TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
Molly Stevens: O nouă modalitate de a dezvolta țesut osos
Filmed:
Readability: 4.3
1,271,408 views
Ce este necesar pentru a recrea țesut osos în cantități uriașe? Regenerarea clasică de țesut osos în care țesut osos este luat din șoldul pacientului și grefat pe osul deteriorat în altă parte a corpului - este limitată și poate provoca dureri mari la câțiva ani după operație. Într-o discuție informativă, Molly Stevens prezintă o nouă aplicație a celulelor stem care exploatează capacitatea înnascută a osului de a regenera și produce mari cantități de țesut osos fără durere.
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
Este în natura umană să dorim
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
să ne îmbunătățim sănătatea
și să minimizăm suferința,
și să minimizăm suferința,
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
orice ni s-ar întâmpla în viață,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
cancer, diabet, boală cardiacă,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
sau oase fracturate,
vom încerca să ne vindecăm.
vom încerca să ne vindecăm.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
Conduc un laborator de biomateriale,
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
și sunt fascinată de creativitatea oamenilor
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
în a folosi materiale
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
pentru corpul lor, de-a lungul timpului.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
De exemplu, această superbă
carcasă albastră de sidef.
carcasă albastră de sidef.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
Era folosită de Mayani,
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
ca înlocuitor artificial pentru dinți.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
Nu ne e clar de ce făceau asta.
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
E dificil, e rezistent,
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
Dar are și alte proprietăți utile.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
Pusă în osul maxilarului,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
putea fi asimilată de către maxilar.
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
Știm în prezent cu ajutorul
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
unor tehnologii sofisticatede imagistică
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
că asimilarea e posibilă
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
deoarece materialul e fabricat
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
cu minuțiozitate, are o compoziție uimitoare,
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
și o alcătuire superbă.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
Putem considera că
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
utilizarea acestei carcase sidefate
de către Mayani
de către Mayani
01:15
as the first real application
25
63408
1520
a fost prima aplicație reală
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
a tehnologiei bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
(Râsete)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
Dacă evaluăm de-a lungul timpului,
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
cei care au folosit diverse materiale
pentru corpul uman
pentru corpul uman
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
au fost adesea medicii
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
care și-au folosit creativitatea.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
Au folosit materiale existente.
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
Un exemplu preferat
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
este cel al lui Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
care a devenit
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
un oftalmolog renumit.
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
În al 2lea Război Mondial, a observat
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
că piloții se întorceau din misiuni
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
și că aveau în ochi
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
mici bucăți de material,
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
înfipte în ochi,
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
dar interesant
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
materialul nu cauza
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
nicio reacție inflamatorie.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
A analizat și a descoperit
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
că erau mici cioburi de plastic
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
care săreau de pe suprafața armelor.
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
Asta l-a făcut să propună ca materialul
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
să fie folosit pentru lentile intraoculare.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
numite PMMA și folosite
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
de milioane de oameni în fiecare an,
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
ajutând în prevenirea cataractei.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
Acest exemplu e unul foarte bun
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
pentru ca ne reamintește că pe vremuri,
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
oamenii adesea alegeau materiale
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
pentru ca erau bio-inerte.
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
Scopul lor principal era o funcție mecanică.
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
Le puneai în corp,
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
și ele împiedicau reacțiile adverse.
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
Ce vreau sa vă arăt este că
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
în medicina regeneratoare,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
ne-am depărtat total de ideea
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
de a folosi materiale bio-inerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
Acum căutam continuu materiale
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
bioactive care pot interacționa cu corpul,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
și mai mult, dacă le punem în corp,
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
să-și îndeplinească funcția
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
și apoi să se dizolve în timp.
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
Această schemă arată
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
cum vedem acum tipic
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
această abordare a ingineriei de țesut.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
Avem celule, de obicei ale pacientului.
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
Acestea pot fi puse pe un material,
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
și putem face acel material
foarte complex dacă vrem,
foarte complex dacă vrem,
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
crescându-l în laborator,
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
sau direct în corpul pacientului.
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
E o abordare folosită peste tot în lume,
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
inclusiv în laboratorul nostru.
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
Dar unul dintre aspectele importante
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
când vorbim despre celulele stem
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
e faptul că aceste celule
pot lua diferite forme,
pot lua diferite forme,
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
și pot deveni celule diferite.
