Molly Stevens: A new way to grow bone

Molly Stevens: Una nueva forma de desarrollar hueso

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2014-02-18 ・ TED


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Molly Stevens: Una nueva forma de desarrollar hueso

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Traductor: Emma Gon Revisor: Eduardo Sierra
00:12
As humans, it's in our nature
0
12462
1699
Como humanos, está en nuestra naturaleza
00:14
to want to improve our health and minimize our suffering.
1
14161
3294
querer mejorar nuestra salud y minimizar el sufrimiento.
00:17
Whatever life throws at us,
2
17455
1667
Sin importar lo que la vida tenga para darnos,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
19122
2465
ya sea cáncer, diabetes, enfermedades cardíacas,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
21587
3192
o incluso fracturas de huesos, buscamos recuperarnos.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
24779
2483
Soy jefa de un laboratorio de biomateriales
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
27262
2740
y realmente estoy fascinada de la forma en que los humanos
00:30
have used materials in really creative ways
7
30002
2468
han usado materiales de la manera más creativa
00:32
in the body over time.
8
32470
2744
en su cuerpo a lo largo del tiempo.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
35214
3646
Tomemos como ejemplo este bello caparazón de nácar azul.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
38860
1882
De hecho, lo usaban los mayas
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
40742
3539
como diente artificial.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
44281
1633
No estamos seguros del porqué lo hacían.
00:45
It's hard. It's durable.
13
45914
2576
Es duro. Es duradero.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
48490
4118
Pero también tenía otras propiedades muy buenas.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
52608
2280
De hecho, cuando lo colocaban en la mandíbula,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
54888
2907
podía integrarse a ella.
00:57
and we know now with very sophisticated
17
57795
2098
Y actualmente sabemos, gracias a tecnologías
00:59
imaging technologies
18
59893
1673
de imágenes muy sofisticadas,
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
61566
2349
que parte de esa integración se debe al hecho
01:03
that this material is designed
20
63915
1687
de que este material está diseñado
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
65602
2819
de una manera muy específica: tiene una hermosa química,
01:08
has a beautiful architecture.
22
68421
2228
una hermosa arquitectura.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
70649
1752
Y creo que, de algún modo, podríamos pensar
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
72401
3007
en el uso del caparazón azul de nácar y los mayas
01:15
as the first real application
25
75408
1520
como la primera aplicación real
01:16
of the bluetooth technology.
26
76928
2295
de la tecnología Bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
79223
1462
(Risas)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
80685
4393
Pero si avanzamos y pensamos a lo largo de la historia
01:25
how people have used different materials in the body,
29
85078
2984
cómo los humanos han usado diferentes materiales en el cuerpo,
01:28
very often it's been physicians
30
88062
1714
a menudo encontraremos que los médicos
01:29
that have been quite creative.
31
89776
1392
han sido bastante creativos.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
91168
1968
Han usando cosas comunes y corrientes.
01:33
One of my favorite examples
33
93136
1885
Uno de mis ejemplos favoritos
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
95036
3242
es el de Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
98278
2138
que fue un oftalmólogo famoso,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
100416
2568
o que se convirtió en un oftalmólogo famoso.
01:42
And during World War II, what he would see
37
102984
1927
Y durante la 2ª Guerra Mundial, vio
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
104911
2852
a pilotos que volvían de sus misiones
01:47
and he noticed that within their eyes
39
107763
1752
y notó que dentro de sus ojos
01:49
they had shards of small bits of material
40
109515
2940
tenían fragmentos pequeños de material
01:52
lodged within the eye,
41
112455
1520
alojados dentro del ojo.
01:53
but the very interesting thing about it
42
113975
1699
Pero lo más interesante
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
115674
2293
era que el material no estaba causando
01:57
any inflammatory response.
44
117967
2013
ninguna reacción inflamatoria.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
119980
2339
Al investigar el caso, descubrió
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
122319
2604
que, en realidad, se trataba de pequeños fragmentos de plástico
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
124923
2739
que provenían de la cubierta exterior de los aviones Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
127662
2401
Y esto lo llevó a proponer aquel material
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
130063
2762
como nuevo material para lentes intraoculares.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
132825
2105
Se llama PMMA y actualmente se usa
02:14
in millions of people every year
51
134930
1802
en millones de personas por año,
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
136732
2769
y ayuda a prevenir cataratas.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
139501
2309
Creo que ese ejemplo es espléndido
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
141810
2435
porque nos recuerda que en aquellos días
02:24
people often chose materials
55
144245
1953
los materiales se elegían con frecuencia
02:26
because they were bioinert.
