Molly Stevens: A new way to grow bone

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TED


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Traduttore: Elio Cimmaruta Revisore: Angelica Letizia
00:12
As humans, it's in our nature
0
12462
1699
In quanto esseri umani, è nella nostra natura
00:14
to want to improve our health and minimize our suffering.
1
14161
3294
voler migliorare la propria salute riducendo al minimo il dolore.
00:17
Whatever life throws at us,
2
17455
1667
In qualsiasi cosa ci si imbatta nella vita,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
19122
2465
che sia cancro, diabete, malattie cardiache,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
21587
3192
o anche fratture ossee, vogliamo provare a stare meglio.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
24779
2483
Sono a capo di un laboratorio di biomateria,
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
27262
2740
sono attratta dal modo in cui gli uomini
00:30
have used materials in really creative ways
7
30002
2468
hanno utilizzato nel corso del tempo la materia
00:32
in the body over time.
8
32470
2744
in maniera altamente creativa.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
35214
3646
Prendiamo, per esempio, questo guscio di madreperla blu.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
38860
1882
Era usato dai Maya
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
40742
3539
come rimpiazzo artificiale per i denti.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
44281
1633
Non sappiamo bene perché lo facessero.
00:45
It's hard. It's durable.
13
45914
2576
È duro. Resistente.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
48490
4118
Ma aveva anche altre proprietà utili.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
52608
2280
Quando veniva inserito nell'osso della mascella,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
54888
2907
poteva integrarsi con la mascella
00:57
and we know now with very sophisticated
17
57795
2098
e adesso con sofisticate tecnologie di radiologia
00:59
imaging technologies
18
59893
1673
sappiamo che
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
61566
2349
parte di quella integrazione sta nel fatto
01:03
that this material is designed
20
63915
1687
che il materiale è concepito
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
65602
2819
in maniera molto precisa, ha una bellissima composizione,
01:08
has a beautiful architecture.
22
68421
2228
una bellissima architettura.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
70649
1752
E credo che in diversi modi possiamo considerare
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
72401
3007
l'uso della madreperla blu da parte dei Maya
01:15
as the first real application
25
75408
1520
come la prima vera applicazione
01:16
of the bluetooth technology.
26
76928
2295
della tecnologia bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
79223
1462
(Risate)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
80685
4393
Se andando avanti pensiamo a come
01:25
how people have used different materials in the body,
29
85078
2984
nel corso della storia l'uomo ha impiegato varie sostanze nel corpo.
01:28
very often it's been physicians
30
88062
1714
Il più delle volte si è trattato solo di fisici
01:29
that have been quite creative.
31
89776
1392
molto creativi.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
91168
1968
Hanno solo usato ciò che avevano a disposizione.
01:33
One of my favorite examples
33
93136
1885
Uno dei miei esempi preferiti
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
95036
3242
è quello di Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
98278
2138
un famoso oftalmologo,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
100416
2568
o almeno lo divenne.
01:42
And during World War II, what he would see
37
102984
1927
Durante la Seconda Guerra Mondiale,
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
104911
2852
era solito visitare piloti di ritorno dalle missioni,
01:47
and he noticed that within their eyes
39
107763
1752
e notava che nei loro occhi
01:49
they had shards of small bits of material
40
109515
2940
c'erano piccoli frammenti di una qualche sostanza,
01:52
lodged within the eye,
41
112455
1520
incastrati all'interno.
01:53
but the very interesting thing about it
42
113975
1699
Di tutto ciò, però, la cosa interessante
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
115674
2293
era che la sostanza non causava
01:57
any inflammatory response.
44
117967
2013
alcuna infiammazione.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
119980
2339
Così indagò, e scoprì
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
122319
2604
che quei frammenti di materia erano plastica
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
124923
2739
proveniente dal tettuccio dei bombardieri.
02:07
And this led him to propose that material
48
127662
2401
Questo lo portò a proporre quella sostanza
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
130063
2762
come nuovo materiale per le lenti intraoculari.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
132825
2105
È noto come PMMA, ed è usato attualmente
02:14
in millions of people every year
51
134930
1802
ogni anno da milioni di persone
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
136732
2769
e aiuta a prevenire la cataratta.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
139501
2309
E quell'esempio, credo, è proprio adatto,
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
141810
2435
perché ci ricorda che in passato
02:24
people often chose materials
55
144245
1953
l'uomo sceglieva queste sostanze
02:26
because they were bioinert.
