ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue.

Why you should listen

At Imperial College London, Molly Stevens heads a highly multidisciplinary research group that designs bioactive materials for regenerative medicine and biosensing. It's fundamental science with an eye to practical applications as healthcare products.

Among the products from her lab: an engineered bone, cardiac tissue suitable for use in transplants, and disease-sensing nanoparticle aggregates that change color in the presence of even tiny quantities of cancer-related enzymes, making early sensing possible. As Stevens told The Lancet: "It's right down at the nanoscience level. It's really exciting stuff, but it actually results in something very tangibly useful."

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Molly Stevens | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Molly Stevens: A new way to grow bone

Molly Stevens: Una nueva forma de desarrollar hueso

Filmed:
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¿Qué se requiere para regenerar hueso en cantidades masivas? La regeneración ósea típica, en la que se retira hueso del muslo del paciente para injertarlo en otra parte del cuerpo, es limitada y puede causar gran dolor unos años después de la cirugía. En una charla informativa, Molly Stevens presenta una nueva aplicación de la células madres que aprovecha la habilidad intrínseca del hueso para regenerar y producir vastas cantidades de tejido óseo sin dolor.
- Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio

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Como humanos, está
en nuestra naturaleza
00:12
As humanshumanos, it's in our naturenaturaleza
0
462
1699
00:14
to want to improvemejorar our healthsalud
and minimizeminimizar our sufferingsufrimiento.
1
2161
3294
querer mejorar nuestra salud
y minimizar el sufrimiento.
00:17
WhateverLo que sea life throwstiros at us,
2
5455
1667
Sin importar lo que la vida
tenga para darnos,
00:19
whethersi it's cancercáncer, diabetesdiabetes, heartcorazón diseaseenfermedad,
3
7122
2465
ya sea cáncer, diabetes,
enfermedades cardíacas,
00:21
or even brokenroto boneshuesos, we want to try and get better.
4
9587
3192
o incluso fracturas de huesos,
buscamos recuperarnos.
00:24
Now I'm headcabeza of a biomaterialsbiomateriales lablaboratorio,
5
12779
2483
Soy jefa de un laboratorio
de biomateriales
00:27
and I'm really fascinatedfascinado by the way that humanshumanos
6
15262
2740
y realmente estoy fascinada de
la forma en que los humanos
00:30
have used materialsmateriales in really creativecreativo waysformas
7
18002
2468
han usado materiales de
la manera más creativa
00:32
in the bodycuerpo over time.
8
20470
2744
en su cuerpo a lo largo del tiempo.
00:35
Take, for exampleejemplo, this beautifulhermosa blueazul nacrenácar shellcáscara.
9
23214
3646
Tomemos como ejemplo
este bello caparazón de nácar azul.
00:38
This was actuallyactualmente used by the MayansMayas
10
26860
1882
De hecho, lo usaban los mayas
00:40
as an artificialartificial toothdiente replacementreemplazo.
11
28742
3539
como diente artificial.
00:44
We're not quitebastante sure why they did it.
12
32281
1633
No estamos seguros
del porqué lo hacían.
00:45
It's harddifícil. It's durabledurable.
13
33914
2576
Es duro. Es duradero.
00:48
But it alsoademás had other very nicebonito propertiespropiedades.
14
36490
4118
Pero también tenía otras
propiedades muy buenas.
00:52
In facthecho, when they put it into the jawbonemaxilar,
15
40608
2280
De hecho, cuando lo
colocaban en la mandíbula,
00:54
it could integrateintegrar into the jawmandíbula,
16
42888
2907
podía integrarse a ella.
00:57
and we know now with very sophisticatedsofisticado
17
45795
2098
Y actualmente sabemos,
gracias a tecnologías
00:59
imagingimágenes technologiestecnologías
18
47893
1673
de imágenes muy sofisticadas,
01:01
that partparte of that integrationintegración comesproviene from the facthecho
19
49566
2349
que parte de esa integración
se debe al hecho
01:03
that this materialmaterial is designeddiseñado
20
51915
1687
de que este material está diseñado
01:05
in a very specificespecífico way, has a beautifulhermosa chemistryquímica,
21
53602
2819
de una manera muy específica:
tiene una hermosa química,
01:08
has a beautifulhermosa architecturearquitectura.
22
56421
2228
una hermosa arquitectura.
01:10
And I think in manymuchos waysformas we can sortordenar of think
23
58649
1752
Y creo que, de algún modo,
podríamos pensar
01:12
of the use of the blueazul nacrenácar shellcáscara and the MayansMayas
24
60401
3007
en el uso del caparazón
azul de nácar y los mayas
01:15
as the first realreal applicationsolicitud
25
63408
1520
como la primera aplicación real
01:16
of the bluetoothBluetooth technologytecnología.
26
64928
2295
de la tecnología Bluetooth.
01:19
(LaughterRisa)
27
67223
1462
(Risas)
01:20
But if we movemovimiento on and think throughouten todo historyhistoria
28
68685
4393
Pero si avanzamos y pensamos
a lo largo de la historia
01:25
how people have used differentdiferente
materialsmateriales in the bodycuerpo,
29
73078
2984
cómo los humanos han usado
diferentes materiales en el cuerpo,
01:28
very oftena menudo it's been physiciansmédicos
30
76062
1714
a menudo encontraremos
que los médicos
01:29
that have been quitebastante creativecreativo.
31
77776
1392
han sido bastante creativos.