56
146198
1885
porque eran bioinertes.
02:28
Their very purpose was to perform a mechanical function.
57
148083
3512
Su propósito era cumplir una función mecánica.
02:31
You'd put them in the body
58
151595
1450
Se los podría poner en el cuerpo
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
153045
2164
sin que causaran una reacción adversa.
02:35
And what I want to show you is that
60
155209
1668
Y lo que quiero mostrarles es
02:36
in regenerative medicine,
61
156877
1381
que, en medicina regenerativa,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
158258
1824
ya nos alejamos de esa idea
02:40
of taking a bioinert material.
63
160082
1913
de tomar un material bioinerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
161995
2289
En cambio, buscamos materiales
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
164284
2968
que sean bioactivos, que interactúen con el cuerpo,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
167252
2327
y que además podamos ponerlos en el cuerpo,
02:49
they'll have their function,
67
169579
1449
que cumplan su función,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
171028
4550
y que luego se disuelvan con el tiempo.
02:55
If we look at this schematic,
69
175578
1933
Si miramos este esquema,
02:57
this is showing you what we think of
70
177511
1601
se ve lo que consideramos
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
179112
2137
el procedimiento típico en la ingeniería de tejidos.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
181249
2844
Tenemos células allí, normalmente del paciente.
03:04
We can put those onto a material,
73
184093
1882
Podemos ponerlas sobre un material
03:05
and we can make that material very complex if we want to,
74
185975
2708
y podemos hacer que ese material sea muy complejo si queremos.
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
188708
2170
Luego, podemos hacerlo crecer en el laboratorio
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
190878
2515
o podemos colocárselo directamente al paciente.
03:13
And this is an approach that's used all over the world,
77
193393
2451
Y este es un procedimiento que se usa en todo el mundo,
03:15
including in our lab.
78
195844
3523
incluyendo nuestro laboratorio.
03:19
But one of the things that's really important
79
199367
2457
Pero una de las cosas que es de gran importancia
03:21
when we're thinking about stem cells
80
201824
1878
cuando pensamos en células madre
03:23
is that obviously stem cells can be many different things,
81
203702
2579
es que obviamente las células madre pueden ser muchas cosas diferentes,
03:26
and they want to be many different things,
82
206281
1764
y quieren ser muchas cosas diferentes,
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
208045
1876
por lo que queremos estar seguros de que el ambiente
03:29
we put them into has enough information
84
209921
2350
en que las colocamos tenga la información suficiente
03:32
so that they can become the right sort
85
212271
1996
para que devengan el tipo correcto
03:34
of specialist tissue.
86
214267
2686
de tejido especializado.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
216953
3063
Y si pensamos en los diferentes tipos de tejidos
03:40
that people are looking at regenerating
88
220016
2019
que se buscan regenerar
03:42
all over the world, in all the different labs in the world,
89
222035
2311
en todo el mundo, en los diferentes laboratorios del mundo,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
224346
2936
son casi todos los tejidos que podemos imaginar.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
227282
1622
Y de hecho, la estructura de esos tejidos
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
228904
2614
es bien diferente y dependerá realmente
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
231518
2418
de si el paciente tiene alguna enfermedad subyacente,
03:53
other conditions, in terms of how
94
233936
3050
u otros problemas, para saber cómo
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
236986
1561
regenerarán ese tejido.
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
238547
1985
Y deberán pensar en los materiales
04:00
you're going to use really carefully,
97
240532
2054
que usarán con mucho cuidado,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
242586
1725
en su bioquímica, su mecánica,
04:04
and many other properties as well.
99
244311
3738
y muchas otras propiedades también.
04:08
Our tissues all have very different abilities to regenerate,
100
248049
3300
Todos nuestros tejidos tienen capacidades muy diferentes para regenerarse.
