TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
Molly Stevens: Phương pháp mới để tái tạo xương
Filmed:
Readability: 4.3
1,271,408 views
Làm gì để tái tạo xương với số lượng lớn? Cách tái tạo xương thông thường - xương được lấy từ hông bệnh nhân và ghép vào vùng xương hỏng trên cơ thể - phương pháp này có nhiều hạn chế và có thể gây ra đau đớn suốt nhiều năm sau khi phẫu thuật. Trong bài nói chuyện bổ ích này, Molly Stevens giới thiệu một ứng dụng tế bào gốc, khai thác khả năng bẩm sinh của xương và sản xuất số lượng lớn mô xương mà không gây đau đớn.
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
Là con người,
bản chất của chúng ta là
bản chất của chúng ta là
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
muốn nâng cao sức khỏe
và giảm thiểu nỗi đau.
và giảm thiểu nỗi đau.
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
Bất cứ điều gì
cuộc sống mang đến cho chúng ta
cuộc sống mang đến cho chúng ta
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
dù là bệnh ung thư, tiểu đường, bệnh tim
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
hay ngay cả gãy xương,
chúng ta đều muốn nỗ lực và khỏe mạnh hơn.
chúng ta đều muốn nỗ lực và khỏe mạnh hơn.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
HIện nay, tôi là trưởng phòng thí nghiệm
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
và tôi yêu thích
cách con người sử dụng nguyên vật liệu
cách con người sử dụng nguyên vật liệu
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
theo nhiều cách sáng tạo
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
trong cơ thể theo thời gian.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
Lấy vỏ xà cừ màu xanh xinh đẹp này
làm ví dụ.
làm ví dụ.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
Nó từng được người Maya sử dụng
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
để làm răng giả.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
Chúng ta không rõ
vì sao họ làm thế.
vì sao họ làm thế.
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
Nó cứng. Nó bền.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
Nhưng nó cũng có thuộc tính tốt đẹp khác.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
Thực tế khi họ đặt nó vào xương hàm,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
nó có thể tích hợp vào trong hàm,
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
và chúng ta hiện nay biết rằng
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
với công nghệ mô phỏng phức tạp
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
một phần của sự tích hợp đó
đến từ thực tế
đến từ thực tế
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
những vật liệu này được thiết kế
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
theo một cách riêng,
chất hóa học tốt,
chất hóa học tốt,
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
có kiểu dáng đẹp.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
Và theo tôi, có nhiều cách
chúng ta có thể nghĩ đến
chúng ta có thể nghĩ đến
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
việc sử dụng vỏ xà cừ xanh
và người Maya
và người Maya
01:15
as the first real application
25
63408
1520
như một ứng dụng thực tiễn đầu tiên
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
của công nghệ Bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
(Cười)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
Nhưng nếu ta bước đi
và ngẫm nghĩ xuyên suốt lịch sử
và ngẫm nghĩ xuyên suốt lịch sử
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
cách mà con người sử dụng
nguyên liệu khác nhau trong cơ thể
nguyên liệu khác nhau trong cơ thể
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
thường xuyên đó là bác sĩ
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
những con người rất sáng tạo.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
Họ lấy từ vỏ xà cừ làm nhiều thứ.