56
146198
1885
perché erano bio-inerti.
02:28
Their very purpose was to perform a mechanical function.
57
148083
3512
Il loro scopo era svolgere una funzione meccanica.
02:31
You'd put them in the body
58
151595
1450
Potevano essere inserite nel corpo
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
153045
2164
senza avere alcun rigetto.
02:35
And what I want to show you is that
60
155209
1668
Quello che voglio dimostrarvi è
02:36
in regenerative medicine,
61
156877
1381
che nella medicina rigenerativa
02:38
we've really shifted away from that idea
62
158258
1824
ci siamo davvero allontanati dall'idea
02:40
of taking a bioinert material.
63
160082
1913
di assumere una sostanza bio-inerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
161995
2289
Siamo alla ricerca di sostanze che siano bioattive,
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
164284
2968
che interagiscano con il corpo,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
167252
2327
e che una volta inserite nell'organismo,
02:49
they'll have their function,
67
169579
1449
facciano il proprio dovere,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
171028
4550
e si dissolvano con il passar del tempo.
02:55
If we look at this schematic,
69
175578
1933
Se osserviamo questo schema,
02:57
this is showing you what we think of
70
177511
1601
vi dimostra cosa intendiamo
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
179112
2137
per approccio tipico di ingegneria tissutale.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
181249
2844
Ci sono delle cellule, di solito del paziente.
03:04
We can put those onto a material,
73
184093
1882
Possiamo scegliere di aggiungerle a una sostanza,
03:05
and we can make that material very complex if we want to,
74
185975
2708
e possiamo rendere quella sostanza molto complessa se vogliamo,
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
188708
2170
possiamo farla crescere in laboratorio
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
190878
2515
o iniettarla direttamente nel paziente.
03:13
And this is an approach that's used all over the world,
77
193393
2451
Questa è una prassi in uso in tutto il mondo,
03:15
including in our lab.
78
195844
3523
incluso il nostro laboratorio.
03:19
But one of the things that's really important
79
199367
2457
Ma uno degli aspetti più importanti
03:21
when we're thinking about stem cells
80
201824
1878
quando pensiamo alle cellule staminali
03:23
is that obviously stem cells can be many different things,
81
203702
2579
è che queste cellule possono essere tante cose,
03:26
and they want to be many different things,
82
206281
1764
vogliono essere tante cose,
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
208045
1876
e noi vogliamo essere sicuri che l'ambiente
03:29
we put them into has enough information
84
209921
2350
nel quale le immettiamo abbia sufficienti informazioni
03:32
so that they can become the right sort
85
212271
1996
da permettere che diventino il giusto tipo
03:34
of specialist tissue.
86
214267
2686
di tessuto specifico.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
216953
3063
E se pensiamo ai diversi tipi di tessuti
03:40
that people are looking at regenerating
88
220016
2019
che si cerca di rigenerare
03:42
all over the world, in all the different labs in the world,
89
222035
2311
in tutto il mondo, in tutti i laboratori del mondo,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
224346
2936
ci sono tutti i tessuti possibili e immaginabili.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
227282
1622
Tuttavia, la struttura di tali tessuti
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
228904
2614
è diversa, e tutto dipende per davvero
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
231518
2418
dalla possibilità che il paziente abbia malattie congenite,
03:53
other conditions, in terms of how
94
233936
3050
da altri fattori, in termini di come
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
236986
1561
si andranno a rigenerare i tessuti,
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
238547
1985
si andranno a scegliere le sostanze,
04:00
you're going to use really carefully,
97
240532
2054
a usare con cautela
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
242586
1725
la loro biochimica, le loro funzioni,
04:04
and many other properties as well.
99
244311
3738
e altre proprietà.
04:08
Our tissues all have very different abilities to regenerate,
100
248049
3300
I nostri tessuti hanno tutti abilità di rigenerazione piuttosto diverse,
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
251349
1742
qui vediamo il povero Prometeo,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
253091
3093
che fece una scelta alquanto azzardata
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
256184
2934
e fu punito dalle divinità greche.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
259118
2321
Fu incatenato a una roccia e ogni giorno un'aquila
04:21
every day to eat his liver.
