에 in the body신체.
190
460442
2948
신체의 다른 부분에 사용하는 것이죠.
07:55
This is a histology조직학 slide슬라이드
191
463390
2144
이것이 저희가 작업을 했을 때 보는
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
조직 슬라이드입니다.
07:59
and essentially본질적으로 what we see
193
467704
2517
근본적으로 볼 수 있는 것은
08:02
is very large amounts금액 of bone.
194
470221
1634
엄청난 양의 뼈에요.
08:03
So in this picture그림, you can see the middle중간 of the leg다리,
195
471855
2480
이 사진은 다리의 중간 쯤 뼈이니까
08:06
so the bone marrow골수,
196
474335
1501
골수가 보이죠.
08:07
then you can see the original실물 bone,
197
475836
1804
그리고 원래의 뼈를 보실 수 있어요.
08:09
and you can see where that original실물 bone finishes끝내다,
198
477640
2856
원래의 그 뼈가
어디서 끝나는지 보이실거에요.
08:12
and just to the left of that is the new새로운 bone
199
480496
2511
바로 그 왼쪽이 새로운 뼈인데
08:15
that's grown성장한 within이내에 that bioreactor생물 반응기 cavity공동,
200
483007
2037
바로 그 바이오리액터 공기 구멍 안에서
자랍니다.
08:17
and you can actually사실은 make it even larger더 큰.
201
485044
2431
실제로는 더 크게 만들 수도 있어요.
08:19
And that demarcation경계 that you can see
202
487475
2627
원래의 뼈와 새로 난 뼈 사이의
08:22
between중에서 the original실물 bone and the new새로운 bone
203
490102
2351
경계 부근이
08:24
acts행위 as a very slight근소한 point포인트 of weakness약점,
204
492453
2013
약간 취약한 부분이긴 하지만
08:26
so actually사실은 now the surgeon외과 의사 can come along...을 따라서,
205
494466
2134
의사들이 잘 대처하여
08:28
can harvest수확 away that new새로운 bone,
206
496600
2024
새로 난 뼈를 추출할 수 있을 겁니다.
08:30
and the periosteum골막 can grow자라다 back,
207
498624
2203
그러면 골막이 다시 생겨서
08:32
so you're left with the leg다리
208
500827
1869
다리는
08:34
in the same같은 sort종류 of state상태
209
502696
1550
원래 상태에 가깝게
08:36
as if you hadn't~하지 않았다 operated움직이는 on it in the first place장소.
210
504246
2002
마치 수술을 하지도
않은 것처럼 될 것입니다.
08:38
So it's very, very low낮은 in terms자귀 of after-pain애프터 고통
211
506248
3849
그래서 수술 후 통증은
08:42
compared비교하다 to an iliac장골 crest문장 harvest수확.
212
510097
3855
장골회수법에 비해 현저히 적습니다.
08:45
And you can grow자라다 different다른 amounts금액 of bone
213
513952
2104
게다가 얼마나 이식을 하느냐에 따라
08:48
depending의존하는 on how much gel젤라틴 you put in there,
214
516056
2019
다른 양의 뼈를 배양할 수 있어서
08:50
so it really is an on demand수요 sort종류 of procedure순서.
215
518075
3202
필요에 따라 조절 가능한 과정이 됩니다.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
저희가 이걸 했을 때,
08:55
this received받은 a lot of attention주의 in the press프레스,
217
523479
3337
언론의 조명을 많이 받았는데요.
08:58
because it was a really nice좋은 way
218
526816
2431
새로운 뼈를 생성시키는
09:01
of generating생성 new새로운 bone,
219
529247
1466
정말 좋은 방법이었기 때문이에요.
09:02
and we got many많은, many많은 contacts콘택트 렌즈
220
530713
1995
저희는 이런 방법을 사용하는데
09:04
from different다른 people that
were interested관심있는 in using~을 사용하여 this.
221
532708
2618
관심이 있는 다양한 사람들에게서
많은 연락을 받았습니다.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
이것만 말씀드리면
09:09
sometimes때때로 those contacts콘택트 렌즈 are very strange이상한,
223
537115
2953
때로는 아주 이상한 연락도 왔는데
09:12
slightly약간 unexpected예기치 않은,
224
540068
1860
예상치 못한 곳에서 말이죠.
09:13
and the very most가장 interesting재미있는,
225
541928
3062
꽤 흥미로웠죠.
