Molly Stevens: A new way to grow bone

Molly Stevens: Um novo método de cultivar tecido ósseo.

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TED


Por favor, clique duas vezes nas legendas em inglês abaixo para reproduzir o vídeo.

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Kenzo Okamura
00:12
As humans, it's in our nature
0
12462
1699
Como humanos, está em nossa natureza
00:14
to want to improve our health and minimize our suffering.
1
14161
3294
desejar melhorar nossa saúde e minimizar nosso sofrimento.
00:17
Whatever life throws at us,
2
17455
1667
O que a vida nos impuser,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
19122
2465
seja um câncer, diabetes, doença cardíaca
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
21587
3192
ou mesmo fratura óssea, queremos curar e sentir-nos melhor.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
24779
2483
Sou a chefe de um laboratório de biomateriais
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
27262
2740
e muito fascinada pela maneira como os humanos
00:30
have used materials in really creative ways
7
30002
2468
têm usado materiais de modos realmente criativos
00:32
in the body over time.
8
32470
2744
no corpo, ao longo do tempo.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
35214
3646
Tome, por exemplo, esta linda concha de madrepérola azul.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
38860
1882
Ela foi usada pelos maias
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
40742
3539
como uma reposição artificial de dente.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
44281
1633
Não sabemos ao certo por que eles o faziam.
00:45
It's hard. It's durable.
13
45914
2576
É dura. É durável.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
48490
4118
Mas também possui outras propriedades interessantes.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
52608
2280
De fato, quando a colocavam no osso maxilar,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
54888
2907
ela se integrava ao maxilar
00:57
and we know now with very sophisticated
17
57795
2098
e sabemos atualmente, usando sofisticadas
00:59
imaging technologies
18
59893
1673
tecnologias de imagem,
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
61566
2349
que parte dessa integração vem do fato
01:03
that this material is designed
20
63915
1687
de que este material é constituído
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
65602
2819
de um modo muito específico, tem uma bela constituição química,
01:08
has a beautiful architecture.
22
68421
2228
tem uma bela arquitetura.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
70649
1752
Podemos considerar que, de alguma forma,
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
72401
3007
o uso da concha de madrepérola azul e os maias
01:15
as the first real application
25
75408
1520
como a primeira aplicação real
01:16
of the bluetooth technology.
26
76928
2295
da tecnologia bluetooth (dente azul).
01:19
(Laughter)
27
79223
1462
(Risadas)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
80685
4393
Mas se viajarmos e pensarmos, através da história,
em como as pessoas usaram diversos materiais no corpo,
01:25
how people have used different materials in the body,
29
85078
2984
01:28
very often it's been physicians
30
88062
1714
frequentemente os médicos
01:29
that have been quite creative.
31
89776
1392
é que foram muito criativos.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
91168
1968
Eles tiraram proveito de muitas coisas.
01:33
One of my favorite examples
33
93136
1885
Um dos meus exemplos favoritos
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
95036
3242
é o de Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
98278
2138
que foi um famoso oftalmologista,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
100416
2568
ou que ao menos se tornou um famoso oftalmologista.
01:42
And during World War II, what he would see
37
102984
1927
Durante a Segunda Guerra Mundial, ele observou
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
104911
2852
os pilotos que voltavam de suas missões
01:47
and he noticed that within their eyes
39
107763
1752
e notou que em seus olhos
01:49
they had shards of small bits of material
40
109515
2940
havia pequenos fragmentos de material
01:52
lodged within the eye,
41
112455
1520
ali alojados,
01:53
but the very interesting thing about it
42
113975
1699
mas o interessante disto
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
115674
2293
é o fato de que aquele material não causava
01:57
any inflammatory response.
44
117967
2013
qualquer resposta inflamatória.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
119980
2339
Ele investigou e descobriu
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
122319
2604
que o material era feito de pequenos fragmentos de plástico,
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
124923
2739
provenientes da cabine dos Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
127662
2401
Isto o levou a propor aquele material
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
130063
2762
como um novo material para lentes intraoculares.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
132825
2105
Ele é chamado de PMMA e atualmente é usado
02:14
in millions of people every year
51
134930
1802
em milhões de pessoas por ano
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
136732
2769
e ajuda a prevenir a catarata.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
139501
2309
Eu creio que este é um exemplo muito bom,
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
141810
2435
pois nos ajuda a lembrar que, antigamente,
02:24
people often chose materials
55
144245
1953
as pessoas quase sempre escolhiam materiais
02:26
because they were bioinert.
