Molly Stevens: A new way to grow bone

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TED


Por favor, faça duplo clique nas legendas em inglês abaixo para reproduzir o vídeo.

Tradutor: Carlos Espírito Santo Revisora: Kiara Braga
00:12
As humans, it's in our nature
0
12462
1699
Como humanos, está na nossa natureza
00:14
to want to improve our health and minimize our suffering.
1
14161
3294
querer melhorar a nossa saúde e minimizar o nosso sofrimento.
00:17
Whatever life throws at us,
2
17455
1667
O que quer que a vida nos reserve,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
19122
2465
seja cancro, diabetes, doença cardíaca,
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
21587
3192
ou até ossos partidos, nós queremos melhorar.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
24779
2483
Actualmente, sou chefe num laboratório de biomateriais,
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
27262
2740
e estou realmente fascinada pelo modo como os humanos
00:30
have used materials in really creative ways
7
30002
2468
têm usado estes materiais no corpo de formas realmente criativas,
00:32
in the body over time.
8
32470
2744
ao longo dos tempos.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
35214
3646
Considerem, por exemplo, esta bela concha de nácar azul.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
38860
1882
Foi utilizada pelos maias
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
40742
3539
como dente postiço.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
44281
1633
Não sabemos ao certo porque o faziam.
00:45
It's hard. It's durable.
13
45914
2576
É resistente. É durável.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
48490
4118
Mas também tem outras propriedades muito boas.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
52608
2280
De facto, quando colocada no osso do maxilar,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
54888
2907
pode integrar-se no maxilar.
00:57
and we know now with very sophisticated
17
57795
2098
Sabemos agora,
00:59
imaging technologies
18
59893
1673
com tecnologia de imagem muito sofisticada,
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
61566
2349
que parte dessa integração resulta do facto
01:03
that this material is designed
20
63915
1687
de que este material é desenhado
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
65602
2819
de um modo muito específico, tem uma química bela,
01:08
has a beautiful architecture.
22
68421
2228
tem uma bela arquitectura.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
70649
1752
Penso que, de muitos modos, podemos pensar
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
72401
3007
no uso do nácar azul e nos maias
01:15
as the first real application
25
75408
1520
como a primeira verdadeira aplicação
01:16
of the bluetooth technology.
26
76928
2295
da tecnologia "bluetooth".
01:19
(Laughter)
27
79223
1462
(Risos)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
80685
4393
Mas se pensarmos como, ao longo da história,
01:25
how people have used different materials in the body,
29
85078
2984
as pessoas usaram diferentes materiais no corpo,
01:28
very often it's been physicians
30
88062
1714
com frequência os médicos foram muito criativos.
01:29
that have been quite creative.
31
89776
1392
01:31
They've taken things off the shelf.
32
91168
1968
Concretizaram coisas.
01:33
One of my favorite examples
33
93136
1885
Um dos exemplos que prefiro
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
famoso oftalmologista
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
100416
2568
— pelo menos tornou-se um famoso oftalmologista. —
01:42
And during World War II, what he would see
37
102984
1927
Durante a 2ª Guerra Mundial, reparou que
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
104911
2852
os pilotos que regressavam das suas missões,
01:47
and he noticed that within their eyes
39
107763
1752
tinham pequenas lascas
01:49
they had shards of small bits of material
40
109515
2940
01:52
lodged within the eye,
41
112455
1520
alojadas nos olhos.
01:53
but the very interesting thing about it
42
113975
1699
Mas o mais interessante
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
115674
2293
é que o material não causava nenhuma inflamação.
01:57
any inflammatory response.