09:16
let me put it that way, contact접촉 that I had,
226
544990
2285
이렇게 표현해보죠.
제가 받은 것 중에는
09:19
was actually사실은 from a team of American미국 사람 footballers축구 선수
227
547275
3211
미식 축구팀의 연락도 있었는데
09:22
that all wanted to have double-thickness두꺼운 두께 skulls두개골
228
550486
3380
모두가 머리 뼈의 두께를
두 배로 만들기를
09:25
made만든 on their그들의 head머리.
229
553866
4281
바라는 거였어요.
09:30
And so you do get these kinds종류 of contacts콘택트 렌즈,
230
558156
2724
뭐 그런 종류들의 연락이었죠.
09:32
and of course코스, being존재 British영국인
231
560880
2617
물론 프랑스에서 자란
09:35
and also또한 growing성장하는 up in France프랑스,
232
563497
1754
영국인으로서
09:37
I tend지키다 to be very blunt무딘,
233
565251
2142
저는 꽤 무뚝뚝한 편이지만
09:39
and so I had to explain설명 to them very nicely훌륭하게
234
567393
2041
그런 특별한 경우에는
09:41
that in their그들의 particular특별한 case케이스,
235
569434
1475
우선 보호할 수 있는
09:42
there probably아마 wasn't아니었다. that much in there
236
570909
2014
방법이 별로 없다고
09:44
to protect보호 in the first place장소.
237
572923
2988
친절하게 설명해야 했습니다.
09:47
(Laughter웃음)
238
575911
1570
(웃음)
09:49
(Applause박수 갈채)
239
577481
1253
(박수)
09:50
So this was our approach접근,
240
578734
1855
그것이 저희들의 접근 방법이었는데
09:52
and it was simple단순한 materials기재,
241
580589
1644
간단한 물질을 사용했지만
09:54
but we thought about it carefully면밀히.
242
582233
1987
조심스럽게 생각했습니다.
09:56
And actually사실은 we know that those cells세포들
243
584220
1620
사실 저희들은
09:57
in the body신체, in the embryo태아, as they develop나타나게 하다
244
585840
2138
그 세포들이 자라면서
09:59
can form형태 a different다른 kind종류 of tissue조직, cartilage연골,
245
587978
3229
다양한 종류의 연골 조직을
형성할 수 있다는 것을 알았고
10:03
and so we developed개발 된 a gel젤라틴 that was slightly약간 different다른
246
591207
2555
그래서 그 특성과 화학적 작용이
10:05
in nature자연 and slightly약간 different다른 chemistry화학,
247
593762
2419
약간 다른 젤을 개발하여
10:08
put it in there, and we were able할 수 있는 to get
248
596181
2147
그 안에 넣어서 100% 완전한
10:10
100 percent퍼센트 cartilage연골 instead대신에.
249
598328
2178
연골을 얻을 수 있었습니다.
10:12
And this approach접근 works공장 really well, I think,
250
600506
2008
제 생각에는 이 접근법이
이미 계획안 과정에
10:14
for pre-planned미리 계획된 procedures절차,
251
602514
2482
정말 잘 작동한다고 봅니다만
10:16
but it's something you do have to pre-plan미리 계획하다.
252
604996
2872
미리 계획해야만 하는 과정이에요.
10:19
So for other kinds종류 of operations운영,
253
607868
2268
다른 종류의 수술의 경우에는
10:22
there's definitely명확히 a need for other
254
610136
1697
다른 스캐폴드 기반 접근법이
10:23
scaffold-based비계 기반 approaches구혼.
255
611833
2503
분명히 필요합니다.
10:26
And when you think about designing설계
256
614336
2369
사실 새로운 스캐폴드법을
10:28
those other scaffolds비계, actually사실은,
257
616705
1638
기획하려면
10:30
you need a really multi-disciplinary다 분야 team.
258
618343
1971
정말 다양한 분야의 팀이 필요해요.
10:32
And so our team has chemists화학자,
259
620314
2065
저희 팀에는 화학자,
10:34
it has cell세포 biologists생물 학자, surgeons외과의 사, physicists물리학 자들 even,
260
622379
3377
세포생물학자, 외과의,
심지어 물리학자도 있습니다.
10:37
and those people all come together함께
261
625756
2030
그런 사람들이 한데 모여
10:39
and we think really hard단단한 about
designing설계 the materials기재.