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
Một trong những ví dụ yêu thích của tôi
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
là về ông Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
một bác sĩ nhãn khoa nổi tiếng
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
hay ít nhất đã trở thành
một bác sĩ nhãn khoa nổi tiếng
một bác sĩ nhãn khoa nổi tiếng
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
Trong suốt Thế Chiến thứ 2,
những gì ông thấy
những gì ông thấy
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
là các phi công trở về
sau khi hoàn thành nhiệm vụ
sau khi hoàn thành nhiệm vụ
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
và ông nhận thấy trong mắt họ
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
có nhiều mảnh vụn vỡ của vật khác
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
nằm trong mắt họ,
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
nhưng điều thú vị ở chỗ
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
những vật này không gây ra
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
bất cứ viêm sưng nào cả.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
Vì thế ông tìm hiểu về điều này
và nhận ra
và nhận ra
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
thực sự vật đó là
những mảnh nhựa vụn
những mảnh nhựa vụn
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
của vòm chiếc phi cơ Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
Và điều này đã dẫn ông đến
việc đề xuất nguyên liệu này
việc đề xuất nguyên liệu này
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
như một nguyên liệu mới cho mắt kính.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
Nó gọi là PMMA,
và ngày nay
và ngày nay
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
nó được hàng ngàn người sử dụng mỗi năm
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
và giúp phòng bệnh đục thủy tinh thể
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
Và tôi nghĩ
đó thực sự là một ví dụ điển hình,
đó thực sự là một ví dụ điển hình,
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
bởi vì nó gợi nhớ
về những ngày đầu
về những ngày đầu
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
con người chọn các nguyên liệu
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
với tiêu chí
chúng là nguyên liệu trơ (lành tính).
chúng là nguyên liệu trơ (lành tính).
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
Mục đích là thực hiện chức năng cơ học.
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
Bạn sẽ đặt nó vào cơ thể
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
và sẽ không gặp phản ứng phụ.
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
Và cái tôi muốn chỉ cho bạn là
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
trong ngành y dược tái tạo
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
chúng ta thực sự chuyển đổi từ ý tưởng
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
dùng vật liệu sinh học trơ.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
Chúng ta trực tiếp tìm kiếm các vật liệu
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
có hoạt tính sinh hoạt,
tương tác với cơ thể con người,
tương tác với cơ thể con người,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
và hơn nữa chúng ta
có thể cấy vào trong cơ thể,
có thể cấy vào trong cơ thể,
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
chúng sẽ thực hiện chức năng của mình,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
và sau đó chúng sẽ tan biến
theo thời gian
theo thời gian
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
Sơ đồ này
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
sẽ chỉ cho bạn thấy
điều mà chúng tôi nghĩ đến
điều mà chúng tôi nghĩ đến
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
như là một phương pháp kỹ thuật mô điển hình.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
Ở đó chúng tôi lấy các tế bào,
chủ yếu từ bệnh nhân.
chủ yếu từ bệnh nhân.
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
Chúng ta có thể đặt chúng vào 1 vật liệu
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
và có thể thực hiện
với vật liệu phức tạp nếu muốn
với vật liệu phức tạp nếu muốn
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
chúng ta cũng có thể
nuôi lớn nó trong phòng thí nghiệm
nuôi lớn nó trong phòng thí nghiệm
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
hoặc cấy trực tiếp
vào cơ thể người bệnh.
vào cơ thể người bệnh.
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi
trên thế giới,
trên thế giới,
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
bao gồm cả phòng thí nghiệm của chúng tôi.
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
Nhưng một trong những điều quan trọng
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
khi chúng ta nghĩ về các tế bào gốc
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
hiển nhiên rằng
các tế bào gốc có thể khác nhau,
các tế bào gốc có thể khác nhau,
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
và chúng sẽ trở thành
những tế bào khác biệt
những tế bào khác biệt
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
vì thế chúng ta muốn đảm bảo rằng
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
môi trường mà chúng ta đưa chúng vào
phải đủ thông tin
phải đủ thông tin
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
để chúng có thể trở thành
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
đúng loại mô chuyên dụng.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
Và nếu chúng ta nghĩ về
các loại mô khác nhau
các loại mô khác nhau
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
mà con người đang tìm kiếm
khả năng tái tạo
khả năng tái tạo
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
khắp nơi trên thế giới,
trong tất cả các phòng thí nghiệm
trong tất cả các phòng thí nghiệm
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
có vô vàn các loại mô
mà bạn có thể nghĩ tới.
mà bạn có thể nghĩ tới.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
và thực tế cấu trúc của các mô đó
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
hoàn toàn khác nhau,
và phụ thuộc vào
và phụ thuộc vào
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
bệnh tình của người bệnh
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
trong các điều kiện khác nhau,
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
cũng như phụ thuộc vào cách
mà bạn tái tạo mô
mà bạn tái tạo mô
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
và bạn cần suy xét cẩn thận
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
về các vật liệu sẽ được sử dụng,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
cũng như suy xét đến hóa sinh, cơ học
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
và nhiều thuộc tính khác nữa.