01:31
They'veHan takentomado things off the shelfestante.
32
79168
1968
Han usando cosas
comunes y corrientes.
01:33
One of my favoritefavorito examplesejemplos
33
81136
1885
Uno de mis ejemplos favoritos
01:35
is that of Sirseñor HaroldHarold RidleyRidley,
34
83036
3242
es el de Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famousfamoso ophthalmologistoftalmólogo,
35
86278
2138
que fue un oftalmólogo famoso,
01:40
or at leastmenos becameconvirtió a famousfamoso ophthalmologistoftalmólogo.
36
88416
2568
o que se convirtió en
un oftalmólogo famoso.
01:42
And duringdurante WorldMundo WarGuerra IIII, what he would see
37
90984
1927
Y durante la 2ª Guerra Mundial, vio
01:44
would be pilotspilotos comingviniendo back from theirsu missionsmisiones,
38
92911
2852
a pilotos que volvían
de sus misiones
01:47
and he noticednotado that withindentro theirsu eyesojos
39
95763
1752
y notó que dentro de sus ojos
01:49
they had shardsfragmentos of smallpequeña bitsbits of materialmaterial
40
97515
2940
tenían fragmentos
pequeños de material
01:52
lodgedalojado withindentro the eyeojo,
41
100455
1520
alojados dentro del ojo.
01:53
but the very interestinginteresante thing about it
42
101975
1699
Pero lo más interesante
01:55
was that materialmaterial, actuallyactualmente, wasn'tno fue causingcausando
43
103674
2293
era que el material
no estaba causando
01:57
any inflammatoryinflamatorio responserespuesta.
44
105967
2013
ninguna reacción inflamatoria.
01:59
So he lookedmirado into this, and he figuredfigurado out
45
107980
2339
Al investigar el caso, descubrió
02:02
that actuallyactualmente that materialmaterial was little shardsfragmentos of plasticel plastico
46
110319
2604
que, en realidad, se trataba de
pequeños fragmentos de plástico
02:04
that were comingviniendo from the canopypabellón of the SpitfiresSpitfires.
47
112923
2739
que provenían de la cubierta
exterior de los aviones Spitfires.
02:07
And this led him to proposeproponer that materialmaterial
48
115662
2401
Y esto lo llevó a
proponer aquel material
02:10
as a newnuevo materialmaterial for intraocularintraocular lenseslentes.
49
118063
2762
como nuevo material
para lentes intraoculares.
02:12
It's calledllamado PMMAPMMA, and it's now used
50
120825
2105
Se llama PMMA y
actualmente se usa
02:14
in millionsmillones of people everycada yearaño
51
122930
1802
en millones de personas por año,
02:16
and helpsayuda in preventingprevenir cataractscataratas.
52
124732
2769
y ayuda a prevenir cataratas.
02:19
And that exampleejemplo, I think, is a really nicebonito one,
53
127501
2309
Creo que ese ejemplo
es espléndido
02:21
because it helpsayuda remindrecordar us that in the earlytemprano daysdías,
54
129810
2435
porque nos recuerda
que en aquellos días
02:24
people oftena menudo choseElegir materialsmateriales
55
132245
1953
los materiales se elegían
con frecuencia
02:26
because they were bioinertbioinerte.
56
134198
1885
porque eran bioinertes.
02:28
TheirSu very purposepropósito was to
performrealizar a mechanicalmecánico functionfunción.
57
136083
3512
Su propósito era cumplir
una función mecánica.
02:31
You'dTu hubieras put them in the bodycuerpo
58
139595
1450
Se los podría poner en el cuerpo
02:33
and you wouldn'tno lo haría get an adverseadverso responserespuesta.
59
141045
2164
sin que causaran
una reacción adversa.
02:35
And what I want to showespectáculo you is that
60
143209
1668
Y lo que quiero mostrarles es
02:36
in regenerativeregenerador medicinemedicina,
61
144877
1381
que, en medicina regenerativa,
02:38
we'venosotros tenemos really shifteddesplazada away from that ideaidea
62
146258
1824
ya nos alejamos de esa idea
02:40
of takingtomando a bioinertbioinerte materialmaterial.
63
148082
1913
de tomar un material bioinerte.
02:41
We're actuallyactualmente activelyactivamente looking for materialsmateriales
64
149995
2289
En cambio, buscamos materiales
02:44
that will be bioactivebioactivo, that will interactinteractuar with the bodycuerpo,
65
152284
2968
que sean bioactivos, que
interactúen con el cuerpo,
02:47
and that furthermoreademás we can put in the bodycuerpo,
66
155252
2327
y que además podamos
ponerlos en el cuerpo,
02:49
they'llellos van a have theirsu functionfunción,
67
157579
1449
que cumplan su función,
02:51
and then they'llellos van a dissolvedisolver away over time.
68
159028
4550
y que luego se disuelvan
con el tiempo.
02:55
If we look at this schematicesquemático,
69
163578
1933
Si miramos este esquema,
02:57
this is showingdemostración you what we think of
70
165511
1601
se ve lo que consideramos
02:59
as the typicaltípico tissue-engineeringIngeniería de tejidos approachenfoque.
71
167112
2137
el procedimiento típico
en la ingeniería de tejidos.
03:01
We have cellsCélulas there, typicallytípicamente from the patientpaciente.
72
169249
2844
Tenemos células allí,
normalmente del paciente.