262
627786
2411
물질을 디자인하는데
정말 많은 노력을 합니다.
10:42
But we want to make them have enough충분히 information정보
263
630197
2966
하지만 저희는 충분한 정보를 얻어
10:45
that we can get the cells세포들 to do what we want,
264
633163
2154
우리가 원하는대로 작동하는
세포를 얻을 수 있습니다.
10:47
but not be so complex복잡한 as to make it difficult어려운
265
635317
2377
하지만 너무 복잡해서 임상에 적용하기
10:49
to get to clinic진료소.
266
637694
1743
어려워서는 안되지요.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
그래서 저희가 정말 많이 노력하는 것
10:54
is really trying견딜 수 없는 to understand알다
268
642188
1795
가운데 하나는 신체 내 조직의
10:55
the structure구조 of the tissues티슈 in the body신체.
269
643983
2377
구조를 이해하는 것 입니다.
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
뼈를 생각하면
11:00
obviously명백하게 my own개인적인 favorite특히 잘하는 tissue조직,
271
648020
2624
제가 가장 좋아하는 조직인데,
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
확대해서 볼 수 있어요.
11:04
even if you don't know anything
about bone structure구조,
273
652201
1882
뼈의 구조에 대해 아무것도 몰라도
11:06
it's beautifully아름답게 organized조직 된,
really beautifully아름답게 organized조직 된.
274
654083
2545
뼈는 정말로 아름답게 조직되어 있어요.
11:08
We've우리는 lots of blood vessels혈관 in there.
275
656628
1887
그 안에 수많은 혈관이 있죠.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells세포들
276
658515
2339
더 자세히 들여다 보면
11:12
are actually사실은 surrounded둘러싸인 by a 3D matrix매트릭스
277
660854
2972
세포가 나노 크기 섬유질로 된
11:15
of nano-scale나노 스케일 fibers섬유, and they give a lot
278
663826
2171
3차원 배열로 둘러 싸여있고
11:17
of information정보 to the cells세포들.
279
665997
2182
이것들이 세포에 수많은 정보를
제공합니다.
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
더 자세히 들여다 보면
11:21
actually사실은 in the case케이스 of bone, the matrix매트릭스
281
669793
2201
사실 뼈의 경우에는
11:23
around the cells세포들 is beautifully아름답게 organized조직 된
282
671994
2151
세포를 둘러싼 배열이
나노 크기로
11:26
at the nano나노 scale규모, and it's a hybrid잡종 material자료
283
674145
2467
아름답게 조직되어 있습니다.
그것은 반쯤 유기질이자 반쯤은 무기질인
11:28
that's part부품 organic본질적인, part부품 inorganic무기의.
284
676612
2584
혼성 물질이에요.
11:31
And that's led to a whole완전한 field, really,
285
679196
2072
그것이 전체 분야가
11:33
that has looked보았다 at developing개발 중 materials기재
286
681268
2391
물질을 개발하도록 관심을 끌죠.
11:35
that have this hybrid잡종 kind종류 of structure구조.
287
683659
2748
이 물질들은 이와같은 형태의
혼성 구조를 가지고 있습니다.
11:38
And so I'm showing전시 here just two examples예제들
288
686407
3278
제가 여기 보여드리는 두 가지 예에서는
11:41
where we've우리는 made만든 some materials기재
that have that sort종류 of structure구조,
289
689685
3120
그런 구조를 갖는 물질을 만든 것인데요.
11:44
and you can really tailor재단사 it.
290
692805
1438
실질적으로 재단도 가능합니다.
11:46
You can see here a very squishy칙칙한 one
291
694243
2064
여기 보시는 질척한 것은
11:48
and now a material자료 that's also또한
this hybrid잡종 sort종류 of material자료
292
696307
4099
유사한 혼성 구조를 가진
물질인데
11:52
but actually사실은 has remarkable주목할 만한 toughness인성,
293
700406
1947
실제로는 놀라운 정도로 강인해서
11:54
and it's no longer더 길게 brittle다루기 힘든.
294
702369
1460
더이상 부러지지 않습니다.
11:55
And an inorganic무기의 material자료
would normally정상적으로 be really brittle다루기 힘든,
295
703829
2456
무기질 물질은 보통
잘 부러져서
11:58
and you wouldn't~ 않을거야. be able할 수 있는 to have
296
706285
1440
그 정도의 강도를
11:59
that sort종류 of strength and toughness인성 in it.