56
146198
1885
porque eram bioinertes.
02:28
Their very purpose was to perform a mechanical function.
57
148083
3512
Sua verdadeira finalidade era realizar uma função mecânica.
02:31
You'd put them in the body
58
151595
1450
Eles seriam colocados no corpo
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
153045
2164
e você não teria uma resposta indesejável.
02:35
And what I want to show you is that
60
155209
1668
O que eu quero mostrar a vocês
02:36
in regenerative medicine,
61
156877
1381
é que, na medicina regenerativa,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
158258
1824
nós abandonamos a ideia
02:40
of taking a bioinert material.
63
160082
1913
de usar um material bioinerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
161995
2289
Hoje, estamos empenhados em buscar materiais
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
164284
2968
que sejam bioativos, que interajam com o corpo,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
167252
2327
que além de poderem ser colocados no corpo,
02:49
they'll have their function,
67
169579
1449
que eles tenham uma função,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
171028
4550
e se dissolvam com o passar do tempo.
02:55
If we look at this schematic,
69
175578
1933
Se examinarmos este esquema,
02:57
this is showing you what we think of
70
177511
1601
ele mostra o que consideramos
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
179112
2137
uma típica questão de abordagem de engenharia.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
181249
2844
Temos ali células, tipicamente de um paciente.
03:04
We can put those onto a material,
73
184093
1882
Podemos colocá-las em um material,
03:05
and we can make that material very complex if we want to,
74
185975
2708
tal material pode ser muito complexo, se assim o desejarmos,
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
188708
2170
e depois podemos fazê-lo crescer no laboratório
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
190878
2515
ou podemos colocá-lo de volta diretamente no paciente.
03:13
And this is an approach that's used all over the world,
77
193393
2451
Este é um procedimento usado no mundo todo,
03:15
including in our lab.
78
195844
3523
inclusive em nosso laboratório.
03:19
But one of the things that's really important
79
199367
2457
Uma das coisas que é realmente importante
03:21
when we're thinking about stem cells
80
201824
1878
quando pensamos em células-tronco
03:23
is that obviously stem cells can be many different things,
81
203702
2579
é que, obviamente, as células-tronco podem ser muitas coisas diferentes
03:26
and they want to be many different things,
82
206281
1764
e elas “querem” ser muitas coisas diferentes;
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
208045
1876
então devemos garantir que o ambiente
03:29
we put them into has enough information
84
209921
2350
onde elas forem colocadas tenha suficiente informações
03:32
so that they can become the right sort
85
212271
1996
para que elas possam vir a ser o tipo correto
03:34
of specialist tissue.
86
214267
2686
de tecido especializado.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
216953
3063
Se considerarmos os diferentes tipos de tecidos
03:40
that people are looking at regenerating
88
220016
2019
que estão sendo pesquisados para se regenerar,
03:42
all over the world, in all the different labs in the world,
89
222035
2311
no mundo todo, em muitos laboratórios do mundo,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
224346
2936
eles são tantos, de cada tipo, que nem podemos imaginar.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
227282
1622
Na verdade, a estrutura desses tecidos
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
228904
2614
é muito diferente e ela dependerá
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
231518
2418
de o paciente ter uma doença subjacente,
03:53
other conditions, in terms of how
94
233936
3050
de outras condições, em função de como
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
236986
1561
o tecido será regenerado,
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
238547
1985
e você precisará pensar nos materiais
04:00
you're going to use really carefully,
97
240532
2054
que serão usados, com muito cuidado,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
242586
1725
sua bioquímica, sua mecânica,
04:04
and many other properties as well.
99
244311
3738
e muitas outras propriedades.