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
Các mô của chúng ta
có các khả năng tái tạo
có các khả năng tái tạo
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
chúng ta hãy xem Prometheus tội nghiệp
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
người đã có một lựa chọn khá khó khăn
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
và đã bị thần Hy Lạp trừng phạt.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
Anh bị cột vào một tảng đá,
và đại bàng bay đến
và đại bàng bay đến
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
ăn lá gan của anh mỗi ngày
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
Nhưng hiển nhiên lá gan của anh
sẽ tái sinh hàng ngày.
sẽ tái sinh hàng ngày.
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
và như thế ngày qua ngày
anh bị các vị thần
anh bị các vị thần
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
trừng phạt cho đến muôn đời.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
Gan sẽ tái sinh theo cách tuyệt vời này,
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
nhưng thực tế
đối với các loại mô khác,
đối với các loại mô khác,
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
như sụn chẳng hạn,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
ngay cả với vết cắt nhỏ nhất,
bạn sẽ nhận ra rằng
bạn sẽ nhận ra rằng
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
thật khó để tái tạo sụn của mình.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
Vì thế tái tạo sẽ rất khác nhau
giữa mô này với mô kia.
giữa mô này với mô kia.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
Xem nào, xương cũng nằm trong số đấy,
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
đây là một trong những mô chính
chúng tôi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
chúng tôi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
Và xương rất giỏi chữa lành.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
Nó phải là thế.
Có thể chúng ta bị gãy xương
Có thể chúng ta bị gãy xương
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
ở nơi này hay nơi khác.
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
Và một trong những cách
mà bạn có thể nghĩ đến
mà bạn có thể nghĩ đến
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
để hồi phục xương gãy
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
là phương thức này, được gọi là
ghép xương chậu.
ghép xương chậu.
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
Và việc bác sĩ phẫu thuật làm
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
là lấy một ít xương ở xương chậu
05:11
which is just here,
125
299459
1378
ở đây này,
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
và cấy vào nơi khác trong cơ thể
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
Nó thực sự rất hiệu quả,
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
vì đó là xương của chính bạn.
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
nó có mạch máu
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
có nghĩa là
nó có nguồn cung cấp máu dồi dào
nó có nguồn cung cấp máu dồi dào
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
Nhưng vấn đề là
dù bạn lấy bao nhiêu
dù bạn lấy bao nhiêu
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
khi bạn thực hiện ca mổ
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
bệnh nhân sẽ phải chịu đau đớn
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
tại vùng mổ lên đến 2 năm
sau ca phẫu thuật.
sau ca phẫu thuật.
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
Vì thế điều chúng tôi nghĩ đến
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
xương có nhu cầu phục hồi rất lớn
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
nhưng phương pháp dùng xương chậu
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
còn nhiều hạn chế
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
có thể chúng ta tái tạo
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
quá trình sinh sản
của xương trong cơ thể
của xương trong cơ thể
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
theo nhu cầu
và có thể cấy ghép
và có thể cấy ghép
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
mà không để lại di chứng đau đớn
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
như khi ghép xương chậu?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
Và đây là việc chúng tôi làm,
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
cách làm dựa trên phương pháp
kỹ thuật mô điển hình
kỹ thuật mô điển hình
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
nhưng thực sự suy nghĩ về nó
theo những cách khác nhau.
theo những cách khác nhau.
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
Chúng tôi đã đơn giản hoá nó rất nhiều,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
như thế chúng tôi loại bỏ được nhiều bước.