03:04
We can put those ontosobre a materialmaterial,
73
172093
1882
Podemos ponerlas
sobre un material
03:05
and we can make that materialmaterial
very complexcomplejo if we want to,
74
173975
2708
y podemos hacer que ese material
sea muy complejo si queremos.
03:08
and we can then growcrecer that up in the lablaboratorio
75
176708
2170
Luego, podemos hacerlo
crecer en el laboratorio
03:10
or we can put it straightDerecho back into the patientpaciente.
76
178878
2515
o podemos colocárselo
directamente al paciente.
03:13
And this is an approachenfoque that's
used all over the worldmundo,
77
181393
2451
Y este es un procedimiento
que se usa en todo el mundo,
03:15
includingincluso in our lablaboratorio.
78
183844
3523
incluyendo nuestro laboratorio.
03:19
But one of the things that's really importantimportante
79
187367
2457
Pero una de las cosas
que es de gran importancia
03:21
when we're thinkingpensando about stemvástago cellsCélulas
80
189824
1878
cuando pensamos en células madre
03:23
is that obviouslyobviamente stemvástago cellsCélulas
can be manymuchos differentdiferente things,
81
191702
2579
es que obviamente las células madre
pueden ser muchas cosas diferentes,
03:26
and they want to be manymuchos differentdiferente things,
82
194281
1764
y quieren ser muchas
cosas diferentes,
03:28
and so we want to make sure that the environmentambiente
83
196045
1876
por lo que queremos estar
seguros de que el ambiente
03:29
we put them into has enoughsuficiente informationinformación
84
197921
2350
en que las colocamos
tenga la información suficiente
03:32
so that they can becomevolverse the right sortordenar
85
200271
1996
para que devengan el tipo correcto
03:34
of specialistespecialista tissuetejido.
86
202267
2686
de tejido especializado.
03:36
And if we think about the differentdiferente typestipos of tissuestejidos
87
204953
3063
Y si pensamos en los
diferentes tipos de tejidos
03:40
that people are looking at regeneratingregenerando
88
208016
2019
que se buscan regenerar
03:42
all over the worldmundo, in all the
differentdiferente labslaboratorios in the worldmundo,
89
210035
2311
en todo el mundo, en los diferentes
laboratorios del mundo,
03:44
there's prettybonita much everycada tissuetejido you can think of.
90
212346
2936
son casi todos los tejidos
que podemos imaginar.
03:47
And actuallyactualmente, the structureestructura of those tissuestejidos
91
215282
1622
Y de hecho, la estructura de esos tejidos
03:48
is quitebastante differentdiferente, and it's going to really dependdepender
92
216904
2614
es bien diferente
y dependerá realmente
03:51
on whethersi your patientpaciente has any underlyingsubyacente diseaseenfermedad,
93
219518
2418
de si el paciente tiene
alguna enfermedad subyacente,
03:53
other conditionscondiciones, in termscondiciones of how
94
221936
3050
u otros problemas,
para saber cómo
03:56
you're going to regenerateregenerado your tissuetejido,
95
224986
1561
regenerarán ese tejido.
03:58
and you're going to need to think about the materialsmateriales
96
226547
1985
Y deberán pensar en los materiales
04:00
you're going to use really carefullycuidadosamente,
97
228532
2054
que usarán con mucho cuidado,
04:02
theirsu biochemistrybioquímica, theirsu mechanicsmecánica,
98
230586
1725
en su bioquímica, su mecánica,
04:04
and manymuchos other propertiespropiedades as well.
99
232311
3738
y muchas otras propiedades también.
04:08
Our tissuestejidos all have very
differentdiferente abilitieshabilidades to regenerateregenerado,
100
236049
3300
Todos nuestros tejidos tienen capacidades
muy diferentes para regenerarse.
04:11
and here we see poorpobre PrometheusPrometeo,
101
239349
1742
Y aquí vemos al pobre Prometeo,
04:13
who madehecho a rathermás bien trickydifícil careercarrera choiceelección
102
241091
3093
que eligió un camino
algo complicado
04:16
and was punishedcastigado by the Greekgriego godsgallinero.
103
244184
2934
y fue castigado
por los dioses griegos.
04:19
He was tiedatado to a rockrock, and an eagleáguila would come
104
247118
2321
Lo ataron a una roca
y un águila lo visitaba
04:21
everycada day to eatcomer his liverhígado.
105
249439
1603
a diario para
comerle su hígado.
04:23
But of coursecurso his liverhígado would regenerateregenerado everycada day,
106
251042
2267
Pero obviamente su hígado
se regeneraba cada día.
04:25
and so day after day he was punishedcastigado
107
253309
2272
Y así, día tras día, fue castigado
04:27
for eternityeternidad by the godsgallinero.
108
255581
5797
eternamente por los dioses.
04:33
And liverhígado will regenerateregenerado in this very nicebonito way,
109
261378
3880
El hígado se regenerará
de esta maravillosa manera.
04:37
but actuallyactualmente if we think of other tissuestejidos,
110
265258
1776
Pero si pensamos en otros tejidos,
04:39
like cartilagecartílago, for exampleejemplo,
111
267034
1769
como el cartílago, por ejemplo,
04:40
even the simplestmás simple nickmella and you're going to find it
112
268803
2056
ante el menor corte, les resultará
04:42
really difficultdifícil to regenerateregenerado your cartilagecartílago.
113
270859
2443
muy difícil regenerar ese cartílago.
04:45
So it's going to be very differentdiferente from tissuetejido to tissuetejido.