04:08
Our tissues all have very different abilities to regenerate,
100
248049
3300
Todos os nossos tecidos têm capacidades diferentes de se regenerar
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
251349
1742
e aqui vemos o infeliz Prometeu,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
253091
3093
que fez uma escolha trapaceira
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
256184
2934
e foi punido pelos deuses gregos.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
259118
2321
Ele foi amarrado a uma rocha e uma águia
04:21
every day to eat his liver.
105
261439
1603
vinha todo o dia comer seu fígado.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
263042
2267
É claro que todo dia seu fígado se regenerava
04:25
and so day after day he was punished
107
265309
2272
e assim, dia após dia, ele foi punido
04:27
for eternity by the gods.
108
267581
5797
pelos deuses, por toda a eternidade.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
273378
3880
O fígado regenera-se muito facilmente;
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
277258
1776
mas considere outros tecidos,
04:39
like cartilage, for example,
111
279034
1769
como a cartilagem, por exemplo,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
280803
2056
que até quando sofre um mínimo corte
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
282859
2443
é difícil de ser regenerada.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
285302
3114
A dificuldade de ser regenerado é muito diferente para cada tipo de tecido.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
288416
2800
O osso apresenta dificuldade mediana,
04:51
and this is one of the tissues that we work on a lot in our lab.
116
291216
2900
e é um dos tecidos com o qual mais trabalhamos em nosso laboratório.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
294116
1984
O osso é na verdade muito bom de ser reparado.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
296100
2013
Tem que ser. Provavelmente todos nós já sofremos fraturas
04:58
at some point or other.
119
298113
1812
em algum lugar.
04:59
And one of the ways that you can think
120
299925
2157
Um dos modos possíveis
05:02
about repairing your fracture
121
302082
1689
de reparar fraturas
05:03
is this procedure here, called an iliac crest harvest.
122
303771
2827
é este procedimento, chamado colheita da asa do ilíaco.
05:06
And what the surgeon might do
123
306598
1666
O que o cirurgião pode fazer
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
308264
3195
é retirar um osso da asa do ilíaco,
05:11
which is just here,
125
311459
1378
que se localiza bem aqui
05:12
and then transplant that somewhere else in the body.
126
312837
2524
e então transplantá-lo para algum lugar no corpo.
05:15
And it actually works really well,
127
315361
1600
E funciona muito bem,
05:16
because it's your own bone,
128
316961
1499
porque é o seu próprio osso,
05:18
and it's well vascularized,
129
318460
1234
e está bem vascularizado,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
319694
2369
o que significa ter um bom suprimento de sangue.
05:22
But the problem is, there's only so much you can take,
131
322063
2783
Mas o problema é que há muito pouco o que retirar
05:24
and also when you do that operation,
132
324846
2923
e, além disso, quando se faz tal operação,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
327769
2539
os pacientes podem sofrer dores intensas
05:30
in that defect site even two years after the operation.
134
330308
3241
no local lesionado, até dois anos após a cirurgia.
05:33
So what we were thinking is,
135
333549
1886
Então, o que pensamos é
05:35
there's a tremendous need for bone repair, of course,
136
335435
3149
haver uma enorme demanda de reparação óssea, naturalmente,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
338584
2487
mas que esta abordagem do tipo asa
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
341071
2432
apresenta muitas limitações,
05:43
and could we perhaps recreate
139
343503
2234
e, quem sabe, possamos recriar
05:45
the generation of bone within the body
140
345737
2169
a formação de osso dentro do corpo,
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
347906
3315
no momento necessário, e então transplantá-lo
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
351221
4905
sem os muito dolorosos efeitos posteriores,
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
356126
3683
que advêm da colheita da asa do ilíaco.
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
359809
2662
E foi o que nós fizemos, e o que fizemos
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
362471
3338
foi retornar à abordagem típica da questão de engenharia,
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
365809
2387
porém tratando-a de um modo um tanto diferente.
06:08
And we simplified it a lot,
147
368196
1919
Nós a simplificamos bastante
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
370115
2051
e eliminamos muitas etapas.
06:12
We got rid of the need to harvest cells from the patient,
149
372166
2374
Nós nos livramos da necessidade de colher células do paciente,
06:14
we got rid of the need to put in really fancy chemistries,
150
374540
2917
assim como da necessidade de processos químicos sofisticados,
06:17
and we got rid of the need
151
377457
1692
e dispensamos a necessidade
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
379149
2828
de cultivar essas estruturas no laboratório.