105
261439
1603
veniva a mangiargli il fegato.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
263042
2267
Ovviamente il fegato gli si rigenerava ogni giorno,
04:25
and so day after day he was punished
107
265309
2272
e così giorno dopo giorno fu punito
04:27
for eternity by the gods.
108
267581
5797
dagli dei per l'eternità.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
273378
3880
Il fegato potrà pur rigenerarsi,
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
277258
1776
ma se pensiamo ad altri tessuti,
04:39
like cartilage, for example,
111
279034
1769
come la cartilagine, per esempio,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
280803
2056
basta anche un semplicissimo taglietto, e vedrete
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
282859
2443
quanto è difficile far rigenerare la cartilagine.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
285302
3114
Cambia tutto da tessuto a tessuto.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
288416
2800
L'osso è qualcosa nel mezzo,
04:51
and this is one of the tissues that we work on a lot in our lab.
116
291216
2900
ed è uno dei tessuti su cui abbiamo lavorato tanto nel nostro laboratorio.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
294116
1984
L'osso è davvero bravo a ripararsi.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
296100
2013
Deve esserlo. Abbiamo avuto tutti delle fratture
04:58
at some point or other.
119
298113
1812
a un certo punto.
04:59
And one of the ways that you can think
120
299925
2157
E uno dei modi in cui si possa pensare
05:02
about repairing your fracture
121
302082
1689
di riparare una frattura
05:03
is this procedure here, called an iliac crest harvest.
122
303771
2827
è questa procedura, chiamata prelievo di cresta iliaca.
05:06
And what the surgeon might do
123
306598
1666
Tutto ciò che il chirurgo deve fare
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
308264
3195
è prelevare parte dell'osso dalla cresta iliaca,
05:11
which is just here,
125
311459
1378
che è proprio qui,
05:12
and then transplant that somewhere else in the body.
126
312837
2524
e trapiantarlo altrove nel corpo.
05:15
And it actually works really well,
127
315361
1600
Funziona davvero,
05:16
because it's your own bone,
128
316961
1499
perché è il vostro osso,
05:18
and it's well vascularized,
129
318460
1234
ed è ben vascolarizzato,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
319694
2369
il che significa che ha un gran bel rifornimento di sangue.
05:22
But the problem is, there's only so much you can take,
131
322063
2783
Ma il problema è: se ne può prendere così poco,
05:24
and also when you do that operation,
132
324846
2923
e quando viene fatta l'operazione,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
327769
2539
il paziente potrebbe accusare molto dolore
05:30
in that defect site even two years after the operation.
134
330308
3241
nella zona accidentata anche a due anni dall'operazione.
05:33
So what we were thinking is,
135
333549
1886
Dunque, ciò che abbiamo pensato è:
05:35
there's a tremendous need for bone repair, of course,
136
335435
3149
c'è un tremendo bisogno di riparazione ossea, certo,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
338584
2487
ma quello della cresta iliaca è un approccio
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
341071
2432
che ha molte limitazioni,
05:43
and could we perhaps recreate
139
343503
2234
e potremmo forse ricreare
05:45
the generation of bone within the body
140
345737
2169
la genetica dell'osso all'interno del corpo
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
347906
3315
su comando, e poi trapiantarlo
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
351221
4905
senza questi dolorosissimi effetti collaterali
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
356126
3683
che si avrebbero con il prelievo dalla cresta iliaca?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
359809
2662
Questo è ciò che abbiamo fatto; e lo abbiamo fatto
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
362471
3338
ritornando all'approccio tipico di ingegneria tissutale
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
365809
2387
ma ripensata in maniera completamente diversa.
06:08
And we simplified it a lot,
147
368196
1919
L'abbiamo semplificata di molto,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
370115
2051
e ci siamo sbarazzati di tanti passaggi.
06:12
We got rid of the need to harvest cells from the patient,
149
372166
2374
Possiamo fare a meno di cellule prelevate dal paziente,
06:14
we got rid of the need to put in really fancy chemistries,
150
374540
2917
di iniettare sostanze chimiche curiose,
06:17
and we got rid of the need
151
377457
1692
e del bisogno di coltivare
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
379149
2828
queste strutture in laboratorio.