114
273302
3114
Por lo que varía
mucho de tejido a tejido.
04:48
Now, bonehueso is somewherealgun lado in betweenEntre,
115
276416
2800
El hueso es algo intermedio
04:51
and this is one of the tissuestejidos
that we work on a lot in our lablaboratorio.
116
279216
2900
y es uno de los tejidos en el que
trabajamos en nuestro laboratorio.
04:54
And bonehueso is actuallyactualmente quitebastante good at repairingreparando.
117
282116
1984
El hueso es bastante
bueno para regenerarse.
04:56
It has to be. We'veNosotros tenemos probablyprobablemente all had fracturesfracturas
118
284100
2013
Debe serlo. Probablemente
todos hemos tenido fracturas
04:58
at some pointpunto or other.
119
286113
1812
en algún momento.
04:59
And one of the waysformas that you can think
120
287925
2157
Y una de las maneras
en las que pueden pensar
05:02
about repairingreparando your fracturefractura
121
290082
1689
en reparar la fractura
05:03
is this procedureprocedimiento here, calledllamado
an iliacilíaco crestcresta harvestcosecha.
122
291771
2827
es este procedimiento, llamado
extracción de hueso de la cresta ilíaca.
05:06
And what the surgeoncirujano mightpodría do
123
294598
1666
Lo que el cirujano podría hacer
05:08
is take some bonehueso from your iliacilíaco crestcresta,
124
296264
3195
es tomar algo de hueso
de la cresta ilíaca,
05:11
whichcual is just here,
125
299459
1378
que está justo aquí,
05:12
and then transplanttrasplante that
somewherealgun lado elsemás in the bodycuerpo.
126
300837
2524
y luego trasplantarlo
en algún otro lugar del cuerpo.
05:15
And it actuallyactualmente workstrabajos really well,
127
303361
1600
Y funciona realmente bien
05:16
because it's your ownpropio bonehueso,
128
304961
1499
porque es hueso propio
05:18
and it's well vascularizedvascularizado,
129
306460
1234
y está bien vascularizado,
05:19
whichcual meansmedio it's got a really good bloodsangre supplysuministro.
130
307694
2369
lo que significa que tiene
una muy buena provisión de sangre.
05:22
But the problemproblema is, there's
only so much you can take,
131
310063
2783
Pero el problema es
que hay un límite
05:24
and alsoademás when you do that operationoperación,
132
312846
2923
y además, cuando
se hace esa operación,
05:27
your patientspacientes mightpodría actuallyactualmente have significantsignificativo paindolor
133
315769
2539
los pacientes podrían
sufrir dolor significativo
05:30
in that defectdefecto sitesitio even two
yearsaños after the operationoperación.
134
318308
3241
en la zona afectada incluso
dos años después de la operación.
05:33
So what we were thinkingpensando is,
135
321549
1886
Por eso, lo que pensamos es
05:35
there's a tremendoustremendo need
for bonehueso repairreparar, of coursecurso,
136
323435
3149
que ciertamente hay una gran
necesidad de reparar el hueso,
05:38
but this iliacilíaco crest-typetipo de cresta approachenfoque
137
326584
2487
pero este tipo de técnica
de la cresta ilíaca
05:41
really has a lot of limitationslimitaciones to it,
138
329071
2432
realmente tiene
muchas limitaciones.
05:43
and could we perhapsquizás recreaterecrear
139
331503
2234
¿Acaso no podríamos recrear
05:45
the generationGeneracion of bonehueso withindentro the bodycuerpo
140
333737
2169
la generación de hueso dentro del cuerpo
05:47
on demanddemanda and then be ablepoder to transplanttrasplante it
141
335906
3315
a pedido, para luego
poder transplantarlo
05:51
withoutsin these very, very painfuldoloroso aftereffectsdespues de los efectos
142
339221
4905
evitando estos efectos
posteriores tan dolorosos
05:56
that you would have with the iliacilíaco crestcresta harvestcosecha?
143
344126
3683
que se tendrían con la extracción
de hueso de la cresta ilíaca?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
Y eso es lo que hicimos
y la forma en que lo hicimos
06:02
was by comingviniendo back to this typicaltípico tissue-engineeringIngeniería de tejidos approachenfoque
145
350471
3338
fue volviendo a este típico
método de ingeniería de tejido
06:05
but actuallyactualmente thinkingpensando about it rathermás bien differentlydiferentemente.
146
353809
2387
pero pensándolo
de un modo diferente.
06:08
And we simplifiedsimplificado it a lot,
147
356196
1919
Y lo simplificamos mucho,
06:10
so we got rideliminar of a lot of these stepspasos.
148
358115
2051
por lo que nos deshicimos
de muchos de estos pasos.
06:12
We got rideliminar of the need to
harvestcosecha cellsCélulas from the patientpaciente,
149
360166
2374
Nos deshicimos de la necesidad
de extraer células del paciente,
06:14
we got rideliminar of the need to put
in really fancylujoso chemistriesquímicas,
150
362540
2917
de la necesidad de introducir
químicos muy sofisticados
06:17
and we got rideliminar of the need
151
365457
1692
y nos deshicimos de la necesidad
06:19
to culturecultura these scaffoldsandamios in the lablaboratorio.
152
367149
2828
de cultivar estas
estructuras en el laboratorio.