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
251349
1742
Y aquí vemos al pobre Prometeo,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
253091
3093
que eligió un camino algo complicado
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
256184
2934
y fue castigado por los dioses griegos.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
259118
2321
Lo ataron a una roca y un águila lo visitaba
04:21
every day to eat his liver.
105
261439
1603
a diario para comerle su hígado.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
263042
2267
Pero obviamente su hígado se regeneraba cada día.
04:25
and so day after day he was punished
107
265309
2272
Y así, día tras día, fue castigado
04:27
for eternity by the gods.
108
267581
5797
eternamente por los dioses.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
273378
3880
El hígado se regenerará de esta maravillosa manera.
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
277258
1776
Pero si pensamos en otros tejidos,
04:39
like cartilage, for example,
111
279034
1769
como el cartílago, por ejemplo,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
280803
2056
ante el menor corte, les resultará
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
282859
2443
muy difícil regenerar ese cartílago.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
285302
3114
Por lo que varía mucho de tejido a tejido.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
288416
2800
El hueso es algo intermedio
04:51
and this is one of the tissues that we work on a lot in our lab.
116
291216
2900
y es uno de los tejidos en el que trabajamos en nuestro laboratorio.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
294116
1984
El hueso es bastante bueno para regenerarse.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
296100
2013
Debe serlo. Probablemente todos hemos tenido fracturas
04:58
at some point or other.
119
298113
1812
en algún momento.
04:59
And one of the ways that you can think
120
299925
2157
Y una de las maneras en las que pueden pensar
05:02
about repairing your fracture
121
302082
1689
en reparar la fractura
05:03
is this procedure here, called an iliac crest harvest.
122
303771
2827
es este procedimiento, llamado extracción de hueso de la cresta ilíaca.
05:06
And what the surgeon might do
123
306598
1666
Lo que el cirujano podría hacer
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
308264
3195
es tomar algo de hueso de la cresta ilíaca,
05:11
which is just here,
125
311459
1378
que está justo aquí,
05:12
and then transplant that somewhere else in the body.
126
312837
2524
y luego trasplantarlo en algún otro lugar del cuerpo.
05:15
And it actually works really well,
127
315361
1600
Y funciona realmente bien
05:16
because it's your own bone,
128
316961
1499
porque es hueso propio
05:18
and it's well vascularized,
129
318460
1234
y está bien vascularizado,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
319694
2369
lo que significa que tiene una muy buena provisión de sangre.
05:22
But the problem is, there's only so much you can take,
131
322063
2783
Pero el problema es que hay un límite
05:24
and also when you do that operation,
132
324846
2923
y además, cuando se hace esa operación,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
327769
2539
los pacientes podrían sufrir dolor significativo
05:30
in that defect site even two years after the operation.
134
330308
3241
en la zona afectada incluso dos años después de la operación.
05:33
So what we were thinking is,
135
333549
1886
Por eso, lo que pensamos es
05:35
there's a tremendous need for bone repair, of course,
136
335435
3149
que ciertamente hay una gran necesidad de reparar el hueso,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
338584
2487
pero este tipo de técnica de la cresta ilíaca
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
341071
2432
realmente tiene muchas limitaciones.
05:43
and could we perhaps recreate
139
343503
2234
¿Acaso no podríamos recrear
05:45
the generation of bone within the body
140
345737
2169
la generación de hueso dentro del cuerpo
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
347906
3315
a pedido, para luego poder transplantarlo
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
351221
4905
evitando estos efectos posteriores tan dolorosos
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
356126
3683
que se tendrían con la extracción de hueso de la cresta ilíaca?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
359809
2662
Y eso es lo que hicimos y la forma en que lo hicimos
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
362471
3338
fue volviendo a este típico método de ingeniería de tejido
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
365809
2387
pero pensándolo de un modo diferente.
06:08
And we simplified it a lot,
147
368196
1919
Y lo simplificamos mucho,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
370115
2051
por lo que nos deshicimos de muchos de estos pasos.
