Molly Stevens: A new way to grow bone

109,969 views ・ 2014-02-18

TED


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

מתרגם: Boaz Hovav מבקר: Ido Dekkers
00:12
As humans, it's in our nature
0
12462
1699
כבי אנוש, אנו נוטים באופן טבעי
00:14
to want to improve our health and minimize our suffering.
1
14161
3294
לנסות ולשפר את בריאותנו ולצמצם את כאבינו.
00:17
Whatever life throws at us,
2
17455
1667
כל מחלה בה אנחנו נתקלים במהלך חיינו
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
19122
2465
בין אם מדובר בסרטן, סוכרת, מחלות לב,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
21587
3192
או אפילו שברים בעצמות, אנחנו שואפים להחלים מהם.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
24779
2483
אני עומדת בראש מעבדה לחומרים ביולוגיים,
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
27262
2740
ותמיד התעניינתי בדרך בה בני אנוש
00:30
have used materials in really creative ways
7
30002
2468
משתמשים בחומרים בדרכים יצירתיות
00:32
in the body over time.
8
32470
2744
בגוף במשך השנים.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
35214
3646
קחו לדוגמה את הצדף הכחול היפהפה הזה.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
38860
1882
השתמשו בו בני המאיה
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
40742
3539
בתור שיניים תותבות מלאכותיות.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
44281
1633
אנחנו לא בטוחים לגמרי מדוע הם עשו זאת.
00:45
It's hard. It's durable.
13
45914
2576
הוא קשה. הוא עמיד.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
48490
4118
אבל יש לו תכונות מעניינות נוספות.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
52608
2280
למעשה, כאשר הם החדירו אותו לעצמות הלסת,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
54888
2907
הוא התאחד עם העצם.
00:57
and we know now with very sophisticated
17
57795
2098
וגילינו בעזרת טכנולוגיות הדמיה מתוחכמות,
00:59
imaging technologies
18
59893
1673
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
61566
2349
שחלק מהאיחוד עם העצם נבע מהעובדה
01:03
that this material is designed
20
63915
1687
שהצדף הזה מעוצב
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
65602
2819
בצורה מסויימת, יש לו כימיה יפהפייה,
01:08
has a beautiful architecture.
22
68421
2228
יש לו מבנה ארכיטקטוני יפהפה.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
70649
1752
ונראה לי שבמידה רבה ניתן לחשוב
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
72401
3007
על השימוש בצדפים הכחולים ועל אנשי המאיה
01:15
as the first real application
25
75408
1520
כשימוש הראשון
01:16
of the bluetooth technology.
26
76928
2295
בטכנולוגיית בלוטות' (שן כחולה).
01:19
(Laughter)
27
79223
1462
(צחוק)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
80685
4393
אבל אם נמשיך ונחשוב על מקרים נוספים בהיסטוריה
01:25
how people have used different materials in the body,
29
85078
2984
בהם אנשים השתמשו בחומרים שונים בגוף,
01:28
very often it's been physicians
30
88062
1714
מדובר במקרים רבים ברופאים
01:29
that have been quite creative.
31
89776
1392
שהיו יצירתיים מאד.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
91168
1968
הם השתמשו במוצרים מוכנים.
01:33
One of my favorite examples
33
93136
1885
אחת הדוגמאות החביבות עלי
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
95036
3242
היא זו של סר הארולד רידלי,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
98278
2138
שהיה רופא עיניים מפורסם,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
100416
2568
או לפחות הפך לרופא עיניים מפורסם.
01:42
And during World War II, what he would see
37
102984
1927
ובזמן מלחמת העולם השנייה, הוא ראה
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
104911
2852
טייסים שחזרו ממשימות הקרב שלהם,
01:47
and he noticed that within their eyes
39
107763
1752
והוא שם לב שבתוך העיניים שלהם
01:49
they had shards of small bits of material
40
109515
2940
היו רסיסים של חומרים
01:52
lodged within the eye,
41
112455
1520
תקועים בתוך העין,
01:53
but the very interesting thing about it
42
113975
1699
אבל הממצא המעניין ביותר
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
115674
2293
היה שאותו חומר, בפועל, לא גרם
01:57
any inflammatory response.