297
707725
2188
가질 수 없습니다.
12:01
One other thing I want to quickly빨리 mention언급하다 is that
298
709913
2489
짧게 말씀드릴 또 다른 하나는
12:04
many많은 of the scaffolds비계 we make
are porous다공성의, and they have to be,
299
712402
2715
저희가 만드는 많은 스캐폴드들이
다공성이라는 점이에요. 그래야만 하죠.
12:07
because you want blood vessels혈관 to grow자라다 in there.
300
715117
2103
왜냐하면 그 안으로
혈관이 자라야 하거든요.
12:09
But the pores모공 are actually사실은 oftentimes자주
301
717220
1877
하지만 사실 기공이 세포보다
12:11
much bigger더 큰 than the cells세포들,
302
719097
1293
훨씬 더 큰 경우도 있습니다.
12:12
and so even though그래도 it's 3D,
303
720390
1711
그래서 3차원으로 되어 있긴 하지만
12:14
the cell세포 might see it more
as a slightly약간 curved구부러진 surface표면,
304
722101
3355
세포는 그걸 액간 휘어진 곡면으로
간주하기도 해서
12:17
and that's a little bit비트 unnatural부 자연스러운.
305
725456
1676
약간 자연스럽지 못하기도 하죠.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
할 일을 생각해보면
12:21
is actually사실은 making만들기 scaffolds비계
with slightly약간 different다른 dimensions치수
307
729380
3148
사실 약간 다른 크기의 스캐폴드를
만드는 것입니다.
12:24
that might be able할 수 있는 to surround서라운드 your cells세포들 in 3D
308
732528
2793
그래서 세포를 3차원으로 에워싸서
12:27
and give them a little bit비트 more information정보.
309
735321
2569
더 많은 정보를 줄 수도 있을 겁니다.
12:29
And there's a lot of work going
on in both양자 모두 of these areas지역.
310
737890
3567
이 두 분야에는 많은 일이
진행되고 있습니다.
12:33
Now finally마침내, I just want to talk a little bit비트 about
311
741471
3969
이제 마지막으로 이런 것들을
12:37
applying신청 this sort종류 of thing to cardiovascular심장 혈관 disease질병,
312
745440
2708
심장병에 적용하는 것에 대해
조금 말씀드리려고 합니다.
12:40
because this is a really big clinical객관적인 problem문제.
313
748148
3263
왜냐하면 심장병은 임상적으로
정말 커다란 문제이거든요.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
우리가 알고 있는 것중에 하나는
12:46
unfortunately운수 나쁘게, if you have a heart심장 attack공격,
315
754996
2239
불행하게도, 심장마비에 걸리면
12:49
then that tissue조직 can start스타트 to die주사위,
316
757235
2902
그 조직은 괴사하기 시작합니다.
12:52
and your outcome결과 may할 수있다 not be very good over time.
317
760137
3751
시간이 지남에 따라 결과는
아주 나빠질 수도 있어요.
12:55
And it would be really great, actually사실은,
318
763888
1710
그래서 그렇게 괴사하는 세포를
12:57
if we could stop that dead죽은 tissue조직
319
765598
1919
죽지 않도록 하거나
되살아나게 할 수 있다면
12:59
either어느 한 쪽 from dying사망 or help it to regenerate재생하다.
320
767517
3985
그건 정말 대단한 일이 될 겁니다.
13:03
And there's lots and lots of stem줄기
cell세포 trials시련 going on worldwide세계적인,
321
771502
3248
세계적으로 줄기 세포 실험이
엄청나게 많이 수행되고 있는데요.
13:06
and they use many많은 different다른 types유형 of cells세포들,
322
774750
2072
그 실험들에서는 수많은
다양한 종류의 줄기세포가 사용됩니다.
13:08
but one common공유지 theme테마 that seems~ 같다 to be coming오는 out
323
776822
2352
하지만 공통적으로 나타나고 있는
한가지 주제는
13:11
is that actually사실은, very often자주, those cells세포들 will die주사위
324
779174
2999
실제로 이식하면 그 세포들이
13:14
once일단 you've implanted이식 된 them.
325
782173
1795
죽고 맙니다.