06:12
We got rid of the need to harvest cells from the patient,
149
372166
2374
Nos deshicimos de la necesidad de extraer células del paciente,
06:14
we got rid of the need to put in really fancy chemistries,
150
374540
2917
de la necesidad de introducir químicos muy sofisticados
06:17
and we got rid of the need
151
377457
1692
y nos deshicimos de la necesidad
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
379149
2828
de cultivar estas estructuras en el laboratorio.
06:21
And what we really focused on
153
381977
2179
Y en lo que nos enfocamos realmente
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
384156
3749
fue en nuestro sistema material y en hacerlo más simple.
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
387905
2325
Pero como lo usamos de forma muy ingeniosa,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
390230
2647
pudimos generar cantidades enormes de hueso
06:32
using this approach.
157
392877
1646
usando este método.
06:34
So we were using the body
158
394523
1753
Es decir, estábamos usando el cuerpo
06:36
as really the catalyst to help us
159
396276
2120
como un verdadero catalizador para que nos ayudara
06:38
to make lots of new bone.
160
398396
2543
a crear mucho hueso nuevo.
06:40
And it's an approach that we call
161
400939
1583
Es un método que llamamos
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
402522
2811
el "biorreactor in vivo" y pudimos crear
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
405333
2486
enormes cantidades de hueso usando este método.
06:47
And I'll talk you through this.
164
407819
1239
Y de esto voy a hablarles.
06:49
So what we do is,
165
409058
2480
Lo que hicimos es que,
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
411538
2343
en humanos, todos tenemos una capa de células madre
06:53
on the outside of our long bones.
167
413881
1888
en el exterior de nuestros huesos largos.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
415769
1703
Esta capa se llama el periostio
06:57
And that layer is actually normally
169
417472
2288
y esa capa está normalmente
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
419760
2649
muy firmememente pegada al hueso oculto
07:02
and it's got stem cells in it.
171
422409
1432
y contiene células madres.
07:03
Those stem cells are really important
172
423841
1419
Esas células madre son en efecto importantes
07:05
in the embryo when it develops,
173
425260
1809
en el embrión cuando se desarrolla
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
427069
2242
y también digamos que despiertan si se fracturan
07:09
to help you with repairing the bone.
175
429311
2861
para ayudarles a reparar el hueso.
07:12
So we take that periosteum layer
176
432172
2093
Así tomamos esa capa de periostio
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
434265
2990
y desarrollamos una forma de inyectarle por debajo
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
437255
2816
un líquido que luego de 30 segundos,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
440071
1745
se convierte en una gel rígida,
07:21
and can actually lift the periosteum away from the bone.
180
441816
3253
que puede levantar el periostio y separarlo del hueso
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
445069
3688
Así en esencia se crea una cavidad artificial
07:28
that is right next to both the bone
182
448757
3547
que está justo a un lado del hueso
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
452304
3701
que también tiene una capa abundante en células madre.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
456005
1612
Y lo hacemos a través de una fina incisión
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
457617
2953
tal que ninguna otra célula del cuerpo puede entrar
07:40
and what happens is that that artificial in vivo bioreactor cavity
186
460570
4792
y lo que pasa es que esa cavidad bioreactora in vivo artificial
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
465362
2676
puede conducir a la proliferación de estas células madre
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
468038
2086
que puede formar mucho tejido nuevo
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
470124
2318
y con el tiempo, se puede cosechar ese tejido
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
472442
2948
y usarlo en cualquier otro lado del cuerpo.
07:55
This is a histology slide
191
475390
2144
Esta es una platina histológica
07:57
of what we see when we do that,
192
477534
2170
de lo que vemos cuando hacemos eso
07:59
and essentially what we see
193
479704
2517
y en esencia lo que vemos
08:02
is very large amounts of bone.
194
482221
1634
son grandes cantidades de hueso.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
483855
2480
En esta imagen, pueden ver el centro de la pierna,
08:06
so the bone marrow,
196
486335
1501
es decir médula ósea,
08:07
then you can see the original bone,
197
487836
1804
entonces pueden ver el hueso original
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
489640
2856
y pueden ver donde el hueso original termina
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
492496
2511
y justo a la izquierda de éste es el hueso nuevo
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
495007
2037
que ha crecido dentro de la cavidad bioreactora
08:17
and you can actually make it even larger.
201
497044
2431
y de hecho se puede hacer más grande.