06:21
And what we really focused on
153
381977
2179
Quello su cui ci siamo molto concentrati
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
384156
3749
è stato il sistema di sostanze, renderlo più semplice,
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
387905
2325
ma poiché lo abbiamo usato in maniera intelligente,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
390230
2647
siamo riusciti a creare un'enorme quantità di ossa
06:32
using this approach.
157
392877
1646
usando questo approccio.
06:34
So we were using the body
158
394523
1753
Usavamo il corpo
06:36
as really the catalyst to help us
159
396276
2120
come catalizzatore
06:38
to make lots of new bone.
160
398396
2543
per creare nuovo tessuto osseo.
06:40
And it's an approach that we call
161
400939
1583
È un approccio che chiamiamo
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
402522
2811
'bioreattore in vivo', e siamo riusciti a creare
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
405333
2486
notevole quantità di tessuto osseo in questo modo.
06:47
And I'll talk you through this.
164
407819
1239
Ve ne parlerò attraverso questo schema.
06:49
So what we do is,
165
409058
2480
Quel che facciamo è:
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
411538
2343
negli uomini abbiamo tutti uno strato di cellule staminali
06:53
on the outside of our long bones.
167
413881
1888
sul lato esterno delle ossa lunghe.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
415769
1703
Si tratta del periosteo.
06:57
And that layer is actually normally
169
417472
2288
Quello strato è normalmente
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
419760
2649
strettamente legato all'osso sottostante,
07:02
and it's got stem cells in it.
171
422409
1432
e contiene cellule staminali.
07:03
Those stem cells are really important
172
423841
1419
Quelle cellule sono molto importanti
07:05
in the embryo when it develops,
173
425260
1809
nell'embrione per il suo sviluppo,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
427069
2242
e si "svegliano" se c'è una frattura
07:09
to help you with repairing the bone.
175
429311
2861
per aiutare a riparare il tessuto osseo.
07:12
So we take that periosteum layer
176
432172
2093
Dunque, prendendo lo strato di periosteo
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
434265
2990
abbiamo sviluppato un modo per iniettare al di sotto
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
437255
2816
un liquido che, entro i 30 secondi,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
440071
1745
diventa un gel semi solido
07:21
and can actually lift the periosteum away from the bone.
180
441816
3253
e fa sì che il peiosteo si sollevi dall'osso.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
445069
3688
Così si crea, in pratica, una cavità artificiale
07:28
that is right next to both the bone
182
448757
3547
proprio tra l'osso
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
452304
3701
e il ricco strato di cellule staminali.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
456005
1612
Procediamo con una incisione a foro
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
457617
2953
così da non lasciar entrare altre cellule,
07:40
and what happens is that that artificial in vivo bioreactor cavity
186
460570
4792
e accade che la cavità artificiale del bioreattore in vivo
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
465362
2676
può portare alla proliferazione di queste cellule staminali
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
468038
2086
che formeranno nuovo tessuto,
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
470124
2318
e nel tempo, si può prelevare il tessuto
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
472442
2948
e impiegarlo altrove nel corpo.
07:55
This is a histology slide
191
475390
2144
Questa è un'immagine raffigurante
07:57
of what we see when we do that,
192
477534
2170
ciò che vediamo quando svolgiamo quel procedimento,
07:59
and essentially what we see
193
479704
2517
e ciò che vediamo
08:02
is very large amounts of bone.
194
482221
1634
è una grande quantità di osso.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
483855
2480
In figura vediamo il centro della gamba,
08:06
so the bone marrow,
196
486335
1501
il midollo osseo,
08:07
then you can see the original bone,
197
487836
1804
poi l'osso originale,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
489640
2856
riuscite a vedere quando l'osso originale termina,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
492496
2511
e proprio sulla sinistra il nuovo osso
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
495007
2037
cresciuto all'interno della cavità del bioreattore,
08:17
and you can actually make it even larger.
201
497044
2431
e la si può fare anche più grande.