06:21
And what we really focusedcentrado on
153
369977
2179
Y en lo que nos enfocamos realmente
06:24
was our materialmaterial systemsistema and makingfabricación it quitebastante simplesencillo,
154
372156
3749
fue en nuestro sistema material
y en hacerlo más simple.
06:27
but because we used it in a really cleverinteligente way,
155
375905
2325
Pero como lo usamos
de forma muy ingeniosa,
06:30
we were ablepoder to generategenerar enormousenorme amountscantidades of bonehueso
156
378230
2647
pudimos generar
cantidades enormes de hueso
06:32
usingutilizando this approachenfoque.
157
380877
1646
usando este método.
06:34
So we were usingutilizando the bodycuerpo
158
382523
1753
Es decir, estábamos
usando el cuerpo
06:36
as really the catalystCatalizador to help us
159
384276
2120
como un verdadero catalizador
para que nos ayudara
06:38
to make lots of newnuevo bonehueso.
160
386396
2543
a crear mucho hueso nuevo.
06:40
And it's an approachenfoque that we call
161
388939
1583
Es un método que llamamos
06:42
the in vivovivo bioreactorbiorreactor, and we were ablepoder to make
162
390522
2811
el "biorreactor in vivo"
y pudimos crear
06:45
enormousenorme amountscantidades of bonehueso usingutilizando this approachenfoque.
163
393333
2486
enormes cantidades de
hueso usando este método.
06:47
And I'll talk you throughmediante this.
164
395819
1239
Y de esto voy a hablarles.
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
Lo que hicimos es que,
06:51
in humanshumanos, we all have a layercapa of stemvástago cellsCélulas
166
399538
2343
en humanos, todos tenemos
una capa de células madre
06:53
on the outsidefuera de of our long boneshuesos.
167
401881
1888
en el exterior de
nuestros huesos largos.
06:55
That layercapa is calledllamado the periosteumperiostio.
168
403769
1703
Esta capa se llama el periostio
06:57
And that layercapa is actuallyactualmente normallynormalmente
169
405472
2288
y esa capa está normalmente
06:59
very, very tightlyestrechamente boundligado to the underlyingsubyacente bonehueso,
170
407760
2649
muy firmememente
pegada al hueso oculto
07:02
and it's got stemvástago cellsCélulas in it.
171
410409
1432
y contiene células madres.
07:03
Those stemvástago cellsCélulas are really importantimportante
172
411841
1419
Esas células madre
son en efecto importantes
07:05
in the embryoembrión when it developsdesarrolla,
173
413260
1809
en el embrión cuando se desarrolla
07:07
and they alsoademás sortordenar of wakedespertar up if you have a fracturefractura
174
415069
2242
y también digamos que
despiertan si se fracturan
07:09
to help you with repairingreparando the bonehueso.
175
417311
2861
para ayudarles a
reparar el hueso.
07:12
So we take that periosteumperiostio layercapa
176
420172
2093
Así tomamos esa
capa de periostio
07:14
and we developeddesarrollado a way to injectinyectar underneathdebajo it
177
422265
2990
y desarrollamos una forma
de inyectarle por debajo
07:17
a liquidlíquido that then, withindentro 30 secondssegundos,
178
425255
2816
un líquido que luego
de 30 segundos,
07:20
would turngiro into quitebastante a rigidrígido gelgel
179
428071
1745
se convierte en una gel rígida,
07:21
and can actuallyactualmente liftascensor the
periosteumperiostio away from the bonehueso.
180
429816
3253
que puede levantar el periostio
y separarlo del hueso
07:25
So it createscrea, in essenceesencia, an artificialartificial cavitycavidad
181
433069
3688
Así en esencia se crea
una cavidad artificial
07:28
that is right nextsiguiente to bothambos the bonehueso
182
436757
3547
que está justo a
un lado del hueso
07:32
but alsoademás this really richRico layercapa of stemvástago cellsCélulas.
183
440304
3701
que también tiene una capa
abundante en células madre.
07:36
And we go in throughmediante a pinholeagujero de alfiler incisionincisión
184
444005
1612
Y lo hacemos a través
de una fina incisión
07:37
so that no other cellsCélulas from the bodycuerpo can get in,
185
445617
2953
tal que ninguna otra célula
del cuerpo puede entrar
07:40
and what happenssucede is that that
artificialartificial in vivovivo bioreactorbiorreactor cavitycavidad
186
448570
4792
y lo que pasa es que esa
cavidad bioreactora in vivo artificial
07:45
can then leaddirigir to the proliferationproliferación of these stemvástago cellsCélulas,
187
453362
2676
puede conducir a la proliferación
de estas células madre
07:48
and they can formformar lots of newnuevo tissuetejido,
188
456038
2086
que puede formar
mucho tejido nuevo
07:50
and then over time, you can harvestcosecha that tissuetejido
189
458124
2318
y con el tiempo, se puede
cosechar ese tejido
07:52
and use it elsewhereen otra parte in the bodycuerpo.
190
460442
2948
y usarlo en cualquier
otro lado del cuerpo.
07:55
This is a histologyhistología slidediapositiva
191
463390
2144
Esta es una platina histológica
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
de lo que vemos
cuando hacemos eso
07:59
and essentiallyesencialmente what we see
193
467704
2517
y en esencia lo que vemos
08:02
is very largegrande amountscantidades of bonehueso.
194
470221
1634
son grandes cantidades de hueso.