08:19
And that demarcation that you can see
202
499475
2627
Y esa demarcación que pueden ver
08:22
between the original bone and the new bone
203
502102
2351
entre el hueso original y el nuevo
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
504453
2013
actúa como un muy leve punto de debilidad,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
506466
2134
así ahora el cirujano puede
08:28
can harvest away that new bone,
206
508600
2024
cosechar ese hueso nuevo
08:30
and the periosteum can grow back,
207
510624
2203
y el periostio puede volver a crecer
08:32
so you're left with the leg
208
512827
1869
así se quedan con la pierna
08:34
in the same sort of state
209
514696
1550
en el mismo estado, por decir,
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
516246
2002
como si no lo hubieran operado en primer lugar.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
518248
3849
En términos de dolor post operatorio es mínimo
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
522097
3855
comparado con la cosecha de una cresta ilíaca.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
525952
2104
Y se puede generar distintas cantidades de hueso
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
528056
2019
dependiendo de cuánta gel pongamos,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
530075
3202
así que en realidad es un procedimiento a pedido.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
533277
2202
Ahora, cuando hicimos esto,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
535479
3337
recibimos mucha atención de la prensa,
08:58
because it was a really nice way
218
538816
2431
porque es una forma en verdad espléndida
09:01
of generating new bone,
219
541247
1466
de generar hueso nuevo
09:02
and we got many, many contacts
220
542713
1995
y recibimos muchos contactos
09:04
from different people that were interested in using this.
221
544708
2618
de diversas personas interesadas en usarlo.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
547326
1789
Sólo les contaré
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
549115
2953
de algunos de esos contactos muy extraños,
09:12
slightly unexpected,
224
552068
1860
levemente inesperados
09:13
and the very most interesting,
225
553928
3062
y el más interesante,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
556990
2285
permitan que lo diga así, fue un contacto que tuve,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
559275
3211
de hecho de un equipo de jugadores de fútbol americano
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
562486
3380
que todo lo que querían era doblar el grosor de sus cráneos
09:25
made on their head.
229
565866
4281
hecho con sus cabezas.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
570156
2724
Sí, llegan a tener este tipo de contactos
09:32
and of course, being British
231
572880
2617
y por supuesto, siendo una británica
09:35
and also growing up in France,
232
575497
1754
que también creció en Francia,
09:37
I tend to be very blunt,
233
577251
2142
suelo ser muy brusca
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
579393
2041
y tenía que explicarles de una forma decente
09:41
that in their particular case,
235
581434
1475
que en su caso particular,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
582909
2014
eso probablemente no haría mucho
09:44
to protect in the first place.
237
584923
2988
para protegerlos en primer lugar.
09:47
(Laughter)
238
587911
1570
(Risas)
09:49
(Applause)
239
589481
1253
(Aplausos)
09:50
So this was our approach,
240
590734
1855
Este fue nuestro método
09:52
and it was simple materials,
241
592589
1644
y fue con materiales simples
09:54
but we thought about it carefully.
242
594233
1987
pero lo pensamos con cuidado.
09:56
And actually we know that those cells
243
596220
1620
Sabemos que estas células
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
597840
2138
en el cuerpo, en el embrión, conforme se desarrollan
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
599978
3229
pueden formar distintos tipos de tejido, cartílago,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
603207
2555
así desarrollamos un gel que era ligeramente diferente
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
605762
2419
tanto en su naturaleza como en química,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
608181
2147
que puesta ahí, pudimos
10:10
100 percent cartilage instead.
249
610328
2178
obtener 100% de cartílago.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
612506
2008
Este método funciona muy bien, pienso,
10:14
for pre-planned procedures,
251
614514
2482
para procedimientos pre-planeados,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
616996
2872
eso es algo que se debe preplanear.
10:19
So for other kinds of operations,
253
619868
2268
Para otro tipo de operaciones,
10:22
there's definitely a need for other
254
622136
1697
en definitiva existe una necesidad de
10:23
scaffold-based approaches.
255
623833
2503
otros métodos basados en estructura.
10:26
And when you think about designing
256
626336
2369
Cuando piensan en diseño
10:28
those other scaffolds, actually,
257
628705
1638
esas otras estructuras, de hecho,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
630343
1971
necesitan de un equipo multidisciplinario.