13:15
And you can either어느 한 쪽 put them into the heart심장
326
783968
1875
그 세포들을 심장이나 혈관계에
13:17
or into the blood system체계,
327
785843
2020
주입할 수는 있지만
13:19
but either어느 한 쪽 way, we don't seem보다 to be able할 수 있는
328
787863
2362
어떤 방법을 쓰든
13:22
to get quite아주 the right number번호 of cells세포들
329
790225
1867
딱 알맞는 수의 세포 혹은
13:24
getting점점 to the location위치 we want them to
330
792092
2242
우리가 주입하고 싶은 지점에
정확하게 주입하지 못하죠.
13:26
and being존재 able할 수 있는 to deliver배달 the sort종류 of beautiful아름다운
331
794334
4494
그리고 우리가 얻고 싶어하는
13:30
cell세포 regeneration재건 that we would like to have
332
798828
2740
이렇게 아름다운 세포 재생법을 통해
13:33
to get good clinical객관적인 outcomes결과.
333
801568
3417
좋은 임상 결과를
얻어내지 못하고 있습니다.
13:36
And so some of the things that we're thinking생각 of,
334
804985
1983
그래서 저희와 이 분야의 다른 많은 사람들이
13:38
and many많은 other people in the field are thinking생각 of,
335
806968
3121
생각한 것은
13:42
are actually사실은 developing개발 중 materials기재 for that.
336
810089
3006
그렇게 할 수 있는 물질을
개발하는 것이었어요.
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
하지만 거기에는 차이가 있습니다.
13:46
We still need chemistry화학, we still need mechanics역학,
338
814714
2210
저희는 여전히 화학과
기계가 필요로 합니다.
13:48
we still need really interesting재미있는 topography지형,
339
816924
2671
여전히 정말 흥미로운 형태 요소도 필요하죠.
13:51
and we still need really interesting재미있는
ways to surround서라운드 the cells세포들.
340
819595
2648
세포를 둘러쌀 수 있는 흥미로운 방법이
정말로 필요합니다.
13:54
But now, the cells세포들 also또한
341
822243
2511
하지만 이제
13:56
would probably아마 quite아주 like a material자료
342
824754
2025
그 세포는 아마 전이성을 갖는
13:58
that's going to be able할 수 있는 to be conductive전도성의,
343
826779
2018
물질과 아주 흡사합니다.
14:00
because the cells세포들 themselves그들 자신 will respond응창 성가 very well
344
828797
4209
왜냐하면 세포 그 자체는
아주 잘 반응하고
14:05
and will actually사실은 conduct행위 signals신호들
between중에서 themselves그들 자신.
345
833006
3479
세포간에 사실 신호를
주고 받으니까요.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
여기 세포들이
14:10
beating고동 synchronously동 기적으로 on these materials기재,
347
838001
2475
이 물질위에서 동시에
박동하는 것을 보실 수 있습니다.
14:12
and that's a very, very exciting흥미 진진한 development개발
348
840476
2779
저건 실제로 일어나는 아주 흥미로운
14:15
that's going on.
349
843255
2114
발달이에요.
14:17
So just to wrap덮개 up, I'd like to actually사실은 say that
350
845369
4824
이제 마치면서 제가 말씀드릴 바는
14:22
being존재 able할 수 있는 to work in this sort종류 of field,
351
850193
2356
이런 분야에서 일할 수 있다는 것이
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
이 분야에서 일하는 우리 모두는
정말 대단한 특원을 가진 겁니다.
14:26
that's not only super-exciting초 흥분 science과학,
353
854203
2509
사실 이 분야는 엄청나게 흥미로울 뿐 아니라
14:28
but also또한 has the potential가능성
354
856712
2046
환자에게 큰 영향을 줄
14:30
to impact충격 on patients환자,
355
858758
1968
가능성이 있으니까요.
14:32
however하나 big or small작은 they are,
356
860726
2430
그 영향이 크건 적건
14:35
is really a great privilege특권.
357
863156
1553
정말 대단한 특권입니다.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
그에 관해서는 여러분 모두에게도
감사를 드립니다.
14:39
Thank you.
359
867853
1317
감사합니다.
14:41
(Applause박수 갈채)
360
869170
4924
(박수)
Translated by K Bang
Reviewed by 한솜 이

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ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly 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."

More profile about the speaker
Molly Stevens | Speaker | TED.com