06:21
And what we really focused on
153
381977
2179
Nós nos concentramos
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
384156
3749
em nosso sistema de material e sua confecção bem simples;
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
387905
2325
e como fizemos um uso inteligente dele,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
390230
2647
fomos capazes de criar enormes quantidades de osso,
06:32
using this approach.
157
392877
1646
usando esta abordagem.
06:34
So we were using the body
158
394523
1753
Usamos o corpo
06:36
as really the catalyst to help us
159
396276
2120
como um verdadeiro catalisador
para nos ajudar a fazer muitos ossos novos.
06:38
to make lots of new bone.
160
398396
2543
06:40
And it's an approach that we call
161
400939
1583
É um estratégia que chamamos
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
402522
2811
de "biorreator in vivo” e conseguimos criar
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
405333
2486
enormes quantidades de osso, usando esta abordagem.
06:47
And I'll talk you through this.
164
407819
1239
Aprofundaremos isto.
06:49
So what we do is,
165
409058
2480
Então, o que fazemos é,
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
411538
2343
em humanos, todos nós temos uma camada de células-tronco
06:53
on the outside of our long bones.
167
413881
1888
na parte externa dos ossos longos.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
415769
1703
Esta camada chama-se periósteo.
06:57
And that layer is actually normally
169
417472
2288
Esta camada normalmente é
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
419760
2649
muito firmemente ligada ao osso subjacente,
07:02
and it's got stem cells in it.
171
422409
1432
e contém células-tronco.
07:03
Those stem cells are really important
172
423841
1419
As células-tronco são muito importantes
07:05
in the embryo when it develops,
173
425260
1809
no embrião, quando ele se desenvolve,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
427069
2242
e também, de certa forma, “despertam” quando você sofre uma fratura
07:09
to help you with repairing the bone.
175
429311
2861
para ajudar a reparar seu osso.
07:12
So we take that periosteum layer
176
432172
2093
Usamos aquela camada de periósteo
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
434265
2990
e desenvolvemos um método de injetar sob a mesma
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
437255
2816
um líquido que, dentro de 30 segundos,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
440071
1745
transforma-se em um gel bem rígido
07:21
and can actually lift the periosteum away from the bone.
180
441816
3253
e que consegue erguer e separar o periósteo do osso.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
445069
3688
Desta forma, em essência, ele cria uma cavidade artificial
07:28
that is right next to both the bone
182
448757
3547
imediatamente próxima tanto do osso
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
452304
3701
como da camada rica em células-tronco.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
456005
1612
Fazemos uma incisão, um furinho,
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
457617
2953
que evita que outras células penetrarem ali
07:40
and what happens is that that artificial in vivo bioreactor cavity
186
460570
4792
e o que acontece é que aquela cavidade artificial do biorreator in vivo
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
465362
2676
pode então levar à proliferação das células-tronco
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
468038
2086
e elas podem formar bastante tecido novo
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
470124
2318
e, no decorrer do tempo, pode-se coletá-lo
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
472442
2948
e usá-lo em qualquer lugar do corpo.
07:55
This is a histology slide
191
475390
2144
Este é um slide de histologia
07:57
of what we see when we do that,
192
477534
2170
do que vemos quando assim procedemos;
07:59
and essentially what we see
193
479704
2517
e o que vemos, essencialmente,
08:02
is very large amounts of bone.
194
482221
1634
é uma grande quantidade de osso.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
483855
2480
Nesta figura, pode-se ver a parte mediana da perna,
08:06
so the bone marrow,
196
486335
1501
a medula óssea,
08:07
then you can see the original bone,
197
487836
1804
após o que se vê o osso original,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
489640
2856
pode-se ver onde o osso original termina,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
492496
2511
e, à esquerda deste, o novo osso
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
495007
2037
que se desenvolveu dentro da cavidade do biorreator,
08:17
and you can actually make it even larger.
201
497044
2431
podendo-se fazê-lo ainda maior.