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
Vrem să ne asigurăm că mediul
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
în care le inserăm include destule informații
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
pentru ca ele să devină tipul corect
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
de țesut specializat.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
Considerând diversele tipuri de țesuturi
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
folosite pentru regenerare
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
peste tot în lume și în toate
laboratoarele de pe planetă,
laboratoarele de pe planetă,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
în această categorie sunt incluse
toate țesuturile imaginabile.
toate țesuturile imaginabile.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
De fapt, structura acestor țesuturi
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
diferă foarte mult și va depinde
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
dacă pacientul suferă de o boală ascunsă
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
sau alte condiții, determinând cum
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
va fi regenerat acest țesut.
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
Vor trebui luate în calcul materialele
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
care trebuie folosite cu mare atenție,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
biochimia lor, mecanica lor,
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
și multe alte proprietăți.
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
Țesuturile noastre au toate
capacități de renegerare variate,
capacități de renegerare variate,
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
și aici îl avem pe bietul Prometeu,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
care și-a ales o meserie riscantă,
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
ajungând să fie pedepsit de zeii greci.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
A fost legat de o piatră
și un vulture venea
și un vulture venea
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
zilnic să îi mănânce ficatul.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
Dar, evident, ficatul se regenera zilnic,
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
deci era pedepsit cu această oroare zilnică
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
de către zei pentru eternitate.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
Ficatul chiar se regenerează admirabil,
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
dar dacă ne gândim la alte țesuturi,
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
ca de exemplu, cartilajul,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
chiar o crestătură mică va face
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
regenerarea cartijalului dificilă.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
Deci e diferit de la țesut la țesut.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
Oasele sunt undeva la mijloc.
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
E unul din țesuturile
la care lucrăm intens în laborator.
la care lucrăm intens în laborator.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
Oasele sunt bune la capitolul reparare.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
Trebuie să fie.
Cu toții probabil am avut fracturi
Cu toții probabil am avut fracturi
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
la un anumit moment.
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
Și unul din modurile în care
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
este reparată o fractură,
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
e procedura aceasta,
numită recoltare din creasta iliacă.
numită recoltare din creasta iliacă.
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
Chirurgul ia o mostră
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
de os din creasta iliacă,
05:11
which is just here,
125
299459
1378
localizată aici,
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
și o transplantează în alt loc din corp.
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
Merge foarte bine
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
pentru că sunt oasele pacientului
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
și sunt bine vascularizate,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
asigurând o alimentare cu sânge bună.
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
Problema e că nu poate fi extras foarte mult,
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
și de asemenea când faci o asemenea operație,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
pacientul poate avea dureri mari
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
în locul grefei,
și la doi ani după operație.
și la doi ani după operație.
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
Așa că ne-am gândit,
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
considerând nevoia uriașă de țesut osos,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
și știind că recoltarea din creasta iliacă
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
are multe dezavantaje,
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
că poate am reuși să recreăm
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
generarea de os în corp la cerere,
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
ca apoi s-o putem transplanta
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
fără efecte secundare dureroase,
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
ca la recoltarea din creasta iliacă?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
Asta am încercat
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
abordând ingineria de țesut clasică,
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
dar gândind-o oarecum diferit.
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
Am simplificat-o mult,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
am eliminat multe etape.
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
Am eliminat recoltarea de celule de la pacient,
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
folosirea de compuși sofisticați,
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
și am eliminat nevoia de
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
a cultiva tipare structurale în laborator.
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
Ne-am axat pe materiale,
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
simplificând sistemul,
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
dar folosindu-l într-un mod inovator,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
am reușit să generăm cantități enorme
de țesut osos,
de țesut osos,
06:32
using this approach.
157
380877
1646
cu această abordare.
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
Deci am folosit corpul
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
pe post de catalizator
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
să creăm mult țesut osos.
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
Am numit această nouă abordare
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
'bioreactor in vivo', și am obținut astfel
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
cantități uriașe de țesut osos.
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
Voi explica pe etape.
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
Iată ce am făcut:
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
oamenii au un strat de celule stem
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
pe exteriorul oaselor lungi,
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
strat numit periost,
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
care de obicei
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
e foarte strâns legat de osul de bază,
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
conținând celule stem.