44
117967
2013
לתגובה דלקתית כלשהי.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
119980
2339
הוא בדק את הנושא, והבין
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
122319
2604
שהחומר המדובר היה חתיכות קטנות של פלסטיק
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
124923
2739
שהגיעו מחופת מטוסי הספיטפייר.
02:07
And this led him to propose that material
48
127662
2401
הממצא הזה גרם לו להציע להשתמש בפלסטיק הזה
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
130063
2762
כחומר חדש ליצור עדשות שיושתלו בתוך גלגל העין.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
132825
2105
קוראים לחומר PMMA, וכיום משתמשים בו
02:14
in millions of people every year
51
134930
1802
במיליוני אנשים כל שנה
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
136732
2769
על מנת לטפל במחלת הקטרקט.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
139501
2309
הדוגמא הזו, לטעמי, היא דוגמא נהדרת,
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
141810
2435
כי היא עוזרת לנו לזכור שבעבר,
02:24
people often chose materials
55
144245
1953
אנשים בחרו להשתמש בחומרים
02:26
because they were bioinert.
56
146198
1885
שלא גרמו לתגובה ביולוגית בגוף.
02:28
Their very purpose was to perform a mechanical function.
57
148083
3512
המטרה שלהם הייתה לבצע תפקוד מכני.
02:31
You'd put them in the body
58
151595
1450
הם הושתלו בגוף
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
153045
2164
בלי לגרום לתגובה ביולוגית קשה.
02:35
And what I want to show you is that
60
155209
1668
ומה שרציתי להראות לכם הוא
02:36
in regenerative medicine,
61
156877
1381
שברפואה המנסה לייצר איברים חלופיים,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
158258
1824
הפסקנו לנסות ולעבוד בצורה הזו
02:40
of taking a bioinert material.
63
160082
1913
של בחירה בחומרים שאינם גורמים תגובה ביולוגית.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
161995
2289
כיום אנחנו מחפשים באופן פעיל אחרי חומרים
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
164284
2968
שיגרמו לתגובה ביולוגית, שיגיבו עם הגוף,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
167252
2327
ושניתן להשתיל אותם בגוף,
02:49
they'll have their function,
67
169579
1449
על מנת שיבצעו תפקיד,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
171028
4550
ובמשך הזמן הם יתמוססו.
02:55
If we look at this schematic,
69
175578
1933
אם נסתכל על התרשים הבא,
02:57
this is showing you what we think of
70
177511
1601
הוא מראה לכם על מה אנחנו חושבים
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
179112
2137
כגישה הנכונה להנדסת רקמות.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
181249
2844
יש לנו תאים, בד"כ תאים שנלקחו מהחולה.
03:04
We can put those onto a material,
73
184093
1882
אנחנו שמים אותם על חומר,
03:05
and we can make that material very complex if we want to,
74
185975
2708
וניתן לייצר חומר מורכב מאד במידת הצורך,
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
188708
2170
ואחר כך נגדל את התאים במעבדה
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
190878
2515
או שנשתיל אותם ישירות בגוף החולה.
03:13
And this is an approach that's used all over the world,
77
193393
2451
ובגישה הזו משתמשים כיום ברחבי העולם,
03:15
including in our lab.
78
195844
3523
וגם במעבדה שלנו.
03:19
But one of the things that's really important
79
199367
2457
אבל אחד הדברים החשובים ביותר
03:21
when we're thinking about stem cells
80
201824
1878
כאשר אנחנו חושבים על תאי גזע
03:23
is that obviously stem cells can be many different things,
81
203702
2579
הוא שתאי גזע יכולים להפוך למספר רב של דברים,
03:26
and they want to be many different things,
82
206281
1764
והם שואפים להפוך למספר רב של דברים,
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
208045
1876
ולכן חשוב לנו לוודא שהסביבה
03:29
we put them into has enough information
84
209921
2350
בה אנחנו מגדלים אותם, תכיל מספיק מידע
03:32
so that they can become the right sort
85
212271
1996
על מנת שהם יהפכו לרקמה מהסוג הנכון.
03:34
of specialist tissue.