10:32
And so our team has chemists,
259
632314
2065
Así nuestro equipo tiene químicos,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
634379
3377
biólogos celulares, cirujanos e incluso médicos
10:37
and those people all come together
261
637756
2030
y todos ellos se juntan
10:39
and we think really hard about designing the materials.
262
639786
2411
y reflexionan a fondo en el diseño de los materiales.
10:42
But we want to make them have enough information
263
642197
2966
Pero queremos que tengan suficiente información
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
645163
2154
para que podamos obtener las células que queremos,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
647317
2377
pero no a un grado de complejidad que dificulte
10:49
to get to clinic.
266
649694
1743
acudir a la clínica.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
651437
2751
Así una de las cosas que reflexionamos mucho
10:54
is really trying to understand
268
654188
1795
es tratar de entender
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
655983
2377
la estructura de los tejidos del cuerpo.
10:58
And so if we think of bone,
270
658360
1660
Si pensamos en hueso,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
660020
2624
obviamente mi tejido favorito,
11:02
we zoom in, we can see,
272
662644
1557
aumentemos, podemos ver,
11:04
even if you don't know anything about bone structure,
273
664201
1882
incluso si no saben nada de estructura ósea,
11:06
it's beautifully organized, really beautifully organized.
274
666083
2545
está bellamente organizado, realmente bellamente organizado.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
668628
1887
Tenemos muchas venas aquí.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
670515
2339
Si aumentamos otra vez, vemos que las células
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
672854
2972
están en efecto rodeadas de una matriz 3D
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
675826
2171
de fibras a nano escala y que dan
11:17
of information to the cells.
279
677997
2182
mucha información a las células.
11:20
And if we zoom in again,
280
680179
1614
Si aumentamos otra vez,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
681793
2201
en el caso del hueso, la matriz
11:23
around the cells is beautifully organized
282
683994
2151
alrededor de las células está bellamente organizada
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
686145
2467
a nano escala y es un material híbrido
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
688612
2584
que es parte orgánico, parte inorgánico.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
691196
2072
Y eso lleva al campo entero,
11:33
that has looked at developing materials
286
693268
2391
que ha visto el desarrollo de materiales
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
695659
2748
que tienen esta estructura híbrida.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
698407
3278
Les muestro sólo dos ejemplos
11:41
where we've made some materials that have that sort of structure,
289
701685
3120
de algunos materiales que hemos hecho que tienen esta estructura,
11:44
and you can really tailor it.
290
704805
1438
y que pueden confeccionar.
11:46
You can see here a very squishy one
291
706243
2064
Pueden ver uno muy blandito
11:48
and now a material that's also this hybrid sort of material
292
708307
4099
y un material que también es este tipo de material híbrido
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
712406
1947
pero que tiene una dureza notable,
11:54
and it's no longer brittle.
294
714369
1460
que ya no es quebradiza
11:55
And an inorganic material would normally be really brittle,
295
715829
2456
Y un material inorgánico normalmente sería muy quebradizo
11:58
and you wouldn't be able to have
296
718285
1440
y no podrian tener
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
719725
2188
este tipo de fuerza y dureza en él.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
721913
2489
Otra cosa que quiero mencionar rápido
12:04
many of the scaffolds we make are porous, and they have to be,
299
724402
2715
es que muchas de las estructuras que hicimos son porosas y tienen que serlo,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
727117
2103
porque quieren que las venas crezcan ahí.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
729220
1877
Pero a menudo los poros
12:11
much bigger than the cells,
302
731097
1293
son mucho más grandes que las células
12:12
and so even though it's 3D,
303
732390
1711
y aunque es tridimensional,
12:14
the cell might see it more as a slightly curved surface,
304
734101
3355
la célula podría verlo más como una superficie ligeramente curva
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
737456
1676
y eso es algo no natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
739132
2248
Así una de las cosas que podemos pensar hacer
12:21
is actually making scaffolds with slightly different dimensions
307
741380
3148
es hacer estructuras con dimesiones ligeramente diferentes
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
744528
2793
que podrían rodear a las células tridimensionalmente
12:27
and give them a little bit more information.