08:03
So in this pictureimagen, you can see the middlemedio of the legpierna,
195
471855
2480
En esta imagen, pueden
ver el centro de la pierna,
08:06
so the bonehueso marrowmédula,
196
474335
1501
es decir médula ósea,
08:07
then you can see the originaloriginal bonehueso,
197
475836
1804
entonces pueden
ver el hueso original
08:09
and you can see where that originaloriginal bonehueso finishesacabados,
198
477640
2856
y pueden ver donde
el hueso original termina
08:12
and just to the left of that is the newnuevo bonehueso
199
480496
2511
y justo a la izquierda de
éste es el hueso nuevo
08:15
that's growncrecido withindentro that bioreactorbiorreactor cavitycavidad,
200
483007
2037
que ha crecido dentro
de la cavidad bioreactora
08:17
and you can actuallyactualmente make it even largermás grande.
201
485044
2431
y de hecho se puede
hacer más grande.
08:19
And that demarcationdemarcación that you can see
202
487475
2627
Y esa demarcación que pueden ver
08:22
betweenEntre the originaloriginal bonehueso and the newnuevo bonehueso
203
490102
2351
entre el hueso original y el nuevo
08:24
actshechos as a very slightleve pointpunto of weaknessdebilidad,
204
492453
2013
actúa como un muy leve
punto de debilidad,
08:26
so actuallyactualmente now the surgeoncirujano can come alonga lo largo,
205
494466
2134
así ahora el cirujano puede
08:28
can harvestcosecha away that newnuevo bonehueso,
206
496600
2024
cosechar ese hueso nuevo
08:30
and the periosteumperiostio can growcrecer back,
207
498624
2203
y el periostio puede
volver a crecer
08:32
so you're left with the legpierna
208
500827
1869
así se quedan con la pierna
08:34
in the samemismo sortordenar of stateestado
209
502696
1550
en el mismo estado, por decir,
08:36
as if you hadn'tno tenía operatedoperado on it in the first placelugar.
210
504246
2002
como si no lo hubieran
operado en primer lugar.
08:38
So it's very, very lowbajo in termscondiciones of after-paindespués del dolor
211
506248
3849
En términos de dolor
post operatorio es mínimo
08:42
comparedcomparado to an iliacilíaco crestcresta harvestcosecha.
212
510097
3855
comparado con la cosecha
de una cresta ilíaca.
08:45
And you can growcrecer differentdiferente amountscantidades of bonehueso
213
513952
2104
Y se puede generar
distintas cantidades de hueso
08:48
dependingdependiente on how much gelgel you put in there,
214
516056
2019
dependiendo de
cuánta gel pongamos,
08:50
so it really is an on demanddemanda sortordenar of procedureprocedimiento.
215
518075
3202
así que en realidad es
un procedimiento a pedido.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
Ahora, cuando hicimos esto,
08:55
this receivedrecibido a lot of attentionatención in the pressprensa,
217
523479
3337
recibimos mucha
atención de la prensa,
08:58
because it was a really nicebonito way
218
526816
2431
porque es una forma
en verdad espléndida
09:01
of generatinggenerando newnuevo bonehueso,
219
529247
1466
de generar hueso nuevo
09:02
and we got manymuchos, manymuchos contactscontactos
220
530713
1995
y recibimos muchos contactos
09:04
from differentdiferente people that
were interestedinteresado in usingutilizando this.
221
532708
2618
de diversas personas
interesadas en usarlo.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
Sólo les contaré
09:09
sometimesa veces those contactscontactos are very strangeextraño,
223
537115
2953
de algunos de esos
contactos muy extraños,
09:12
slightlyligeramente unexpectedinesperado,
224
540068
1860
levemente inesperados
09:13
and the very mostmás interestinginteresante,
225
541928
3062
y el más interesante,
09:16
let me put it that way, contactcontacto that I had,
226
544990
2285
permitan que lo diga así,
fue un contacto que tuve,
09:19
was actuallyactualmente from a teamequipo of Americanamericano footballersfutbolistas
227
547275
3211
de hecho de un equipo de
jugadores de fútbol americano
09:22
that all wanted to have double-thicknessdoble espesor skullscráneos
228
550486
3380
que todo lo que querían era
doblar el grosor de sus cráneos
09:25
madehecho on theirsu headcabeza.
229
553866
4281
hecho con sus cabezas.
09:30
And so you do get these kindsclases of contactscontactos,
230
558156
2724
Sí, llegan a tener
este tipo de contactos
09:32
and of coursecurso, beingsiendo Britishbritánico
231
560880
2617
y por supuesto,
siendo una británica
09:35
and alsoademás growingcreciente up in FranceFrancia,
232
563497
1754
que también creció en Francia,
09:37
I tendtender to be very bluntembotar,
233
565251
2142
suelo ser muy brusca
09:39
and so I had to explainexplique to them very nicelybien
234
567393
2041
y tenía que explicarles
de una forma decente
09:41
that in theirsu particularespecial casecaso,
235
569434
1475
que en su caso particular,
09:42
there probablyprobablemente wasn'tno fue that much in there
236
570909
2014
eso probablemente no haría mucho
09:44
to protectproteger in the first placelugar.
237
572923
2988
para protegerlos en primer lugar.
09:47
(LaughterRisa)
238
575911
1570
(Risas)
09:49
(ApplauseAplausos)
239
577481
1253
(Aplausos)
09:50
So this was our approachenfoque,
240
578734
1855
Este fue nuestro método
09:52
and it was simplesencillo materialsmateriales,
241
580589
1644
y fue con materiales simples
09:54
but we thought about it carefullycuidadosamente.