44
117967
2013
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
119980
2339
Então prestou atenção e descobriu
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
122319
2604
que o material era de pequenas lascas de plástico
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
124923
2739
provenientes da canópia dos Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
127662
2401
Isso levou a que propusesse esse material
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
130063
2762
para novas lentes intraoculares.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
132825
2105
É designado por PMMA e é agora usado
02:14
in millions of people every year
51
134930
1802
em milhões de pessoas todos os anos
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
136732
2769
e ajuda a prevenir cataratas.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
139501
2309
Penso que esse exemplo é muito bom
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
141810
2435
porque nos ajuda a recordar que, nos primeiros tempos,
02:24
people often chose materials
55
144245
1953
os materiais eram escolhidos
02:26
because they were bioinert.
56
146198
1885
por serem bioinertes.
02:28
Their very purpose was to perform a mechanical function.
57
148083
3512
O objectivo era desempenharem uma função mecânica.
02:31
You'd put them in the body
58
151595
1450
Seriam colocados no corpo
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
153045
2164
e não haveria uma reação adversa.
02:35
And what I want to show you is that
60
155209
1668
E o que quero mostrar-vos
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
nos afastámos dessa ideia
02:40
of taking a bioinert material.
63
160082
1913
de usar material bioinerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
161995
2289
Procuramos activamente materiais
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
164284
2968
que sejam bioactivos, que interajam com o corpo
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
167252
2327
e que, além disso, possamos colocá-los no corpo,
02:49
they'll have their function,
67
169579
1449
que desempenhem a sua função,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
171028
4550
e depois que se dissolvam com o tempo.
02:55
If we look at this schematic,
69
175578
1933
Se virmos este esquema,
02:57
this is showing you what we think of
70
177511
1601
mostra-vos o que consideramos
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
179112
2137
a abordagem típica de engenharia de tecidos.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
181249
2844
Temos células, tipicamente do paciente,
03:04
We can put those onto a material,
73
184093
1882
podemos colocá-las num material,
03:05
and we can make that material very complex if we want to,
74
185975
2708
e podemos tornar esse material muito complexo se quisermos.
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
188708
2170
Podemos criar isso no laboratório
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
190878
2515
ou podemos colocá-lo de volta no paciente.
03:13
And this is an approach that's used all over the world,
77
193393
2451
Esta é uma abordagem usada em todo o mundo,
03:15
including in our lab.
78
195844
3523
incluindo o nosso laboratório.
03:19
But one of the things that's really important
79
199367
2457
Mas uma coisa realmente importante,
03:21
when we're thinking about stem cells
80
201824
1878
quando pensamos em células estaminais,
03:23
is that obviously stem cells can be many different things,
81
203702
2579
é que obviamente podem ser coisas muito diferentes,
03:26
and they want to be many different things,
82
206281
1764
e querem ser coisas muito diferentes.
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
208045
1876
Por isso queremos garantir que o ambiente
03:29
we put them into has enough information
84
209921
2350
em que as colocamos tem informação suficiente
03:32
so that they can become the right sort
85
212271
1996
para que possam tornar-se 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 pensarmos nos diferentes tipos de tecidos
03:40
that people are looking at regenerating
88
220016
2019
que as pessoas procuram regenerar
03:42
all over the world, in all the different labs in the world,
89
222035
2311
em todo o mundo, em todos os laboratórios do mundo,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
224346
2936
são praticamente todos os tecidos em que se pode pensar.
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 dependerá realmente
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
231518
2418
de o nosso paciente ter uma doença subjacente,
03:53
other conditions, in terms of how
94
233936
3050
de outras condições,
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
236986
1561
do modo como irão regenerar os vossos tecidos.
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
238547
1985
Temos de pensar nos materiais
04:00
you're going to use really carefully,
97
240532
2054
que usaremos, com muita atenção,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
242586
1725
na sua bioquímica, na sua mecânica,
04:04
and many other properties as well.
99
244311
3738
e em muitas outras propriedades também.
04:08
Our tissues all have very different abilities to regenerate,
100
248049
3300
Todos os nossos tecidos têm diferentes capacidades de regenerar.
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
251349
1742
Vemos aqui o pobre Prometeu,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
253091
3093
que escolheu uma carreira complicada
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
256184
2934
e foi castigado pelos deuses gregos.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
259118
2321
Foi amarrado a uma rocha.