08:19
And that demarcation that you can see
202
499475
2627
Quella zona demarcata che vedete
08:22
between the original bone and the new bone
203
502102
2351
tra l'osso originale e quello nuovo
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
504453
2013
funge da zona debole,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
506466
2134
così il chirurgo può operarci,
08:28
can harvest away that new bone,
206
508600
2024
rimuovere l'osso nuovo,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
510624
2203
e il periosteo può crescere ancora,
08:32
so you're left with the leg
208
512827
1869
e voi sarete lasciati con la gamba
08:34
in the same sort of state
209
514696
1550
nello stesso stato
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
516246
2002
come se non fosse mai stata mai operata.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
518248
3849
Non c'è quasi dolore post-operazione
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
522097
3855
se paragonato con il prelievo dalla cresta iliaca.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
525952
2104
Si possono crescere inoltre diverse quantità d'osso
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
528056
2019
in base a quanto gel vi viene applicato,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
530075
3202
così è per davvero una procedura su comando.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
533277
2202
Ora, al tempo in cui abbiamo fatto questo,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
535479
3337
ci fu grande attenzione della stampa,
08:58
because it was a really nice way
218
538816
2431
perché era un modo davvero molto funzionale
09:01
of generating new bone,
219
541247
1466
di generare nuovo tessuto osseo,
09:02
and we got many, many contacts
220
542713
1995
e siamo stati contattati
09:04
from different people that were interested in using this.
221
544708
2618
da diverse persone interessate a usarlo.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
547326
1789
E a dirla tutta,
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
549115
2953
talvolta queste richieste sono molto strane,
09:12
slightly unexpected,
224
552068
1860
piuttosto inaspettate,
09:13
and the very most interesting,
225
553928
3062
e la richiesta più interessante,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
556990
2285
mettiamola così, che ho ricevuto,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
559275
3211
fu da un team di giocatori di football americani
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
562486
3380
che volevano avere un teschio spesso il doppio
09:25
made on their head.
229
565866
4281
nelle loro teste.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
570156
2724
Così uno accetta tali richieste,
09:32
and of course, being British
231
572880
2617
ma ovviamente, in quanto Britannica
09:35
and also growing up in France,
232
575497
1754
e cresciuta anche in Francia,
09:37
I tend to be very blunt,
233
577251
2142
tendo a essere molto diretta,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
579393
2041
così ho dovuto spiegar loro con molto garbo
09:41
that in their particular case,
235
581434
1475
che nel loro caso specifico,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
582909
2014
non c'era poi molto da proteggere
09:44
to protect in the first place.
237
584923
2988
lì dentro.
09:47
(Laughter)
238
587911
1570
(Risate)
09:49
(Applause)
239
589481
1253
(Applausi)
09:50
So this was our approach,
240
590734
1855
Dunque, questo è stato il nostro approccio,
09:52
and it was simple materials,
241
592589
1644
ed era su materia semplice,
09:54
but we thought about it carefully.
242
594233
1987
ma lo abbiamo pensato molto attentamente.
09:56
And actually we know that those cells
243
596220
1620
E sappiamo che quelle cellule
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
597840
2138
nel corpo, nell'embrione, nella fase di sviluppo
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
599978
3229
possono formare diversi tipi di tessuto, cartilagine,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
603207
2555
così abbiamo sviluppato un gel diverso
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
605762
2419
in natura, diverso nella costituzione chimica,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
608181
2147
lo abbiamo immesso lì, e siamo invece riusciti
10:10
100 percent cartilage instead.
249
610328
2178
a ottenere il 100 per cento di cartilagine.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
612506
2008
Questo approccio, credo, funziona molto bene
10:14
for pre-planned procedures,
251
614514
2482
per procedure pre-pianificate,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
616996
2872
ma è qualcosa che deve essere pianificato.
10:19
So for other kinds of operations,
253
619868
2268
Per altri tipi di operazione,
10:22
there's definitely a need for other
254
622136
1697
c'è assoluto bisogno di altri
10:23
scaffold-based approaches.
255
623833
2503
approcci strutturali.
10:26
And when you think about designing
256
626336
2369
E quando si pensa a ideare
10:28
those other scaffolds, actually,
257
628705
1638
queste altre strutture,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
630343
1971
si ha davvero bisogno di un team multi-disciplinare.
10:32
And so our team has chemists,
259
632314
2065
E così il nostro team ha chimici,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
634379
3377
biologi cellulari, chirurghi, perfino dei fisici,
10:37
and those people all come together
261
637756
2030
e tutti si uniscono
10:39
and we think really hard about designing the materials.