86
214267
2686
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
216953
3063
ואם נחשוב על סוגי הרקמות השונים
03:40
that people are looking at regenerating
88
220016
2019
שאנשים רוצים לבנות מחדש
03:42
all over the world, in all the different labs in the world,
89
222035
2311
ברחבי העולם, בכל המעבדות ברחבי העולם,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
224346
2936
מדובר באופן מעשי בכל סוגי הרקמות שיש בגוף.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
227282
1622
מבנה הרקמות הללו שונה מאד,
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
228904
2614
והוא תלוי בשאלות כמו מחלות הרקע של החולה,
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
231518
2418
03:53
other conditions, in terms of how
94
233936
3050
ומצבים שונים,
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
236986
1561
מהבחינה של איך מתחילים תהליך של בניית רקמה מחדש,
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
238547
1985
חשוב לבחור את החומרים
04:00
you're going to use really carefully,
97
240532
2054
בהם נשתמש בזהירות רבה,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
242586
1725
לבחון את המבנה הביוכימי שלהם, את המכניקה שלהם,
04:04
and many other properties as well.
99
244311
3738
ותכונות רבות אחרות.
04:08
Our tissues all have very different abilities to regenerate,
100
248049
3300
לרקמות בגופנו יש יכולות משתנות לגדול מחדש,
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
251349
1742
וכאן אנחנו רואים את פרומתאוס המסכן,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
253091
3093
שבחר בעיסוק בעייתי
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
256184
2934
ונענש על ידי האלים היווניים.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
259118
2321
הוא נקשר לסלע גדול, ונשר הגיע מדי יום על מנת לאכול מהכבד שלו.
04:21
every day to eat his liver.
105
261439
1603
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
263042
2267
אבל הכבד שלו נבנה מחדש כל יום,
04:25
and so day after day he was punished
107
265309
2272
וכך יום אחר יום הוא נענש
04:27
for eternity by the gods.
108
267581
5797
לנצח על ידי האלים.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
273378
3880
והכבד באמת בונה את עצמו בצורה יפה מאד,
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
277258
1776
אבל אם נחשוב על רקמות אחרות,
04:39
like cartilage, for example,
111
279034
1769
כמו סחוס, לדוגמא,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
280803
2056
אפילו חריץ קטן בסחוס
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
282859
2443
לא מסוגל לתקן את עצמו.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
285302
3114
כך שבניית רקמות משתנה מאד בהתאם לרקמות השונות.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
288416
2800
העצמות נמצאות איפהשהו באמצע הדרך,
04:51
and this is one of the tissues that we work on a lot in our lab.
116
291216
2900
וזו אחת הרקמות עליהם אנחנו עובדים במעבדה שלנו.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
294116
1984
לעצם יש יכולות תיקון טובות למדי.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
296100
2013
היא חייבת. אני בטוחה שכולנו עברנו שברים
04:58
at some point or other.
119
298113
1812
בנקודה כלשהי בחיינו.
04:59
And one of the ways that you can think
120
299925
2157
ואחת הדרכים בהן ניתן לחשוב
05:02
about repairing your fracture
121
302082
1689
על להאיץ את תיקון השברים שלכם
05:03
is this procedure here, called an iliac crest harvest.
122
303771
2827
היא התהליך שמוצג כאן, שנקרא קציר של קצה עצם הכסל באגן.
05:06
And what the surgeon might do
123
306598
1666
מה שהמנתח יכול לעשות הוא
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
308264
3195
לקחת מעט עצם מקצה עצם הכסל,
05:11
which is just here,
125
311459
1378
שנמצאת ממש כאן,
05:12
and then transplant that somewhere else in the body.
126
312837
2524
ולהשתיל את העצם הזו במקום אחר בגוף.
05:15
And it actually works really well,
127
315361
1600
וזה עובד יפה מאד במציאות,
05:16
because it's your own bone,
128
316961
1499
מכיוון שמדובר בעצם מהגוף שלכם,
05:18
and it's well vascularized,
129
318460
1234
ויש לה מערכת יעילה של כלי דם,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
319694
2369
שמספקים דם לכל נקודה בצורה מצוינת.
05:22
But the problem is, there's only so much you can take,
131
322063
2783
אבל הבעיה היא, שיש כמות מוגבלת של עצם שניתן לקצור,
05:24
and also when you do that operation,
132
324846
2923
ושאחרי ביצוע הניתוח,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
327769
2539
החולה עשוי לסבול מכאב חזק
05:30
in that defect site even two years after the operation.