Todos os dias aparecia uma águia que lhe comia o fígado.
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
Mas, claro, o fígado regenerava todos os dias.
04:25
and so day after day he was punished
107
265309
2272
Assim, dia após dia, ele foi castigado
04:27
for eternity by the gods.
108
267581
5797
para a eternidade pelos deuses.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
273378
3880
O fígado regenera deste modo curioso
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
277258
1776
mas, se pensarmos noutros 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
basta o menor corte, e acharão mesmo difícil
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
282859
2443
regenerar a vossa cartilagem.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
285302
3114
Assim, é muito diferente de tecido para tecido.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
288416
2800
O osso é um caso intermédio,
04:51
and this is one of the tissues that we work on a lot in our lab.
116
291216
2900
é um dos tecidos que trabalhamos muito no nosso laboratório.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
294116
1984
O osso repara-se muito facilmente.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
296100
2013
Tem que ser. Todos tivemos fracturas
04:58
at some point or other.
119
298113
1812
em algum momento.
04:59
And one of the ways that you can think
120
299925
2157
Um modo em que podem pensar
05:02
about repairing your fracture
121
302082
1689
para reparar a vossa fractura
05:03
is this procedure here, called an iliac crest harvest.
122
303771
2827
é este procedimento, designado colheita da crista ilíaca.
05:06
And what the surgeon might do
123
306598
1666
O que o cirurgião poderá fazer
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
308264
3195
é retirar algum osso da vossa crista ilíaca,
05:11
which is just here,
125
311459
1378
que está mesmo aqui,
05:12
and then transplant that somewhere else in the body.
126
312837
2524
e depois transplantá-la para outro ponto do corpo.
05:15
And it actually works really well,
127
315361
1600
E resulta mesmo bem
05:16
because it's your own bone,
128
316961
1499
porque é o vosso próprio osso,
05:18
and it's well vascularized,
129
318460
1234
e é bastante vascularizado,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
319694
2369
ou seja, tem um bom fornecimento 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 um limite para o que podem retirar.
05:24
and also when you do that operation,
132
324846
2923
Também, quando se faz essa operação,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
327769
2539
os nossos pacientes podem ter dores consideráveis
05:30
in that defect site even two years after the operation.
134
330308
3241
no local afectado até dois anos após a operação.
05:33
So what we were thinking is,
135
333549
1886
Então o que pensámos
05:35
there's a tremendous need for bone repair, of course,
136
335435
3149
é que há uma grande necessidade de reparação óssea, claro,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
338584
2487
mas esta abordagem da crista ilíaca
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
341071
2432
tem realmente várias limitações.
05:43
and could we perhaps recreate
139
343503
2234
Talvez pudéssemos provocar
05:45
the generation of bone within the body
140
345737
2169
a regeneração óssea no corpo a pedido
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
347906
3315
e depois poder transplantá-la
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
351221
4905
sem estes efeitos secundários muito, muito dolorosos
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
356126
3683
que temos com a colheita da crista ilíaca.
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
359809
2662
Então foi o que fizemos, e o modo como o fizemos
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
362471
3338
foi regressar a esta abordagem típica de engenharia de tecidos
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
365809
2387
mas pensada de forma bem diferente.
06:08
And we simplified it a lot,
147
368196
1919
Simplificámo-la bastante,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
370115
2051
e livrámo-nos de várias destas etapas.
06:12
We got rid of the need to harvest cells from the patient,
149
372166
2374
Livrámo-nos da necessidade de colher células do paciente,
06:14
we got rid of the need to put in really fancy chemistries,
150
374540
2917
Livrámo-nos da necessidade de químicas elaboradas
06:17
and we got rid of the need
151
377457
1692
e livrámo-nos da necessidade
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
379149
2828
de cultivar estes esqueletos no laboratório.
06:21
And what we really focused on
153
381977
2179
E no que nos focámos realmente
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
384156
3749
foi no nosso sistema de materiais e torná-lo muito simples.