08:19
And that demarcation that you can see
202
499475
2627
Aquela demarcação visível
08:22
between the original bone and the new bone
203
502102
2351
entre o osso original e o novo
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
504453
2013
funciona como um ponto de fragilidade muito pequena,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
506466
2134
e assim o cirurgião pode vir
08:28
can harvest away that new bone,
206
508600
2024
e retirar o novo osso,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
510624
2203
o periósteo volta a crescer,
08:32
so you're left with the leg
208
512827
1869
e assim a perna fica
08:34
in the same sort of state
209
514696
1550
quase no mesmo estado
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
516246
2002
em que estava antes de ser operada.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
518248
3849
Há um nível baixíssimo de dor posterior,
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
522097
3855
comparado à colheita da asa do ilíaco.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
525952
2104
E pode-se cultivar quantidades diferentes de osso,
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
528056
2019
dependendo de quanto gel você coloque ali;
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
530075
3202
portanto, trata-se de uma espécie de procedimento por demanda.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
533277
2202
Na ocasião em que fizemos isto,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
535479
3337
recebemos muita atenção da imprensa,
08:58
because it was a really nice way
218
538816
2431
porque era um modo muito interessante
09:01
of generating new bone,
219
541247
1466
de criar tecido ósseo,
09:02
and we got many, many contacts
220
542713
1995
e tivemos inúmeros contatos
09:04
from different people that were interested in using this.
221
544708
2618
com várias pessoas interessadas em usar a técnica.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
547326
1789
E vou contar a vocês,
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
549115
2953
às vezes são contatos muito estranhos,
09:12
slightly unexpected,
224
552068
1860
um tanto inesperados,
09:13
and the very most interesting,
225
553928
3062
e, o mais interessante,
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
556990
2285
deixem-me dizer assim, dos contatos que tive,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
559275
3211
foi o de um time de jogadores de futebol americano
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
562486
3380
que desejavam ter crânios de espessura dupla
09:25
made on their head.
229
565866
4281
fabricados para eles.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
570156
2724
Este tipo de contato acontece mesmo,
09:32
and of course, being British
231
572880
2617
e naturalmente, sendo britânica,
09:35
and also growing up in France,
232
575497
1754
e, além disso, tendo sido criada na França,
09:37
I tend to be very blunt,
233
577251
2142
eu costumo ser muito franca
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
579393
2041
e tive de explicar a eles, polidamente,
09:41
that in their particular case,
235
581434
1475
que, no caso particular deles,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
582909
2014
provavelmente não havia muita coisa lá dentro
09:44
to protect in the first place.
237
584923
2988
para ser protegida.
09:47
(Laughter)
238
587911
1570
(Risos)
09:49
(Applause)
239
589481
1253
(Aplausos)
09:50
So this was our approach,
240
590734
1855
Esta foi a nossa abordagem,
09:52
and it was simple materials,
241
592589
1644
com materiais simples,
09:54
but we thought about it carefully.
242
594233
1987
porém cuidadosamente planejada.
09:56
And actually we know that those cells
243
596220
1620
Na verdade, sabemos que aquelas células
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
597840
2138
no corpo, no embrião, quando se desenvolvem,
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
599978
3229
podem originar diferentes tipos de tecidos, cartilagem,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
603207
2555
e então desenvolvemos um gel que era um pouquinho diferente
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
605762
2419
em sua natureza e em suas propriedades químicas,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
608181
2147
nós o pusemos ali e conseguimos obter
10:10
100 percent cartilage instead.
249
610328
2178
100% de cartilagem.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
612506
2008
Eu creio que esta abordagem funciona muito bem,
10:14
for pre-planned procedures,
251
614514
2482
para procedimentos pré-planejados,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
616996
2872
e é algo que se deve pré-planejar.
10:19
So for other kinds of operations,
253
619868
2268
Para a maioria das operações,
10:22
there's definitely a need for other
254
622136
1697
precisa-se definitivamente de outras
10:23
scaffold-based approaches.
255
623833
2503
estratégias baseadas em estruturas.
10:26
And when you think about designing
256
626336
2369
Quando pensar em projetar
10:28
those other scaffolds, actually,
257
628705
1638
outras estruturas,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
630343
1971
será indispensável ter uma equipe multidisciplinar.