134
330308
3241
באזור הפגוע עד שנתיים אחרי הניתוח.
05:33
So what we were thinking is,
135
333549
1886
אז הגענו למסקנה,
05:35
there's a tremendous need for bone repair, of course,
136
335435
3149
שקיים צורך עצום בתיקון עצמות, זה ברור,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
338584
2487
אבל גישת קציר קצה עצם הכסל
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
341071
2432
מוגבל מאד,
05:43
and could we perhaps recreate
139
343503
2234
ושאלנו אם נוכל אולי לגרום
05:45
the generation of bone within the body
140
345737
2169
לייצור עצמות בתוך הגוף
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
347906
3315
לפי דרישה, ואז להשתיל אותם
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
351221
4905
בלי אותן תופעות לוואי כואבות
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
356126
3683
שנגרמות כתוצאה מקציר עצם הכסל.
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
359809
2662
וזה אכן מה שעשינו, והדרך בה עשינו זאת
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
362471
3338
הייתה לחזור לגישה הבסיסית של הנדסת רקמות
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
365809
2387
אבל בגישה מחשבתית שונה.
06:08
And we simplified it a lot,
147
368196
1919
הפכנו את התהליך לפשוט יותר,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
370115
2051
ונפטרנו מהרבה שלבים בתהליך.
06:12
We got rid of the need to harvest cells from the patient,
149
372166
2374
נפטרנו מהצורך לקצור תאים מהחולה,
06:14
we got rid of the need to put in really fancy chemistries,
150
374540
2917
נפטרנו מהצורך להשתמש בתהליכים כימיים מסובכים ויקרים,
06:17
and we got rid of the need
151
377457
1692
ונפטרנו מהצורך
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
379149
2828
לגדל את התאים על מסגרות במעבדה.
06:21
And what we really focused on
153
381977
2179
והתמקדנו מאד
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
384156
3749
במערכות החומרים שלנו ובפישוט התהליך,
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
387905
2325
אבל בגלל שהשתמשנו בחומרים בצורה חכמה מאד,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
390230
2647
הצלחנו לייצר כמות עצמה של עצם
06:32
using this approach.
157
392877
1646
בעזרת השיטה החדשה.
06:34
So we were using the body
158
394523
1753
אנחנו השתמשנו בגוף
06:36
as really the catalyst to help us
159
396276
2120
כזרז שיסייע לנו
06:38
to make lots of new bone.
160
398396
2543
לייצר כמות גדולה של עצם.
06:40
And it's an approach that we call
161
400939
1583
ולגישה הזו אנחנו קוראים 'כור ביולוגי חי',
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
402522
2811
והצלחנו לייצר כמויות עצומות של עצם בעזרת השיטה הזו.
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
405333
2486
06:47
And I'll talk you through this.
164
407819
1239
ואני אסביר לכם כיצד עובדת השיטה.
06:49
So what we do is,
165
409058
2480
מה שאנחנו עושים,
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
411538
2343
בבני אדם, יש לנו שכבה של תאי גזע
06:53
on the outside of our long bones.
167
413881
1888
המצפים את העצמות הארוכות בגופנו.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
415769
1703
לשכבה הזו קוראים קליפת העצם.
06:57
And that layer is actually normally
169
417472
2288
והשכבה הזו במצב הרגיל
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
419760
2649
קשורה בצורה הדוקה מאד לעצם שמתחתיה,
07:02
and it's got stem cells in it.
171
422409
1432
והיא מכילה תאי גזע בתוכה.
07:03
Those stem cells are really important
172
423841
1419
תאי הגזע האלה חשובים מאד
07:05
in the embryo when it develops,
173
425260
1809
בעובר המתפתח,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
427069
2242
והם מתעוררים כאשר אנחנו שוברים את אחת העצמות
07:09
to help you with repairing the bone.
175
429311
2861
על מנת לסייע בתהליך תיקון העצם.