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
387905
2325
Mas como o usávamos de um modo mesmo inteligente,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
390230
2647
fomos capazes de criar uma grande quantidade de osso
06:32
using this approach.
157
392877
1646
usando esta abordagem.
06:34
So we were using the body
158
394523
1753
Então estávamos a usar o corpo como catalisador
06:36
as really the catalyst to help us
159
396276
2120
06:38
to make lots of new bone.
160
398396
2543
para nos ajudar a fazer muito osso novo
06:40
And it's an approach that we call
161
400939
1583
É uma abordagem a que chamamos
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
402522
2811
biorreactor in vivo.
Fomos capazes de fazer enormes quantidade de osso
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
405333
2486
usando esta abordagem.
06:47
And I'll talk you through this.
164
407819
1239
Vou dizer-vos como foi.
06:49
So what we do is,
165
409058
2480
O que fazemos é isto:
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
411538
2343
Todos os humanos têm células estaminais
06:53
on the outside of our long bones.
167
413881
1888
no exterior dos ossos longos.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
415769
1703
Essa camada designa-se periósteo.
06:57
And that layer is actually normally
169
417472
2288
E essa camada é normalmente
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
419760
2649
muito, muito ligada ao osso subjacente
07:02
and it's got stem cells in it.
171
422409
1432
e tem células estaminais.
07:03
Those stem cells are really important
172
423841
1419
Essas células estaminais são mesmo importantes
07:05
in the embryo when it develops,
173
425260
1809
no embrião, quando se desenvolve,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
427069
2242
e de certo modo acordam quando há uma fractura
07:09
to help you with repairing the bone.
175
429311
2861
para ajudar a reparar o osso.
07:12
So we take that periosteum layer
176
432172
2093
Então pegamos na camada do periósteo
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
434265
2990
e desenvolvemos um modo de injectar um líquido por baixo
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
437255
2816
que, em 30 segundos,
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
440071
1745
se torna um gel rígido
07:21
and can actually lift the periosteum away from the bone.
180
441816
3253
que consegue despegar o periósteo do osso.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
445069
3688
Assim, cria uma cavidade artificial
07:28
that is right next to both the bone
182
448757
3547
que está muito próxima do osso
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
452304
3701
e desta camada rica em células estaminais.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
456005
1612
Fazemos uma incisão muito pequena
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
457617
2953
de modo a que outras células do corpo não possam passar.
07:40
and what happens is that that artificial in vivo bioreactor cavity
186
460570
4792
O que sucede é que essa cavidade artificial do biorreactor in vivo
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
465362
2676
pode levar à proliferação destas células estaminais
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
468038
2086
e elas podem formar muito tecido novo.
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
470124
2318
Depois, ao longo do tempo, pode colher-se esse tecido
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
472442
2948
e usá-lo em qualquer ponto do corpo.
07:55
This is a histology slide
191
475390
2144
Isto é um diapositivo de histologia
07:57
of what we see when we do that,
192
477534
2170
do que vemos nessa operação.
07:59
and essentially what we see
193
479704
2517
Essencialmente o que vemos
08:02
is very large amounts of bone.
194
482221
1634
são grandes quantidades de osso.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
483855
2480
Nesta imagem, podem ver o interior 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
a seguir podem ver o osso original,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
489640
2856
e podem ver onde o osso original termina.
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
492496
2511
Mesmo à esquerda está o osso novo
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
495007
2037
que cresceu nessa cavidade do biorreactor
08:17
and you can actually make it even larger.
201
497044
2431
e pode tornar-se maior.
08:19
And that demarcation that you can see
202
499475
2627
Essa delimitação que podem ver
08:22
between the original bone and the new bone
203
502102
2351
entre o osso original e o osso novo
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
504453
2013
actua como um ligeiro ponto de fraqueza,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
506466
2134
de modo que pode vir o cirurgião.