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
Chúng tôi không cần
các tế bào lấy từ bệnh nhân,
các tế bào lấy từ bệnh nhân,
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
chúng tôi bỏ qua
việc đưa chúng vào các phản ứng hóa học màu mè
việc đưa chúng vào các phản ứng hóa học màu mè
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
chúng tôi bỏ qua
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
việc lắp giàn giáo trong phòng thí nghiệm
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
Và cái chúng tôi thực sự chú trọng
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
là hệ thống vật liệu
và cách làm cho chúng trở nên đơn giản
và cách làm cho chúng trở nên đơn giản
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
nhưng vì từng sử dụng nó
một cách khéo léo
một cách khéo léo
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
chúng tôi có thể tạo ra một số lượng lớn xương
06:32
using this approach.
157
380877
1646
bằng phương pháp này.
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
Vì thế chúng tôi đã sử dụng cơ thể
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
như chất xúc tác để giúp con người
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
sản sinh ra nhiều xương mới.
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
Và chúng tôi gọi phương pháp đó là
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
phản ứng sinh học trong cơ thể,
và chúng tôi có thể tạo ra
và chúng tôi có thể tạo ra
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
một số lượng lớn xương
nhờ phương pháp này
nhờ phương pháp này
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
Tôi sẽ chia sẻ với các bạn điều này.
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
Những gì chúng tôi làm là,
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
ở loài người
có một lớp tế bào gốc
có một lớp tế bào gốc
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
ở bên ngoài xương dài
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
Lớp đó gọi là màng xương
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
Lớp màng này thông thường
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
được bao bọc chặt chẽ với xương bên trong
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
và nó có tế bào gốc trong đó.
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
Những tế bào gốc đó
thực sự quan trọng
thực sự quan trọng
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
trong phôi thai trong giai đoạn phát triển.
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
và chúng bừng tỉnh nếu bạn có gãy xương
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
để giúp bạn sửa chữa xương.
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
Vì vậy, chúng tôi dùng lớp màng xương đó
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
và phát triển một phương pháp
tiêm bên dưới nó một chất lỏng,
tiêm bên dưới nó một chất lỏng,
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
trong vòng 30 giây,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
sẽ chuyển thành một chất gien cứng
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
và thực sự có thể nhấc màng xương
ra khỏi xương.
ra khỏi xương.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
Do đó, về bản chất,
nó tạo ra một lỗ hổng nhân tạo
nó tạo ra một lỗ hổng nhân tạo
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
đó là ngay bên cạnh xương
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
nhưng cũng làm dày lớp tế bào gốc.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
Và chúng tôi đi qua
một đường rạch trong lỗ kim
một đường rạch trong lỗ kim
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
để không tế bào nào trong cơ thể
có thể lọt vào
có thể lọt vào
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
và những gì xảy ra là
lỗ hổng phản ứng sinh học đó
lỗ hổng phản ứng sinh học đó
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
có thể dẫn đến
sự gia tăng của các tế bào gốc sau đó,
sự gia tăng của các tế bào gốc sau đó,
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
và chúng có thể tạo ra
nhiều tế bào mới,
nhiều tế bào mới,
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
và sau đó theo thời gian,
bạn có thể thu hoạch mô đó
bạn có thể thu hoạch mô đó
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
rồi sử dụng nó
ở nơi khác trong cơ thể.
ở nơi khác trong cơ thể.
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
Đây là một bước ngoặt lịch sử
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
những gì chúng ta nhìn nhận
khi chúng tôi làm điều đó,
khi chúng tôi làm điều đó,
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
và về cơ bản những gì chúng ta thấy
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
là một số lượng xương rất lớn.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
Vì vậy, trong ảnh này,
bạn có thể thấy đầu gối,
bạn có thể thấy đầu gối,
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
các tủy xương,
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
sau đó, bạn có thể thấy xương gốc,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
và bạn có thể nhìn thấy
chỗ xương gốc kết thúc,
chỗ xương gốc kết thúc,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
và chỉ để còn lại đó là xương mới
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
nó phát triển
trong khoang phản ứng sinh học đó,
trong khoang phản ứng sinh học đó,
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
và thực sự bạn có thể
làm cho nó rộng hơn
làm cho nó rộng hơn
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
Và ranh giới mà bạn thấy
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
giữa xương gốc và xương mới
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
như là một điểm yếu rất nhỏ,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
vì vậy bác sĩ phẫu thuật
có thể dùng phương pháp này
có thể dùng phương pháp này
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
có thể thu được xương mới,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
và màng xương
có thể phát triển trở lại,
có thể phát triển trở lại,
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
quay trở lại với cái chân
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
trong cùng một loại môi trường
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
Giả sử bạn không phẫu thuật trên nó
trong lần đầu tiên.