07:12
So we take that periosteum layer
176
432172
2093
אז אנחנו לוקחים את קליפת העצם
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
434265
2990
ופיתחנו שיטה להזריק מתחת לקליפת העצם
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
437255
2816
נוזל, שתוך 30 שניות,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
440071
1745
הופך לג'ל קשיח למדי,
07:21
and can actually lift the periosteum away from the bone.
180
441816
3253
שמפריד את קליפת העצם מהעצם עצמה.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
445069
3688
כך שנוצר, למעשה, חלל מלאכותי
07:28
that is right next to both the bone
182
448757
3547
שצמוד מצדו האחד לעצם
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
452304
3701
ומצדו השני לקליפת העצם העשירה בתאי גזע.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
456005
1612
ואנחנו חודרים דרך חתך קטנטן
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
457617
2953
שלא מאפשר חדירה של תאים אחרים מהגוף,
07:40
and what happens is that that artificial in vivo bioreactor cavity
186
460570
4792
וכתוצא מכך נוצר אותו חלל שמהווה כור-ביולוגי מלאכותי בגוף החי
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
465362
2676
שמוביל לשגשוג וגדילה של תאי הגזע,
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
468038
2086
שיוצרים המון רקמה חדשה.
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
470124
2318
ואחרי זמן מה, ניתן לקצור את אותה רקמה
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
472442
2948
ולהשתמש בה במקומות אחרים בגוף.
07:55
This is a histology slide
191
475390
2144
זוהי שקופית שמראה את מבנה הרקמות ההיסטולוגי
07:57
of what we see when we do that,
192
477534
2170
שמראה את הרקמות בתהליך,
07:59
and essentially what we see
193
479704
2517
ומה שאנחנו רואים בתמונה
08:02
is very large amounts of bone.
194
482221
1634
הוא כמות גדולה מאד של עצם.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
483855
2480
ובתמונה, אתם רואים את אמצע הרגל,
08:06
so the bone marrow,
196
486335
1501
את מוח העצמות (מימין),
08:07
then you can see the original bone,
197
487836
1804
ואת העצם המקורית (במרכז),
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
489640
2856
וניתן לראות היכן מסתיימת העצם המקורית,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
492496
2511
ומצד שמאל ניתן לראות את העצם החדשה
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
495007
2037
שגדלה בחלל הכור הביולוגי,
08:17
and you can actually make it even larger.
201
497044
2431
וניתן בקלות לגדל כמות עצם גדולה יותר.
08:19
And that demarcation that you can see
202
499475
2627
וההפרדה הזו שאתם רואים
08:22
between the original bone and the new bone
203
502102
2351
בין העצם המקורית לעצם החדשה
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
504453
2013
פועלת כנקודת חולשה עדינה,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
506466
2134
שמאפשרת למנתח לבוא,
08:28
can harvest away that new bone,
206
508600
2024
ולקצור את העצם החדשה,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
510624
2203
וקליפת העצם תגדל בחזרה,
08:32
so you're left with the leg
208
512827
1869
כך שהרגל תחזור
08:34
in the same sort of state
209
514696
1550
למצבה המקורי
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
516246
2002
לפני הניתוח ללא שום שינוי.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
518248
3849
כך שיש מעט מאד כאבים אחרי התהליך
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
522097
3855
בהשוואה לקציר של קצה עצם הכסל.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
525952
2104
וניתן לגדל כמויות שונות של עצם
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
528056
2019
כתלות בכמות הג'ל שהזרקנו לעצם,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
530075
3202
כך שמדובר בתהליך שמייצר כמויות עצם בהתאמה לצורך.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
533277
2202
כשפיתחנו את התהליך,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
535479
3337
זכינו להמון סיקור מצד התקשורת,
08:58
because it was a really nice way
218
538816
2431
כי מדובר בדרך אלגנטית
09:01
of generating new bone,
219
541247
1466
לייצר עצם חדשה,
09:02
and we got many, many contacts
220
542713
1995
ופנו אלינו המון המון
09:04
from different people that were interested in using this.
221
544708
2618
אנשים שהיו מעוניינים להשתמש בשיטה.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
547326
1789
ואני אספר לכם,
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
549115
2953
שחלק מהפניות היו מאד מוזרות,
09:12
slightly unexpected,
224
552068
1860
בלתי צפויות,
09:13
and the very most interesting,
225
553928
3062
והפניה הכי מעניינת,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
556990
2285
בואו נקרא לה ככה, שקיבלתי,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
559275
3211
הייתה מקבוצה של שחקני פוטבול אמריקאי
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
562486
3380
שרצו שנייצר גולגולת בעובי כפול
09:25
made on their head.