262
639786
2411
e pensiamo per bene a come ideare queste sostanze.
10:42
But we want to make them have enough information
263
642197
2966
Ma vogliamo che abbiano informazioni sufficienti,
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
645163
2154
per portare le cellule a fare ciò che noi vogliamo,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
647317
2377
ma non renderle tanto complesse da rendere difficile
10:49
to get to clinic.
266
649694
1743
l'utilizzo clinico.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
651437
2751
Così una delle cose a cui pensiamo di più
10:54
is really trying to understand
268
654188
1795
è cercare veramente di comprendere
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
655983
2377
la struttura dei tessuti del corpo.
10:58
And so if we think of bone,
270
658360
1660
Così pensiamo all'osso,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
660020
2624
di certo il mio tessuto preferito,
11:02
we zoom in, we can see,
272
662644
1557
facciamo un ingrandimento, e possiamo vedere,
11:04
even if you don't know anything about bone structure,
273
664201
1882
anche se non sapete nulla della struttura dell'osso,
11:06
it's beautifully organized, really beautifully organized.
274
666083
2545
che è meravigliosamente organizzata, davvero meravigliosamente.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
668628
1887
Vi troviamo tantissimi vasi sanguigni.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
670515
2339
E se ingrandiamo ancora, vediamo che le cellule
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
672854
2972
sono circondate da una matrice tridimensionale
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
675826
2171
da fibre di nano dimensioni, che forniscono
11:17
of information to the cells.
279
677997
2182
tante informazioni alle cellule.
11:20
And if we zoom in again,
280
680179
1614
Se continuiamo a ingrandire,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
681793
2201
nel caso dell'osso, la matrice
11:23
around the cells is beautifully organized
282
683994
2151
intorno alle cellule è meravigliosamente organizzata
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
686145
2467
in nano scala, ed è un materiale ibrido:
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
688612
2584
parte organico, parte inorganico.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
691196
2072
E questo ha portato a un intero campo, davvero,
11:33
that has looked at developing materials
286
693268
2391
che si occupa di sviluppare sostanze
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
695659
2748
che hanno questo tipo di struttura ibrida.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
698407
3278
Adesso vi mostrerò solo due esempi
11:41
where we've made some materials that have that sort of structure,
289
701685
3120
in cui si vede che abbiamo creato delle sostanze che hanno quella struttura,
11:44
and you can really tailor it.
290
704805
1438
e si possono davvero intrecciare.
11:46
You can see here a very squishy one
291
706243
2064
Qui potete vederne una molto appiccicosa
11:48
and now a material that's also this hybrid sort of material
292
708307
4099
e adesso una che è una forma ibrida
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
712406
1947
ma allo stesso tempo ha una notevole durezza,
11:54
and it's no longer brittle.
294
714369
1460
e non è più fragile.
11:55
And an inorganic material would normally be really brittle,
295
715829
2456
Una sostanza inorganica risulterebbe normalmente molto fragile,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
718285
1440
non si potrebbero ottenere
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
719725
2188
quel tipo di resistenza e durezza.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
721913
2489
Un'altra cosa che voglio dire rapidamente è che
12:04
many of the scaffolds we make are porous, and they have to be,
299
724402
2715
molte strutture che facciamo sono porose, e devono esserlo,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
727117
2103
perché ci dovranno crescere vasi sanguigni.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
729220
1877
Ma molto spesso, i pori sono
12:11
much bigger than the cells,
302
731097
1293
più grandi delle cellule,
12:12
and so even though it's 3D,
303
732390
1711
e così, pur essendo tridimensionale
12:14
the cell might see it more as a slightly curved surface,
304
734101
3355
la cellula potrebbe vederlo più come una superficie ricurva,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
737456
1676
e questo risulta un po' innaturale.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
739132
2248
Quindi, ciò che si può pensare di fare è:
12:21
is actually making scaffolds with slightly different dimensions
307
741380
3148
costruire strutture di differenti dimensioni
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
744528
2793
che rendano possibile circondare le cellule tridimensionali
12:27
and give them a little bit more information.
309
747321
2569
e dar loro più informazioni.
12:29
And there's a lot of work going on in both of these areas.