trong lần đầu tiên.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
Vì vậy, khả năng đau đớn hậu phẫu
là rất nhỏ
là rất nhỏ
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
so với phương pháp ghép xương chậu.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
Và bạn có thể nuôi lớn
nhiều lượng xương lớn khác nhau
nhiều lượng xương lớn khác nhau
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
tùy thuộc vào liều lượng gel
bạn cho vào,
bạn cho vào,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
Vì vậy, đó thực sự là
một loại yêu cầu về thủ tục.
một loại yêu cầu về thủ tục.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
Bây giờ, tại thời điểm
thực hiện công việc này
thực hiện công việc này
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
chúng tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tậm
của báo chí,
của báo chí,
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
bởi vì nó thực sự
là một phương pháp hay
là một phương pháp hay
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
để tạo ra xương mới,
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
và chúng tôi nhận được rất nhiều liên hệ
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
từ những người khác nhau
quan tâm đến phương pháp này.
quan tâm đến phương pháp này.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
Và tôi sẽ chỉ cho bạn biết,
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
đôi khi những người liên hệ đến
rất lạ lùng,
rất lạ lùng,
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
hơi bất ngờ,
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
và thú vị nhất,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
nói như thế này đi,
tôi đã nhận được liên hệ
tôi đã nhận được liên hệ
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
từ một nhóm các cầu thủ bóng đá Mỹ
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
tất cả họ muốn có hộp sọ
dày gấp đôi
dày gấp đôi
09:25
made on their head.
229
553866
4281
trên đầu mình.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
Và vì có những mối liên hệ kiểu này
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
và dĩ nhiên, là người Anh
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
và cũng lớn lên ở Pháp,
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
Tôi có xu hướng không giữ ý tứ,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
vì thế tôi đã phải giải thích cho họ
một cách rất lịch sự
một cách rất lịch sự
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
rằng trong trường hợp cụ thể của họ,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
có lẽ không có nhiều thứ lắm
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
để bảo vệ lúc ban đầu.
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
(Tiếng cười)
09:49
(Applause)
239
577481
1253
(Vỗ tay)
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
Vì vậy, đây là phương pháp của chúng tôi,
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
và nó là những vật liệu đơn giản,
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
nhưng chúng tôi đã nghĩ về nó
một cách cẩn thận.
một cách cẩn thận.
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
Và thực sự chúng ta biết rằng
những tế bào này
những tế bào này
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
trong cơ thể, trong phôi thai,
khi chúng phát triển
khi chúng phát triển
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
có thể tạo thành một loại mô khác, sụn,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
và vì thế chúng tôi phát triển
một gien hơi khác so với trong tự nhiên
một gien hơi khác so với trong tự nhiên
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
và một chất hóa học khác đi một chút,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
đặt nó ở đó,
và chúng ta có thể có được
và chúng ta có thể có được
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
100 phần trăm sụn thay thế.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
Và cách tiếp cận này thực sự hiệu quả,
tôi nghĩ vậy
tôi nghĩ vậy
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
về thủ tục chuẩn bị kế hoạch,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
nhưng có gì đó
bạn phải lên kế hoạch trước.
bạn phải lên kế hoạch trước.
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
Như vậy, đối với các ca phẫu thuật,
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
chắc chắn có một nhu cầu
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
về các phương pháp
dựa trên lắp đặt giàn giáo khác.
dựa trên lắp đặt giàn giáo khác.
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
Và khi nghĩ về thiết kế
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
những giàn giáo khác,
trên thực tế,
trên thực tế,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
bạn cần một đội ngũ đa ngành.