10:32
And so our team has chemists,
259
632314
2065
Nossa equipe dispõe de químicos,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
634379
3377
biólogos, cirurgiões, até físicos,
10:37
and those people all come together
261
637756
2030
e todas estas pessoas se unem
10:39
and we think really hard about designing the materials.
262
639786
2411
e planejamos com muito afinco o projeto dos materiais.
10:42
But we want to make them have enough information
263
642197
2966
Desejamos que eles tenham informações suficientes
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
645163
2154
para conseguirmos que as células façam o que desejamos,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
647317
2377
mas que não sejam muito complexas a ponto de dificultar
10:49
to get to clinic.
266
649694
1743
seu uso em clínicas.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
651437
2751
Uma das coisas que temos muito que considerar
10:54
is really trying to understand
268
654188
1795
é tentar compreender
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
655983
2377
a estrutura dos tecidos no corpo.
10:58
And so if we think of bone,
270
658360
1660
Se pensarmos no osso,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
660020
2624
obviamente o meu tecido favorito,
11:02
we zoom in, we can see,
272
662644
1557
se o ampliarmos, podemos ver,
11:04
even if you don't know anything about bone structure,
273
664201
1882
mesmo que você nada conheça de sua estrutura,
11:06
it's beautifully organized, really beautifully organized.
274
666083
2545
que ela é organizada de um modo belo, realmente muito bonito.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
668628
1887
Há muitos vasos sanguíneos.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
670515
2339
Se ampliarmos mais ainda, poderemos ver que as células
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
672854
2972
são cercadas por uma matriz tridimensional
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
675826
2171
de fibras em nanoescala, e fornecem muitas
11:17
of information to the cells.
279
677997
2182
informações às células.
11:20
And if we zoom in again,
280
680179
1614
E ampliando mais uma vez,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
681793
2201
no caso do osso, a matriz
11:23
around the cells is beautifully organized
282
683994
2151
ao redor das células tem uma linda organização
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
686145
2467
em nanoescala, e é um material híbrido,
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
688612
2584
parte orgânico e em parte inorgânico.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
691196
2072
E isto levou a todo um campo, realmente,
11:33
that has looked at developing materials
286
693268
2391
dedicado a desenvolver materiais
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
695659
2748
que tenham esta espécie de estrutura híbrida.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
698407
3278
Mostro aqui apenas dois exemplos
11:41
where we've made some materials that have that sort of structure,
289
701685
3120
nos quais construímos alguns materiais que têm aquela espécie de estrutura,
11:44
and you can really tailor it.
290
704805
1438
sendo possível customizá-lo.
11:46
You can see here a very squishy one
291
706243
2064
Aqui pode ser visto um que é muito mole e plástico
11:48
and now a material that's also this hybrid sort of material
292
708307
4099
e um que é um tipo de material híbrido
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
712406
1947
mas com notável dureza,
11:54
and it's no longer brittle.
294
714369
1460
sem ser quebradiço.
11:55
And an inorganic material would normally be really brittle,
295
715829
2456
Um material inorgânico geralmente é quebradiço,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
718285
1440
e não conseguiríamos fazê-lo ter
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
719725
2188
aquela resistência e dureza.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
721913
2489
Outra coisa que desejo mencionar rapidamente é que
12:04
many of the scaffolds we make are porous, and they have to be,
299
724402
2715
várias estruturas que produzimos são porosas, e têm que ser,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
727117
2103
porque deseja-se o crescimento de vasos sanguíneos ali.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
729220
1877
Contudo, os poros muitas vezes
12:11
much bigger than the cells,
302
731097
1293
são bem maiores do que as células,
12:12
and so even though it's 3D,
303
732390
1711
e, embora em 3D,
12:14
the cell might see it more as a slightly curved surface,
304
734101
3355
a célula poderia “enxergá-la “ como uma surperfície levemente curva,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
737456
1676
o que é um pouco não natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
739132
2248
Uma das providências que podem ser tomadas
12:21
is actually making scaffolds with slightly different dimensions
307
741380
3148
é construir estruturas com dimensões levemente diferentes,
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
744528
2793
que poderiam se dispor em torno das células em 3D
12:27
and give them a little bit more information.
309
747321
2569
e fornecer a elas um pouco mais de informações.