08:28
can harvest away that new bone,
206
508600
2024
fazer a colheita desse osso novo,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
510624
2203
e o periósteo pode voltar a crescer,
08:32
so you're left with the leg
208
512827
1869
de modo que a perna volta a ficar
08:34
in the same sort of state
209
514696
1550
no estado em que estaria
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
516246
2002
se nunca tivesse sido operada.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
518248
3849
Assim é muito menos doloroso
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
522097
3855
comparado com a colheita da crista ilíaca.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
525952
2104
Podem criar-se diferentes quantidades de osso
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
528056
2019
dependendo de quanto gel se coloca lá dentro,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
530075
3202
por isso é uma espécie de procedimento a pedido.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
533277
2202
Quando fizemos isto,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
535479
3337
isto recebeu muita atenção da imprensa,
08:58
because it was a really nice way
218
538816
2431
porque era uma forma muito boa
09:01
of generating new bone,
219
541247
1466
de gerar novo osso.
09:02
and we got many, many contacts
220
542713
1995
Tivemos muitos, muitos contactos
09:04
from different people that were interested in using this.
221
544708
2618
de diferentes pessoas interessadas em usar isto.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
547326
1789
Vou apenas dizer-vos:
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
549115
2953
por vezes esses contactos são muito estranhos,
09:12
slightly unexpected,
224
552068
1860
ligeiramente inesperados.
09:13
and the very most interesting,
225
553928
3062
O contacto mais interessante que tive
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
556990
2285
—se assim posso dizê-lo —
09:19
was actually from a team of American footballers
227
559275
3211
foi uma equipa de jogadores de futebol americano
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
562486
3380
que queriam ter crânios mais espessos
09:25
made on their head.
229
565866
4281
nas suas cabeças.
(Risos)
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
570156
2724
Há este tipo de contactos
09:32
and of course, being British
231
572880
2617
e, claro, sendo inglesa
09:35
and also growing up in France,
232
575497
1754
e tendo crescido em França,
09:37
I tend to be very blunt,
233
577251
2142
tenho tendência a ser muito brusca,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
579393
2041
e por isso tive que explicar de modo simpático
09:41
that in their particular case,
235
581434
1475
que naquele caso em particular,
09:42
there probably wasn't that much in there
236
582909
2014
provavelmente não havia muito lá dentro
09:44
to protect in the first place.
237
584923
2988
para proteger, para começar.
09:47
(Laughter)
238
587911
1570
(Risos)
09:49
(Applause)
239
589481
1253
(Aplausos)
09:50
So this was our approach,
240
590734
1855
Então esta foi a nossa abordagem,
09:52
and it was simple materials,
241
592589
1644
e com materiais simples,
09:54
but we thought about it carefully.
242
594233
1987
mas pensámos sobre isso cuidadosamente.
09:56
And actually we know that those cells
243
596220
1620
Sabemos que essas células
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
597840
2138
no corpo, no embrião, à medida que crescem,
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
599978
3229
podem formar um tipo diferente de tecido, de cartilagem.
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
603207
2555
Desenvolvemos um gel um pouco diferente
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
605762
2419
e com uma química ligeiramente diferente.
10:08
put it in there, and we were able to get
248
608181
2147
Introduzimo-lo e conseguimos obter
10:10
100 percent cartilage instead.
249
610328
2178
100 por cento cartilagem.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
612506
2008
Penso que esta abordagem funciona mesmo bem.
10:14
for pre-planned procedures,
251
614514
2482
para procedimentos pré-planeados,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
616996
2872
mas é algo que tem que ser pré-planeado.
10:19
So for other kinds of operations,
253
619868
2268
Para outro tipo de operações,
10:22
there's definitely a need for other
254
622136
1697
há a necessidade de outras abordagens
10:23
scaffold-based approaches.
255
623833
2503
baseadas no esqueleto.