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
Và do đó nhóm của chúng tôi
có nhà hóa học,
có nhà hóa học,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
nhà sinh học tế bào, bác sĩ phẫu thuật,
thậm chí nhà vật lý,
thậm chí nhà vật lý,
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
và tất cả mọi người đến với nhau
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
và chúng tôi suy nghĩ nhiều
về việc thiết kế các vật liệu.
về việc thiết kế các vật liệu.
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
Nhưng chúng tôi muốn làm cho họ
có đầy đủ thông tin
có đầy đủ thông tin
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
rằng chúng tôi có thể có các tế bào
để làm những gì mình muốn,
để làm những gì mình muốn,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
nhưng không quá phức tạp
như gây khó khăn
như gây khó khăn
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
khi đến phòng khám.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
Và như vậy là một trong những điều
chúng tôi suy nghĩ về rất nhiều
chúng tôi suy nghĩ về rất nhiều
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
cố gắng để hiểu
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
cấu trúc của các mô trong cơ thể.
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
Và vì vậy, nếu chúng ta nghĩ đến xương,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
dĩ nhiên là mô yêu thích của tôi,
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
chúng tôi phóng to,
chúng ta có thể thấy,
chúng ta có thể thấy,
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
ngay cả khi bạn không biết
bất cứ điều gì về cấu trúc xương,
bất cứ điều gì về cấu trúc xương,
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
nó được cơ cấu đẹp,
thực sự đẹp.
thực sự đẹp.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
Chúng ta có rất nhiều
các mạch máu ở đó.
các mạch máu ở đó.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
Và nếu phóng to một lần nữa,
chúng ta thấy rằng các tế bào
chúng ta thấy rằng các tế bào
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
thực sự được bao quanh
bởi một ma trận 3D sợi nano
bởi một ma trận 3D sợi nano
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
, và chúng cung cấp
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
rất nhiều thông tin cho các tế bào.
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
Và nếu phóng to một lần nữa,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
trên thực tế, trong trường hợp của xương,
ma trận quanh các tế bào
ma trận quanh các tế bào
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
được tổ chức một cách đẹp đẽ
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
ở quy mô nano,
và nó là một vật liệu pha
và nó là một vật liệu pha
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
đó là một phần hữu cơ,
một phần vô cơ.
một phần vô cơ.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
Và điều đó dẫn tới một trường tổng thể,
thực sự,
thực sự,
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
nhìn vào vật liệu đang phát triển
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
có loại cấu trúc lai.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
Và do đó, tôi đưa ra hai ví dụ ở đây
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
chúng tôi đã làm một số vật liệu
có loại cấu trúc kiểu đó,
có loại cấu trúc kiểu đó,
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
và bạn thực sự có thể thay đổi nó.
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
Bạn có thể thấy ở đây
một thứ mềm ướt
một thứ mềm ướt
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
và bây giờ một vật liệu
một loại vật liệu lai
một loại vật liệu lai
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
nhưng đúng thật có tính bền đáng kể
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
và nó không còn giòn.
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
Và một vật liệu vô cơ thường
sẽ thực sự giòn,
sẽ thực sự giòn,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
và bạn sẽ không thể có được
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
sức mạnh và độ bền trong nó.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
Một điều khác mà tôi muốn nói qua
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
nhiều giàn giáo mà chúng ta thì xốp,
và chúng phải thế,
và chúng phải thế,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
bởi vì bạn muốn
các mạch máu phát triển bên trong đó.
các mạch máu phát triển bên trong đó.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
Nhưng các lỗ chân lông
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
đôi khi lớn hơn các tế bào,
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
và như vậy mặc dù nó là 3D,
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
Với các tế bào, nó mang lại nhiều lợi ích hơn
là một bề mặt cong,
là một bề mặt cong,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
và hơi phi tự nhiên một chút
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
Và như vậy, một trong những điều
bạn có thể nghĩ đến việc thực hiện
bạn có thể nghĩ đến việc thực hiện
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
là làm giàn giáo
với kích thước hơi khác nhau
với kích thước hơi khác nhau
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
có thể bao quanh các tế bào trong 3D
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
và cung cấp cho chúng
nhiều thông tin hơn
nhiều thông tin hơn
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
Và có rất nhiều công việc xảy ra
trong các khu vực này.