229
565866
4281
בתוך הראש שלהם.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
570156
2724
כך שפונים אליכם כל מני אנשים,
09:32
and of course, being British
231
572880
2617
וכמובן, בגלל שאני בריטית,
09:35
and also growing up in France,
232
575497
1754
ומכיוון שגדלתי בצרפת,
09:37
I tend to be very blunt,
233
577251
2142
אני נוטה להיות מאד ישירה,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
579393
2041
והייתי צריכה להסביר להם בצורה נעימה
09:41
that in their particular case,
235
581434
1475
שבמקרה הספציפי שלהם,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
582909
2014
נראה לי שאין בראשים שלהם
09:44
to protect in the first place.
237
584923
2988
משהו שחשוב להגן עליו.
09:47
(Laughter)
238
587911
1570
(צחוק)
09:49
(Applause)
239
589481
1253
(מחיאות כפיים)
09:50
So this was our approach,
240
590734
1855
זו הייתה גישת העבודה שלנו,
09:52
and it was simple materials,
241
592589
1644
השתמשנו בחומרים פשוטים,
09:54
but we thought about it carefully.
242
594233
1987
שנבחרו בקפידה ובזהירות.
09:56
And actually we know that those cells
243
596220
1620
ואנחנו יודעים שאותם תאים
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
597840
2138
בגוף, בעובר, כשהוא מתפתח
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
599978
3229
יכולים ליצור סוגים שונים של רקמות, סחוס,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
603207
2555
ופיתחנו סוג נוסף של ג'ל, שהיה שונה מעט
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
605762
2419
במבנה שלו ושונה מעט מבחינה כימית,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
608181
2147
הזרקנו אותו, והצלחנו לקבל
10:10
100 percent cartilage instead.
249
610328
2178
רקמת סחוס טהורה.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
612506
2008
והשיטה הזו עובדת ממש מצוין, לדעתי,
10:14
for pre-planned procedures,
251
614514
2482
לשם ביצוע ניתוחים מתוכננים,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
616996
2872
אבל חייבים לתכנן את הניתוח מראש.
10:19
So for other kinds of operations,
253
619868
2268
ועבור סוגי ניתוחים אחרים,
10:22
there's definitely a need for other
254
622136
1697
יש צורך ברור
10:23
scaffold-based approaches.
255
623833
2503
בפתרונות המבוססים על בניית רקמה על גבי תבניות.
10:26
And when you think about designing
256
626336
2369
וכאשר חושבים על עיצוב
10:28
those other scaffolds, actually,
257
628705
1638
אותן תבניות חדשות, באופן מעשי,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
630343
1971
חשוב לגבש צוות רב תחומי.
10:32
And so our team has chemists,
259
632314
2065
ולכן בצוות שלנו יש כימאים,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
634379
3377
ומומחים לביולוגיה של התא, ומנתחים, ואפילו פיזיקאים,
10:37
and those people all come together
261
637756
2030
וכולם עובדים יחד
10:39
and we think really hard about designing the materials.
262
639786
2411
ומתמקדים במטרה שהיא עיצוב חומרים חדשים.
10:42
But we want to make them have enough information
263
642197
2966
אבל חשוב לנו שיהיה בהם מספיק מידע
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
645163
2154
שיגרום לתאי הגזע להפוך לסוג הרקמה הדרוש לנו,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
647317
2377
אבל שלא יהיה מסובך להשתמש בהם
10:49
to get to clinic.
266
649694
1743
במרפאות ובחדרי הניתוח.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
651437
2751
ולכן אחד הדברים עליהם חשבנו הרבה
10:54
is really trying to understand
268
654188
1795
הוא לנסות ולהבין
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
655983
2377
את מבנה הרקמות השונות בגוף.
10:58
And so if we think of bone,
270
658360
1660
ואם נחשוב על עצם,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
660020
2624
הרקמה החביבה עלי,
11:02
we zoom in, we can see,
272
662644
1557
נתמקד, ונראה,
11:04
even if you don't know anything about bone structure,
273
664201
1882
שאפילו אם אינכם יודעים דבר על מבנה העצם,
11:06
it's beautifully organized, really beautifully organized.