10:26
And when you think about designing
256
626336
2369
Quando se pensa em desenhar
10:28
those other scaffolds, actually,
257
628705
1638
esses outros esqueletos,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
630343
1971
é necessária uma equipa multidisciplinar.
10:32
And so our team has chemists,
259
632314
2065
Por isso a nossa equipa tem químicos,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
634379
3377
biólogos celulares, cirurgiões, até físicos.
10:37
and those people all come together
261
637756
2030
Todas essas pessoas juntam-se
10:39
and we think really hard about designing the materials.
262
639786
2411
e pensamos arduamente em desenhar os materiais.
10:42
But we want to make them have enough information
263
642197
2966
Mas queremos que tenham informação suficiente
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
645163
2154
para que as células façam o que nós queremos
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
647317
2377
mas não tão complexa que torne difícil
10:49
to get to clinic.
266
649694
1743
usar na prática clínica.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
651437
2751
Assim, uma das coisas em que pensamos muito
10:54
is really trying to understand
268
654188
1795
é tentar mesmo perceber
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
fazemos "zoom", podemos ver,
11:04
even if you don't know anything about bone structure,
273
664201
1882
mesmo não sabendo nada sobre a estrutura do osso,
11:06
it's beautifully organized, really beautifully organized.
274
666083
2545
é organizado de uma forma mesmo maravilhosa.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
668628
1887
Tem muitos vasos sanguíneos.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
670515
2339
Se fizermos "zoom" de novo, vemos que
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
672854
2972
as células estão rodeadas de uma matriz 3D
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
675826
2171
de fibras nanométricas,
11:17
of information to the cells.
279
677997
2182
e dão muita informação às células.
11:20
And if we zoom in again,
280
680179
1614
E se fizermos "zoom" de novo,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
681793
2201
no caso do osso,
11:23
around the cells is beautifully organized
282
683994
2151
a matriz à volta das células está maravilhosamente organizada
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
686145
2467
à escala nano, e é um material híbrido,
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
688612
2584
parte orgânico, parte inorgânico.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
691196
2072
Isso levou a todo um campo
11:33
that has looked at developing materials
286
693268
2391
que se dedicou a desenvolver materiais
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
695659
2748
com este tipo híbrido de estrutura.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
698407
3278
Estou a mostrar aqui apenas dois exemplos
11:41
where we've made some materials that have that sort of structure,
289
701685
3120
em que fizémos alguns materiais que têm esse tipo de estrutura
11:44
and you can really tailor it.
290
704805
1438
e que podem ser modelados.
11:46
You can see here a very squishy one
291
706243
2064
Podem ver aqui um muito gelatinoso
11:48
and now a material that's also this hybrid sort of material
292
708307
4099
e agora um material também do tipo híbrido
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
712406
1947
mas com uma dureza notável,
11:54
and it's no longer brittle.
294
714369
1460
e que já não é quebradiço.
11:55
And an inorganic material would normally be really brittle,
295
715829
2456
Um material inorgânico seria normalmente muito quebradiço
11:58
and you wouldn't be able to have
296
718285
1440
e não seria possível
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
719725
2188
ter este comprimento e dureza.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
721913
2489
Outra coisa que quero mencionar rapidamente
12:04
many of the scaffolds we make are porous, and they have to be,
299
724402
2715
é que muitos dos esqueletos que fazemos são porosos, e têm que o ser,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
727117
2103
porque se quer que cresçam vasos sanguíneos no interior.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
729220
1877
Mas os poros são muitas vezes
12:11
much bigger than the cells,
302
731097
1293
muito maiores do que as células
12:12
and so even though it's 3D,
303
732390
1711
e, mesmo sendo 3D,
12:14
the cell might see it more as a slightly curved surface,
304
734101
3355
a célula poderá vê-lo mais como uma superfície ligeiramente curva,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
737456
1676
e isso é pouco natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
739132
2248
Então algo que se pode pensar fazer
12:21
is actually making scaffolds with slightly different dimensions
307
741380
3148
é fazer esqueletos com dimensões ligeiramente diferentes
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
744528
2793
que poderão rodear as células em 3D
12:27
and give them a little bit more information.