242
582233
1987
pero lo pensamos con cuidado.
09:56
And actuallyactualmente we know that those cellsCélulas
243
584220
1620
Sabemos que estas células
09:57
in the bodycuerpo, in the embryoembrión, as they developdesarrollar
244
585840
2138
en el cuerpo, en el embrión,
conforme se desarrollan
09:59
can formformar a differentdiferente kindtipo of tissuetejido, cartilagecartílago,
245
587978
3229
pueden formar distintos
tipos de tejido, cartílago,
10:03
and so we developeddesarrollado a gelgel that was slightlyligeramente differentdiferente
246
591207
2555
así desarrollamos un gel
que era ligeramente diferente
10:05
in naturenaturaleza and slightlyligeramente differentdiferente chemistryquímica,
247
593762
2419
tanto en su naturaleza
como en química,
10:08
put it in there, and we were ablepoder to get
248
596181
2147
que puesta ahí, pudimos
10:10
100 percentpor ciento cartilagecartílago insteaden lugar.
249
598328
2178
obtener 100% de cartílago.
10:12
And this approachenfoque workstrabajos really well, I think,
250
600506
2008
Este método funciona
muy bien, pienso,
10:14
for pre-plannedpre-planeado proceduresprocedimientos,
251
602514
2482
para procedimientos
pre-planeados,
10:16
but it's something you do have to pre-planantes del plan.
252
604996
2872
eso es algo que se debe preplanear.
10:19
So for other kindsclases of operationsoperaciones,
253
607868
2268
Para otro tipo de operaciones,
10:22
there's definitelyseguro a need for other
254
610136
1697
en definitiva existe
una necesidad de
10:23
scaffold-basedbasado en andamios approachesenfoques.
255
611833
2503
otros métodos
basados en estructura.
10:26
And when you think about designingdiseño
256
614336
2369
Cuando piensan en diseño
10:28
those other scaffoldsandamios, actuallyactualmente,
257
616705
1638
esas otras estructuras, de hecho,
10:30
you need a really multi-disciplinarymultidisciplinario teamequipo.
258
618343
1971
necesitan de un equipo multidisciplinario.
10:32
And so our teamequipo has chemistsfarmacia,
259
620314
2065
Así nuestro equipo tiene químicos,
10:34
it has cellcelda biologistsbiólogos, surgeonscirujanos, physicistsfísicos even,
260
622379
3377
biólogos celulares,
cirujanos e incluso médicos
10:37
and those people all come togetherjuntos
261
625756
2030
y todos ellos se juntan
10:39
and we think really harddifícil about
designingdiseño the materialsmateriales.
262
627786
2411
y reflexionan a fondo
en el diseño de los materiales.
10:42
But we want to make them have enoughsuficiente informationinformación
263
630197
2966
Pero queremos que
tengan suficiente información
10:45
that we can get the cellsCélulas to do what we want,
264
633163
2154
para que podamos obtener
las células que queremos,
10:47
but not be so complexcomplejo as to make it difficultdifícil
265
635317
2377
pero no a un grado de
complejidad que dificulte
10:49
to get to clinicclínica.
266
637694
1743
acudir a la clínica.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
Así una de las cosas
que reflexionamos mucho
10:54
is really tryingmolesto to understandentender
268
642188
1795
es tratar de entender
10:55
the structureestructura of the tissuestejidos in the bodycuerpo.
269
643983
2377
la estructura de
los tejidos del cuerpo.
10:58
And so if we think of bonehueso,
270
646360
1660
Si pensamos en hueso,
11:00
obviouslyobviamente my ownpropio favoritefavorito tissuetejido,
271
648020
2624
obviamente mi tejido favorito,
11:02
we zoomenfocar in, we can see,
272
650644
1557
aumentemos, podemos ver,
11:04
even if you don't know anything
about bonehueso structureestructura,
273
652201
1882
incluso si no saben
nada de estructura ósea,
11:06
it's beautifullyhermosamente organizedorganizado,
really beautifullyhermosamente organizedorganizado.
274
654083
2545
está bellamente organizado,
realmente bellamente organizado.
11:08
We'veNosotros tenemos lots of bloodsangre vesselsrecipientes in there.
275
656628
1887
Tenemos muchas venas aquí.
11:10
And if we zoomenfocar in again, we see that the cellsCélulas
276
658515
2339
Si aumentamos otra vez,
vemos que las células
11:12
are actuallyactualmente surroundedrodeado by a 3D matrixmatriz
277
660854
2972
están en efecto rodeadas
de una matriz 3D
11:15
of nano-scalenanoescala fibersfibras, and they give a lot
278
663826
2171
de fibras a nano
escala y que dan
11:17
of informationinformación to the cellsCélulas.
279
665997
2182
mucha información
a las células.
11:20
And if we zoomenfocar in again,
280
668179
1614
Si aumentamos otra vez,
11:21
actuallyactualmente in the casecaso of bonehueso, the matrixmatriz
281
669793
2201
en el caso del hueso, la matriz
11:23
around the cellsCélulas is beautifullyhermosamente organizedorganizado
282
671994
2151
alrededor de las células
está bellamente organizada
11:26
at the nanonano scaleescala, and it's a hybridhíbrido materialmaterial
283
674145
2467
a nano escala y
es un material híbrido
11:28
that's partparte organicorgánico, partparte inorganicinorgánico.