274
666083
2545
מיד תראו שהעצם מסודרת בצורה יפהפייה, ממש מסודרת יפה.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
668628
1887
יש המון כלי דם בתוך העצם.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
670515
2339
ועם נתמקד שוב, נראה שכל התאים
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
672854
2972
מוקפים במבנה תלת ממדי
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
675826
2171
של סיבים בגדלים ננומטריים,
11:17
of information to the cells.
279
677997
2182
שמספקים המון מידע לתאים.
11:20
And if we zoom in again,
280
680179
1614
ואם נתמקד שוב,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
681793
2201
במקרה של עצם, נראה כמה
11:23
around the cells is beautifully organized
282
683994
2151
יפה מסודרים המבנים המקיפים את התאים
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
686145
2467
ברמה הננומטרית, מדובר בחומרים היברידיים מורכבים
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
688612
2584
חלקם אורגניים, וחלקם אי-אורגניים.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
691196
2072
וכך נפתח בפנינו שדה שלם,
11:33
that has looked at developing materials
286
693268
2391
שעוסק בפיתוח של חומרים
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
695659
2748
בעלי מבנה היברידי כזה.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
698407
3278
ואני מציגה בפניכם רק שתי דוגמאות
11:41
where we've made some materials that have that sort of structure,
289
701685
3120
בהם ייצרנו חומרים בעלי מבנה כזה,
11:44
and you can really tailor it.
290
704805
1438
וניתן לייצר אותם באופן מותאם לצורכי החולה.
11:46
You can see here a very squishy one
291
706243
2064
בתמונה אפשר לראות חומר אחד במרקם ספוגי
11:48
and now a material that's also this hybrid sort of material
292
708307
4099
וחומר שגם הוא חומר היברידי
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
712406
1947
אבל הוא קשיח ביותר,
11:54
and it's no longer brittle.
294
714369
1460
ואינו שביר.
11:55
And an inorganic material would normally be really brittle,
295
715829
2456
למרות שחומרים אי-אורגניים נוטים להיות שבירים מאד,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
718285
1440
ולא ניתן להשיג
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
719725
2188
את אותו אורך ועמידות בזה.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
721913
2489
דבר נוסף שרציתי להזכיר הוא
12:04
many of the scaffolds we make are porous, and they have to be,
299
724402
2715
שרבים מהמבנים שאנחנו בונים הם נקבוביים, הם חייבים להיות נקבוביים,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
727117
2103
כי כלי דם אמורים לגדול במבנה.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
729220
1877
אבל הנקבוביות הן לעתים קרובות
12:11
much bigger than the cells,
302
731097
1293
גדולות בהרבה מגודל התאים,
12:12
and so even though it's 3D,
303
732390
1711
ולמרות שמדובר במבנה תלת ממדי,
12:14
the cell might see it more as a slightly curved surface,
304
734101
3355
התאים מתייחסים אליהם כאל משטחים עקמומיים במקצת,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
737456
1676
ומדובר במצב שאינו לגמרי טבעי.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
739132
2248
אחד הדברים שחשבנו לעשות
12:21
is actually making scaffolds with slightly different dimensions
307
741380
3148
הוא לבנות מבנים בגדלים שונים במקצת
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
744528
2793
שעשויים להקיף את התאים מכל הכיוונים
12:27
and give them a little bit more information.
309
747321
2569
ולספק להם מעט יותר מידע.
12:29
And there's a lot of work going on in both of these areas.
310
749890
3567
ומתבצע כיום המון מחקר בתחומים הללו.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
753471
3969
לסיום, אני רוצה לדבר מעט על
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
757440
2708
השימושים של הטכנולוגיה הזו במחלות לב,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
760148
3263
כי מדובר בבעיה רפואית עצומה.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
763411
3585
אחד הדברים הידועים לנו הוא,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
766996
2239
שלחוסר המזל, אם אתם עוברים התקף לב,
12:49
then that tissue can start to die,
316
769235
2902
רקמת שריר הלב עשויה להתחיל ולמות,
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
772137
3751
וההחלמה עשויה להיות חלקית גם כעבור הרבה זמן.