12:29
And there's a lot of work going on in both of these areas.
310
749890
3567
Há muito trabalho por fazer em ambas as áreas.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
753471
3969
Por fim, quero falar um pouco sobre
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
757440
2708
a aplicação em doença cardiovascular,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
760148
3263
pois é um grande problema clínico.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
763411
3585
Uma das coisas que sabemos é que,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
766996
2239
infelizmente, se você tiver um ataque cardíaco,
12:49
then that tissue can start to die,
316
769235
2902
aquele tecido começa a morrer
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
772137
3751
e sua situação pode não ser muito boa com o passar do tempo.
12:55
And it would be really great, actually,
318
775888
1710
Seria realmente ótimo
12:57
if we could stop that dead tissue
319
777598
1919
se pudéssemos impedir que aquele tecido
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
779517
3985
morresse ou pudéssemos ajudá-lo a se regenerar.
13:03
And there's lots and lots of stem cell trials going on worldwide,
321
783502
3248
Há muitas e muitas pesquisas com células-tronco no mundo,
13:06
and they use many different types of cells,
322
786750
2072
e elas usam muitos tipos diferentes de células,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
788822
2352
mas um tema comum que parece surgir
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
791174
2999
é que, com frequência, aquelas células morrem
13:14
once you've implanted them.
325
794173
1795
assim que são implantadas.
13:15
And you can either put them into the heart
326
795968
1875
Pode-se colocá-las no coração
13:17
or into the blood system,
327
797843
2020
ou no sistema sanguíneo,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
799863
2362
mas de qualquer modo, não parece que possamos
13:22
to get quite the right number of cells
329
802225
1867
obter o número adequado de células
13:24
getting to the location we want them to
330
804092
2242
que fiquem nos locais desejados,
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
806334
4494
com capacidade de desenvolver a bela
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
810828
2740
regeneração celular que desejaríamos
13:33
to get good clinical outcomes.
333
813568
3417
para conseguir bons resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
816985
1983
Algumas coisas que estamos considerando,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
818968
3121
assim como outras pessoas do mesmo campo,
13:42
are actually developing materials for that.
336
822089
3006
é desenvolver materiais para esta finalidade.
13:45
But there's a difference here.
337
825095
1619
Mas aqui há uma diferença.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
826714
2210
Ainda precisamos da química e da mecânica,
13:48
we still need really interesting topography,
339
828924
2671
ainda precisamos de topografia interessante,
13:51
and we still need really interesting ways to surround the cells.
340
831595
2648
e ainda precisamos de meios interessantes de criar o entorno das células.
13:54
But now, the cells also
341
834243
2511
A célula, além disso,
13:56
would probably quite like a material
342
836754
2025
agiria, provavelmente, de modo análogo a um material
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
838779
2018
que se torna capaz de ser condutivo,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
840797
4209
porque as próprias células respondem muito bem
14:05
and will actually conduct signals between themselves.
345
845006
3479
e conduzem sinais entre elas.
14:08
You can see them now
346
848485
1516
Podem vê-las agora
14:10
beating synchronously on these materials,
347
850001
2475
batendo sincronizadamente nestes materiais,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
852476
2779
que é um desenvolvimento muito interessante
14:15
that's going on.
349
855255
2114
que está em progresso.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
857369
4824
Para terminar, eu gostaria de dizer que
14:22
being able to work in this sort of field,
351
862193
2356
poder trabalhar neste campo,
14:24
all of us that work in this field
352
864549
1654
e todos que trabalhamos neste campo,
14:26
that's not only super-exciting science,
353
866203
2509
que não é apenas ciência superinteressante
14:28
but also has the potential
354
868712
2046
mas que também tem o potencial
14:30
to impact on patients,
355
870758
1968
de impactar os pacientes,
14:32
however big or small they are,
356
872726
2430
não importando que sejam grandes ou pequenos,
14:35
is really a great privilege.
357
875156
1553
é de fato um grande privilégio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
876709
3144
Por isso, eu gostaria de agradecer também a todos vocês.
14:39
Thank you.
359
879853
1317
Obrigada.
14:41
(Applause)
360
881170
4924
(Aplausos)
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