trong các khu vực này.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
Bây giờ, cuối cùng,
tôi chỉ muốn nói một chút
tôi chỉ muốn nói một chút
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
về việc áp dụng nó cho bệnh tim mạch,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
vì đây là một vấn đề
y học thực hành quan trọng
y học thực hành quan trọng
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
Và một trong những điều
mà chúng ta biết là,
mà chúng ta biết là,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
thật không may, nếu bạn lên cơn đau tim,
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
sau đó, mô đó có thể bắt đầu chết,
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
và hệ quả có lẽ sẽ không tốt theo thời gian.
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
Và nó sẽ thực sự tuyệt vời,
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
nếu chúng ta có thể
ngăn chặn mô chết đó
ngăn chặn mô chết đó
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
hoặc giúp nó tái sinh.
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
Và có rất nhiều thử nghiệm tế bào gốc
đang diễn ra trên toàn thế giới,
đang diễn ra trên toàn thế giới,
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
và họ sử dụng
nhiều loại tế bào khác nhau,
nhiều loại tế bào khác nhau,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
nhưng một trong những chủ đề phổ biến
dường như sắp xảy ra
dường như sắp xảy ra
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
rằng trên thực tế, rất thường,
những tế bào sẽ chết
những tế bào sẽ chết
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
một khi bạn đã cấy ghép chúng.
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
Và bạn có thể cấy vào tim
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
hoặc vào hệ thống máu,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
nhưng dù bằng cách nào đi nữa,
chúng tôi dường như không thể
chúng tôi dường như không thể
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
có được đúng số lượng tế bào
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
nhận được vào vị trí mà chúng ta muốn
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
và có thể cung cấp
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
sự tái tạo tế bào mà chúng ta muốn có
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
thu được kết quả lâm sàng tốt.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
Và vì vậy, một số trong những điều
mà chúng tôi đang nghĩ đến,
mà chúng tôi đang nghĩ đến,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
và nhiều người khác trong lĩnh vực
cũng đang nghĩ đến
cũng đang nghĩ đến
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
đang thực sự phát triển vật liệu cho điều đó.
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
Nhưng có một sự khác biệt ở đây.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
Chúng tôi vẫn cần hóa học,
chúng tôi vẫn cần cơ học,
chúng tôi vẫn cần cơ học,
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
chúng tôi vẫn thực sự cần
một họa đồ gây chú ý
một họa đồ gây chú ý
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
và chúng tôi vẫn cần những cách hay
để bảo vệ các tế bào.
để bảo vệ các tế bào.
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
Nhưng bây giờ, các tế bào
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
cũng có lẽ hơi giống một vật liệu
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
sẽ có thể dẫn điện
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
vì chúng tự nó sẽ phản ứng rất tốt
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
và sẽ phát đi các tín hiệu
giữa chúng với nhau.
giữa chúng với nhau.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
Bạn có thể nhìn thấy chúng
ngay bây giờ
ngay bây giờ
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
đánh bại toàn bộ các vật liệu này,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
và đó là một sự phát triển rất, rất thú vị
14:15
that's going on.
349
843255
2114
điều đó đang xảy ra.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
Vì vậy, để tóm gọn , tôi đã muốn thực sự nói rằng
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
có thể làm việc trong này loại lĩnh vực này,
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
tất cả chúng ta làm việc trong lĩnh vực này
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
đó không những là
ngành khoa học siêu thú vị duy nhất,
ngành khoa học siêu thú vị duy nhất,
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
mà còn có tiềm năng
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
ảnh hưởng đến bệnh nhân,
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
Dù ảnh hưởng đó là nhỏ hay lớn
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
đó vẫn thực sự là một đặc ân tuyệt vời.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
Và do đó, tôi muốn cảm ơn tất cả các bạn.
14:39
Thank you.
359
867853
1317
Cảm ơn các bạn.
14:41
(Applause)
360
869170
4924
(Vỗ tay)
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