309
747321
2569
e dar-lhes mais alguma informação.
12:29
And there's a lot of work going on in both of these areas.
310
749890
3567
Há muito trabalho em curso em ambas estas áreas.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
753471
3969
Finalmente, só quero falar um pouco
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
757440
2708
sobre aplicar estas coisas a doenças cardíacas
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
760148
3263
porque 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
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
766996
2239
é que, infelizmente, se tivermos um ataque cardíaco
12:49
then that tissue can start to die,
316
769235
2902
esse tecido pode começar a morrer
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
772137
3751
e o resultado pode não ser muito bom ao longo do tempo.
12:55
And it would be really great, actually,
318
775888
1710
Seria muito bom, na verdade,
12:57
if we could stop that dead tissue
319
777598
1919
se pudéssemos impedir esse tecido morto
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
779517
3985
de morrer ou ajudá-lo a regenerar.
13:03
And there's lots and lots of stem cell trials going on worldwide,
321
783502
3248
Há imensos ensaios com células estaminais por todo o mundo
13:06
and they use many different types of cells,
322
786750
2072
e usam muitos tipos diferentes de células,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
788822
2352
mas um tópico comum que parece surgir
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
791174
2999
é que muitas vezes, essas células vão morrer
13:14
once you've implanted them.
325
794173
1795
uma vez implantadas.
13:15
And you can either put them into the heart
326
795968
1875
Podem ser colocadas 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 em qualquer caso, parece que não conseguimos
13:22
to get quite the right number of cells
329
802225
1867
obter o número certo de células
13:24
getting to the location we want them to
330
804092
2242
no local em que as queremos
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
806334
4494
e conseguir proporcionar o tipo maravilhoso
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
810828
2740
de regeneração celular que gostaríamos de ter
13:33
to get good clinical outcomes.
333
813568
3417
para ter bons resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
816985
1983
Assim algumas das coisas em que estamos a pensar
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
818968
3121
e em que muitas outras pessoas na área estão a pensar
13:42
are actually developing materials for that.
336
822089
3006
é desenvolver materiais com esse fim.
13:45
But there's a difference here.
337
825095
1619
Mas há aqui uma diferença.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
826714
2210
Ainda precisamos de químicos, mecânicos,
13:48
we still need really interesting topography,
339
828924
2671
de topografia deveras interessante,
13:51
and we still need really interesting ways to surround the cells.
340
831595
2648
e de formas muitos interessantes de rodear as células.
13:54
But now, the cells also
341
834243
2511
Mas também as células
13:56
would probably quite like a material
342
836754
2025
gostariam provavelmente de um material
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
838779
2018
que pudesse ser condutor,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
840797
4209
porque as células responderão muito bem
14:05
and will actually conduct signals between themselves.
345
845006
3479
e conduzirão sinais entre si.
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 em sincronia nestes materiais,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
852476
2779
e é um desenvolvimento muito excitante
14:15
that's going on.
349
855255
2114
que está a decorrer.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
857369
4824
Então para concluir, gostaria de dizer
que poder trabalhar nesta área
14:22
being able to work in this sort of field,
351
862193
2356
14:24
all of us that work in this field
352
864549
1654
— todos nós que trabalhamos nesta área —
14:26
that's not only super-exciting science,
353
866203
2509
não é só ciência super excitante,
14:28
but also has the potential
354
868712
2046
mas tem o potencial
14:30
to impact on patients,
355
870758
1968
de ter impacto nos pacientes,
14:32
however big or small they are,
356
872726
2430
quer sejam grandes ou pequenos,
14:35
is really a great privilege.
357
875156
1553
é realmente um grande privilégio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
876709
3144
E por isso, gostaria de vos agradecer a todos também.
14:39
Thank you.
359
879853
1317
Obrigado.
14:41
(Applause)
360
881170
4924
(Aplausos)
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