12:55
And it would be really great, actually,
318
775888
1710
ויכול להיות ממש נהדר,
12:57
if we could stop that dead tissue
319
777598
1919
אם נוכל למנוע את הרקמה המתה
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
779517
3985
או שנמנע ממנה למות, או שנעזור לה להיבנות מחדש.
13:03
And there's lots and lots of stem cell trials going on worldwide,
321
783502
3248
ויש המון ניסויים בתאי גזע ברחבי העולם,
13:06
and they use many different types of cells,
322
786750
2072
והם בודקים הרבה סוגי תאים שונים,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
788822
2352
אבל הקו המקשר שמסתמן מכל המחקרים
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
791174
2999
הוא שבמקרים רבים, אותם תאים ימותו
13:14
once you've implanted them.
325
794173
1795
מיד אחרי ההשתלה.
13:15
And you can either put them into the heart
326
795968
1875
וניתן להשתיל אותם ישירות בלב
13:17
or into the blood system,
327
797843
2020
או להחזיר אותם למערכת הדם,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
799863
2362
אבל בשני המקרים, אנחנו לא מצליחים
13:22
to get quite the right number of cells
329
802225
1867
להגיע למספר התאים הדרוש
13:24
getting to the location we want them to
330
804092
2242
שיתיישבו באזור המיועד להם
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
806334
4494
ויצליחו להתחיל תהליך יפהפה
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
810828
2740
של בניית תאים כפי שהיינו רוצים
13:33
to get good clinical outcomes.
333
813568
3417
על מנת להשיג תוצאות רפואיות טובות.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
816985
1983
חלק מהאפשרויות עליהן אנחנו חושבים,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
818968
3121
וחוקרים אחרים בתחום חושבים עליהן,
13:42
are actually developing materials for that.
336
822089
3006
הוא לפתח חומרים שיעשו זאת.
13:45
But there's a difference here.
337
825095
1619
אבל יש הבדל גדול (בינם לבין תאי העצם).
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
826714
2210
עדיין דרושה לנו היכולות הכימית, עדיין דרושים לנו המבנים המכניים,
13:48
we still need really interesting topography,
339
828924
2671
עדיין דרושים לנו פני השטח המתאימים,
13:51
and we still need really interesting ways to surround the cells.
340
831595
2648
ועדיין דרושות לנו דרכים חדשניות על מנת להקיף את התאים.
13:54
But now, the cells also
341
834243
2511
ובלב, התאים עשויים גם
13:56
would probably quite like a material
342
836754
2025
לאהוב חומר
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
838779
2018
שיוליך חשמל,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
840797
4209
כי תאי הלב יגיבו טוב מאד לחשמל
14:05
and will actually conduct signals between themselves.
345
845006
3479
ויעבירו אותות חשמליים בינם לבין עצמם.
14:08
You can see them now
346
848485
1516
ניתן לראות כאן
14:10
beating synchronously on these materials,
347
850001
2475
כיצד תאי הלב פועמים באופן מסונכרן על גבי החומרים הללו,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
852476
2779
וזו התפתחות מאד מאד מרגשת
14:15
that's going on.
349
855255
2114
שקורה עכשיו.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
857369
4824
על מנת לסכם, הייתי רוצה להגיד
14:22
being able to work in this sort of field,
351
862193
2356
שהיכולת לעבוד בתחום כזה,
14:24
all of us that work in this field
352
864549
1654
כל המדענים העובדים בתחום
14:26
that's not only super-exciting science,
353
866203
2509
חושבים שהוא לא רק מרגש מבחינה מדעית,
14:28
but also has the potential
354
868712
2046
אלא יש לו את הפוטנציאל
14:30
to impact on patients,
355
870758
1968
להשפיע על חיי החולים,
14:32
however big or small they are,
356
872726
2430
גדולים או קטנים,
14:35
is really a great privilege.
357
875156
1553
וזו זכות גדולה.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
876709
3144
ועבור זה, אני רוצה להודות גם לכם.
14:39
Thank you.
359
879853
1317
תודה לכם.
14:41
(Applause)
360
881170
4924
(מחיאות כפיים)
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7