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
Aceste celule stem sunt importante
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
în dezvoltarea embrionului,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
și de asemenea se activează
când suferim o fractură,
când suferim o fractură,
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
pentru a repara osul.
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
Deci am luat acest strat periost,
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
și am gândit un mod de a injecta dedesubt
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
un lichid care, în 30 de secunde,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
se transforma într-un gel rigid,
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
care ridică și desprinde stratul periost de os.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
Astfel creează, în esență,
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
o cavitate artificială între os
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
și acest strat bogat în celule stem.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
Apoi facem o incizie-orificiu,
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
pentru a împiedica
alte celule din corp să invadeze,
alte celule din corp să invadeze,
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
iar această cavitate artificială
acționează ca un bioreactor in vivo,
acționează ca un bioreactor in vivo,
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
proliferează aceste celule stem,
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
putând forma mult țesut nou,
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
și apoi cu timpul,
acest țesut poate fi recoltat
acest țesut poate fi recoltat
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
și folosit în altă parte a corpului.
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
Această imagine reprezintă histologia
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
procesului,
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
și în esență, vedem
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
uriașe cantități de țesut osos.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
În imagine vedeți centrul piciorului,
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
deci măduva osoasă,
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
apoi osul original,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
iar unde acesta se termină,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
la stânga este noul os
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
crescut în acea cavitate bioreactoare.
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
Poate fi mărită și mai mult.
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
Delimitarea pe care o vedeți
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
între osul original și cel nou
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
acționează ca limită de recoltare,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
așa că acum chirurgul poate interveni
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
și recolta acest os nou,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
stratul periost putând crește din nou.
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
Pacientul rămâne cu piciorul
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
în același stadiu
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
în care ar fi fost fără operație.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
deci fără dureri după operație,
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
spre deosebire de recoltarea
din creasta iliacă.
din creasta iliacă.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
Diferite cantități de os pot fi crescute,
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
în funcție de cât de mult gel e adăugat,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
procedura depinzând de cererea pacientului.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
La momentul când am făcut asta,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
am atras multă atenție din partea presei,
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
pentru că era o modalitate elegantă
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
de a genera nou țesut osos,
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
și am primit multe telefoane
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
de la oameni interesați
în a folosi această practică.
în a folosi această practică.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
Și sincer,
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
câteodată aceste telefoane erau foarte ciudate,
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
destul de neașteptate,
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
și cel mai interesant
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
apelator pe care l-am avut,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
a fost o echipă de fotbaliști americani
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
care doreau cu toții să aibă cranii de grosime dublă
09:25
made on their head.
229
553866
4281
făcute dupa modelul craniilor lor.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
Așa că există într-adevăr asemenea cerințe,
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
și bineînțeles, fiind din Marea Britanie,
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
și de asemenea copilărind in Franța,
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
am tendința de a spune lucrurilor pe nume,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
așa că a trebuit să le explic amabil
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
că în cazul lor,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
probabil nu ar fi fost foarte mult
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
de protejat oricum.
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
(Râsete)
09:49
(Applause)
239
577481
1253
(Aplauze)
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
Asta este abordarea noastră,
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
am folosit materiale simple,
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
am gândit-o cu mare atenție.
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
Acum știm de fapt că aceste celule
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
în corp și în embrionul în dezvoltare
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
pot genera diferite țesuturi, cartilaje,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
așa că am creat un gel oarecum diferit
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
în compoziție printr-un alt procedeu chimic
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
reușind să obținem
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
100% cartilaj.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
Această abordare se pretează bine
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
pentru proceduri planificate din timp,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
dar oricum necesită planificare anticipată.
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
Desigur, pentru alte genuri de operații,
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
e nevoie de alte
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
abordări pe bază de structuri.
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
Când considerăm proiectarea
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
acestor structuri, de fapt,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
e nevoie de o echipă multi-disciplinară.
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
Așa că echipa noastră are chimiști,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
microbiologi, chirurgi, chiar și fizicieni,
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
toți lucrează împreună,
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
intens pentru a crea aceste materiale.
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
Dar vrem să le furnizăm destulă informație
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
pentru a determina celulele să acționeze cum ne dorim,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
dar nu complicat încât sa devină dificil
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
să ajungem la stadiul clinic.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
Ce încercăm este
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
să înțelegem cu adevărat
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
structura țesutului în corpul uman.