309
747321
2569
y darles un poco más de información.
12:29
And there's a lot of work going on in both of these areas.
310
749890
3567
Hay mucho trabajo que se está haciendo en ambas áreas.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
753471
3969
Para finalizar quisiera hablar un poco de
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
757440
2708
aplicar esto a enfermedades cardiovasculares.
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
760148
3263
porque esto es un gran problema clínico.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
763411
3585
Una de las cosas que sabemos,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
766996
2239
es que si por desgracia tienen un ataque cardiaco
12:49
then that tissue can start to die,
316
769235
2902
ese tejido puede empezar a morir
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
772137
3751
y con el tiempo el resultado no podría ser bueno para Uds.
12:55
And it would be really great, actually,
318
775888
1710
Sería en realidad grandioso,
12:57
if we could stop that dead tissue
319
777598
1919
si pudiéramos detener ese tejido [dañado]
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
779517
3985
ya sea de morir o ayudarle a regenerarse.
13:03
And there's lots and lots of stem cell trials going on worldwide,
321
783502
3248
Hay infinidad de pruebas con células madres ocurriendo en todo el mundo
13:06
and they use many different types of cells,
322
786750
2072
y usan muchos tipos diferentes de células,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
788822
2352
pero un tema común que parece surgir
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
791174
2999
es que muy a menudo ese células morirán
13:14
once you've implanted them.
325
794173
1795
una vez implantadas.
13:15
And you can either put them into the heart
326
795968
1875
Sea que las pongan en el corazón
13:17
or into the blood system,
327
797843
2020
o en el sistema sanguíneo,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
799863
2362
como sea, parece que no podemos
13:22
to get quite the right number of cells
329
802225
1867
llegar al número correcto de células,
13:24
getting to the location we want them to
330
804092
2242
llegar al lugar al que queremos
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
806334
4494
y poder entregar la regeneración
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
810828
2740
celular adecuada que quisiéramos tener
13:33
to get good clinical outcomes.
333
813568
3417
para conseguir buenos resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
816985
1983
Entonces algunas cosas que pensamos
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
818968
3121
y muchos otras personas del medio piensan también,
13:42
are actually developing materials for that.
336
822089
3006
es desarrollar materiales para eso.
13:45
But there's a difference here.
337
825095
1619
Pero he aquí una diferencia.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
826714
2210
Todavía necesitamos de la química, de la mecánica,
13:48
we still need really interesting topography,
339
828924
2671
de la interesante topografía
13:51
and we still need really interesting ways to surround the cells.
340
831595
2648
y todavía necesitamos formas interesantes que rodeen a las células.
13:54
But now, the cells also
341
834243
2511
Pero ahora, a las células también
13:56
would probably quite like a material
342
836754
2025
probablemente les gustaría un material
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
838779
2018
que pudiera ser conductivo,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
840797
4209
porque las células mismas responderían muy bien
14:05
and will actually conduct signals between themselves.
345
845006
3479
y conducirían señales entre ellos.
14:08
You can see them now
346
848485
1516
Puede verlos ahora
14:10
beating synchronously on these materials,
347
850001
2475
palpitando en sincronía en estos materiales,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
852476
2779
y eso es un desarrollo muy muy emocionante
14:15
that's going on.
349
855255
2114
que está ocurriendo.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
857369
4824
Para cerrar, quisiera decir que
14:22
being able to work in this sort of field,
351
862193
2356
el poder trabajar en este campo,
14:24
all of us that work in this field
352
864549
1654
todos los que trabajamos en este campo,
14:26
that's not only super-exciting science,
353
866203
2509
que no sólo es ciencia super emocionante,
14:28
but also has the potential
354
868712
2046
sino que tiene el potencial
14:30
to impact on patients,
355
870758
1968
de impacto en los pacientes,
14:32
however big or small they are,
356
872726
2430
no importa cuán grande o pequeño sea
14:35
is really a great privilege.
357
875156
1553
es en verdad un gran privilegio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
876709
3144
Y por eso, quisiera agradecerles también.
14:39
Thank you.
359
879853
1317
Gracias.
14:41
(Applause)
360
881170
4924
(Aplausos)
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