310
749890
3567
C'è molto lavoro da fare in entrambe queste aree.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
753471
3969
Infine, voglio solo parlarvi un po'
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
757440
2708
dell'applicazione di tutto ciò alle malattie cardiovascolari,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
760148
3263
perché questo è davvero un bel problema clinico.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
763411
3585
Una della cose che sappiamo è che,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
766996
2239
sfortunatamente, se il cuore subisce un infarto,
12:49
then that tissue can start to die,
316
769235
2902
il tessuto poi comincia a morire,
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
772137
3751
e la resistenza potrebbe non essere più così buona col passar del tempo.
12:55
And it would be really great, actually,
318
775888
1710
E sarebbe davvero meraviglioso
12:57
if we could stop that dead tissue
319
777598
1919
se potessimo evitare che quel tessuto morto
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
779517
3985
continui a morire o aiutarlo a rigenerarsi.
13:03
And there's lots and lots of stem cell trials going on worldwide,
321
783502
3248
Ci sono tantissimi esperimenti sulle cellule staminali in corso in tutto il mondo,
13:06
and they use many different types of cells,
322
786750
2072
usano tanti diversi tipi di cellule,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
788822
2352
ma un dato in comune che sembra venir fuori
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
791174
2999
è che queste cellule, molto spesso, muoiono
13:14
once you've implanted them.
325
794173
1795
dopo essere state impiantate.
13:15
And you can either put them into the heart
326
795968
1875
Possono essere messe nel cuore,
13:17
or into the blood system,
327
797843
2020
o nell'apparato circolatorio,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
799863
2362
ma in ogni caso, pare che non siamo ancora in grado
13:22
to get quite the right number of cells
329
802225
1867
di portare il giusto numero di cellule
13:24
getting to the location we want them to
330
804092
2242
nella zona in cui vogliamo arrivino
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
806334
4494
e poter così sviluppare questa
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
810828
2740
rigenerazione cellulare che vorremmo
13:33
to get good clinical outcomes.
333
813568
3417
per ottenere buoni esiti clinici.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
816985
1983
Alcune cose a cui abbiamo pensato,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
818968
3121
e molte altre persone del campo ci stanno pensando,
13:42
are actually developing materials for that.
336
822089
3006
sono di sviluppare sostanze per questo.
13:45
But there's a difference here.
337
825095
1619
Ma qui c'è una differenza.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
826714
2210
Abbiamo ancora bisogno di sostanze chimiche, della meccanica,
13:48
we still need really interesting topography,
339
828924
2671
dell'interessantissima topografia,
13:51
and we still need really interesting ways to surround the cells.
340
831595
2648
e degli interessanti modi di circondare le cellule.
13:54
But now, the cells also
341
834243
2511
Ma adesso, anche le cellule
13:56
would probably quite like a material
342
836754
2025
vorrebbero avere una sostanza
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
838779
2018
che sia un conduttore,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
840797
4209
perché le cellule vi risponderebbero bene
14:05
and will actually conduct signals between themselves.
345
845006
3479
e potrebbero condurre segnali tra loro.
14:08
You can see them now
346
848485
1516
Potete vederle adesso
14:10
beating synchronously on these materials,
347
850001
2475
battere in sincronia su queste sostanze,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
852476
2779
e questo è uno sviluppo davvero emozionante
14:15
that's going on.
349
855255
2114
in corso.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
857369
4824
Dunque, per riassumere, vorrei dire che
14:22
being able to work in this sort of field,
351
862193
2356
poter lavorare in questo campo,
14:24
all of us that work in this field
352
864549
1654
per tutti noi che lavoriamo in questo campo,
14:26
that's not only super-exciting science,
353
866203
2509
questa non è solo una scienza super emozionante,
14:28
but also has the potential
354
868712
2046
ma ha anche il potenziale
14:30
to impact on patients,
355
870758
1968
di avere un certo impatto sui pazienti,
14:32
however big or small they are,
356
872726
2430
siano essi grandi o piccoli,
14:35
is really a great privilege.
357
875156
1553
è davvero un gran privilegio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
876709
3144
Per questo vorrei ringraziare anche tutti voi.
14:39
Thank you.
359
879853
1317
Grazie.
14:41
(Applause)
360
881170
4924
(Applausi)
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