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
Dacă ne gândim la țesutul osos,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
evident țesutul meu preferat,
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
uitându-ne cu atenție, putem vedea,
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
chiar și fără cunoștiințe de structura osului,
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
că e organizat de-a dreptul spectaculos.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
Avem o mulțime de vase de sânge acolo.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
Privind cu atenție, vedem că aceste celule
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
sunt de fapt înconjurate de o matrice 3D
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
de fibre la scară nano, care transmit o multitudine de
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
informații celulelor.
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
Și dacă ne uităm mai atent,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
vedem, în cazul oaselor, că matricea
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
din jurul celulelor e organizată spectaculos
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
la scară nano, fiind un material hibrid,
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
în parte organic, în parte anorganic.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
Asta a dus la dezvoltarea unui nou domeniu
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
care cercetează dezvoltarea materialelor
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
cu acest tip de structură hibridă.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
Vă voi arăta acum doar două exemple
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
de materiale realizate cu acest tip de structură
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
pe care o poți cu adevărat modela.
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
Vedeți aici una de-a dreptul moale,
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
și acum un material hibrid,
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
dar cu o duritate remarcabilă,
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
nefiind deloc fragil.
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
Un material anorganic ar fi de obicei frgil,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
și nu ar putea avea
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
acea duritate și rezistență.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
Un alt aspect este că
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
multe din structuri sunt poroase,
trebuie să fie,
trebuie să fie,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
pentru că e nevoie de vase de sânge
care să crească acolo.
care să crească acolo.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
Dar porii sunt adesea
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
mult mai mari decât celulele,
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
așa că deși este 3D,
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
celula poate s-o perceapă mai degrabă
ca pe o suprafață puțin curbată,
ca pe o suprafață puțin curbată,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
și asta e puțin ne-natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
Un lucru la care ne putem gândi
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
e de a proiecta structuri cu dimensiuni diferite
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
capabile să înconjoare celulele în 3D
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
și să le ofere mai multă informație.
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
Există cercetări în desfășurare în ambele direcții.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
În final, vreau să vă spun despre
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
aplicațiile în bolile cardiovasculare,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
pentru că asta reprezintă o mare problemă clinică.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
Știm că, din nefericire,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
dacă suferi un infarct,
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
țesutul poate începe să moară,
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
și consecințele nu vor fi foarte bune în timp.
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
Ar fi deci minunat
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
dacă am putea opri aceast țesut să moară
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
sau dacă l-am ajuta să se regenereze.
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
Sunt multe cercetări cu celule stem în lume,
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
care folosesc multe feluri diferite de celule,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
dar o temă comună pare a fi că
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
foarte des aceste celule vor muri
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
odată ce au fost implantate.
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
Le poți implanta în inimă,
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
ori în sânge,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
dar se pare că nu reușim
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
să obținem numarul exact de celule
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
în locul unde ne-am dori
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
și nu putem crea acest minunat proces
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
de regenerare a celulelor pe care ni l-am dori
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
pentru a avea consecințe clinice bune.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
Așa ca unele idei pe care le-am avut,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
și pe care mulți alții în acest domeniu le-au avut,
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
sunt să creem materiale pentru asta.
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
Dar există o diferență.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
Încă avem nevoie de chimie, de mecanică,
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
încă avem nevoie de topografie interesantă,
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
și încă avem nevoie de posibilități interesante de a înconjura celulele.
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
Dar celulele de asemenea
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
probabil ar avea nevoie de un material
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
care va putea fi conductibil,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
deoarece celulele însuși răspund foarte bine
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
și chiar vor conduce semnale între ele.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
Le puteți vedea acum,
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
bătând în sincron pe aceste materiale,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
și această etapă în dezvoltare
14:15
that's going on.
349
843255
2114
este de-a dreptul captivantă.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
În încheiere, aș dori să spun
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
că posibilitatea de a lucra în acest domeniu,
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
atât pentru mine cât și pentru toți ceilalți,
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
este nu numai știință super-fascinantă,
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
dar are de asemenea potențialul
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
de a avea un impact asupra pacienților,
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
oricât de mic sau mare,
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
și este cu adevărat un privilegiu.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
Și pentru asta, aș dori să vă mulțumesc tuturor..
14:39
Thank you.
359
867853
1317
Mulțumesc.
14:41
(Applause)
360
869170
4924
(Aplauze)
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