284
676612
2584
que es parte orgánico,
parte inorgánico.
11:31
And that's led to a wholetodo fieldcampo, really,
285
679196
2072
Y eso lleva al campo entero,
11:33
that has lookedmirado at developingdesarrollando materialsmateriales
286
681268
2391
que ha visto el desarrollo de materiales
11:35
that have this hybridhíbrido kindtipo of structureestructura.
287
683659
2748
que tienen esta estructura híbrida.
11:38
And so I'm showingdemostración here just two examplesejemplos
288
686407
3278
Les muestro sólo dos ejemplos
11:41
where we'venosotros tenemos madehecho some materialsmateriales
that have that sortordenar of structureestructura,
289
689685
3120
de algunos materiales que hemos
hecho que tienen esta estructura,
11:44
and you can really tailorSastre it.
290
692805
1438
y que pueden confeccionar.
11:46
You can see here a very squishySquishy one
291
694243
2064
Pueden ver uno muy blandito
11:48
and now a materialmaterial that's alsoademás
this hybridhíbrido sortordenar of materialmaterial
292
696307
4099
y un material que también es
este tipo de material híbrido
11:52
but actuallyactualmente has remarkablenotable toughnesstenacidad,
293
700406
1947
pero que tiene
una dureza notable,
11:54
and it's no longermás brittlefrágil.
294
702369
1460
que ya no es quebradiza
11:55
And an inorganicinorgánico materialmaterial
would normallynormalmente be really brittlefrágil,
295
703829
2456
Y un material inorgánico normalmente
sería muy quebradizo
11:58
and you wouldn'tno lo haría be ablepoder to have
296
706285
1440
y no podrian tener
11:59
that sortordenar of strengthfuerza and toughnesstenacidad in it.
297
707725
2188
este tipo de fuerza
y dureza en él.
12:01
One other thing I want to quicklycon rapidez mentionmencionar is that
298
709913
2489
Otra cosa que quiero
mencionar rápido
12:04
manymuchos of the scaffoldsandamios we make
are porousporoso, and they have to be,
299
712402
2715
es que muchas de las estructuras
que hicimos son porosas y tienen que serlo,
12:07
because you want bloodsangre vesselsrecipientes to growcrecer in there.
300
715117
2103
porque quieren que
las venas crezcan ahí.
12:09
But the poresporos are actuallyactualmente oftentimesa menudo
301
717220
1877
Pero a menudo los poros
12:11
much biggermás grande than the cellsCélulas,
302
719097
1293
son mucho más
grandes que las células
12:12
and so even thoughaunque it's 3D,
303
720390
1711
y aunque es tridimensional,
12:14
the cellcelda mightpodría see it more
as a slightlyligeramente curvedcurvo surfacesuperficie,
304
722101
3355
la célula podría verlo más como
una superficie ligeramente curva
12:17
and that's a little bitpoco unnaturalantinatural.
305
725456
1676
y eso es algo no natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
Así una de las cosas que
podemos pensar hacer
12:21
is actuallyactualmente makingfabricación scaffoldsandamios
with slightlyligeramente differentdiferente dimensionsdimensiones
307
729380
3148
es hacer estructuras con
dimesiones ligeramente diferentes
12:24
that mightpodría be ablepoder to surroundrodear your cellsCélulas in 3D
308
732528
2793
que podrían rodear a
las células tridimensionalmente
12:27
and give them a little bitpoco more informationinformación.
309
735321
2569
y darles un poco
más de información.
12:29
And there's a lot of work going
on in bothambos of these areasáreas.
310
737890
3567
Hay mucho trabajo que
se está haciendo en ambas áreas.
12:33
Now finallyfinalmente, I just want to talk a little bitpoco about
311
741471
3969
Para finalizar quisiera
hablar un poco de
12:37
applyingaplicando this sortordenar of thing to cardiovascularcardiovascular diseaseenfermedad,
312
745440
2708
aplicar esto a enfermedades
cardiovasculares.
12:40
because this is a really biggrande clinicalclínico problemproblema.
313
748148
3263
porque esto es
un gran problema clínico.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
Una de las cosas que sabemos,
12:46
unfortunatelyDesafortunadamente, if you have a heartcorazón attackataque,
315
754996
2239
es que si por desgracia
tienen un ataque cardiaco
12:49
then that tissuetejido can startcomienzo to diemorir,
316
757235
2902
ese tejido puede empezar a morir
12:52
and your outcomeSalir maymayo not be very good over time.
317
760137
3751
y con el tiempo el resultado
no podría ser bueno para Uds.
12:55
And it would be really great, actuallyactualmente,
318
763888
1710
Sería en realidad grandioso,
12:57
if we could stop that deadmuerto tissuetejido
319
765598
1919
si pudiéramos detener
ese tejido [dañado]
12:59
eitherya sea from dyingmoribundo or help it to regenerateregenerado.
320
767517
3985
ya sea de morir o
ayudarle a regenerarse.
13:03
And there's lots and lots of stemvástago
cellcelda trialsensayos going on worldwideen todo el mundo,
321
771502
3248
Hay infinidad de pruebas con
células madres ocurriendo en todo el mundo
13:06
and they use manymuchos differentdiferente typestipos of cellsCélulas,
322
774750
2072
y usan muchos tipos
diferentes de células,
13:08
but one commoncomún themetema that seemsparece to be comingviniendo out
323
776822
2352
pero un tema común
que parece surgir
13:11
is that actuallyactualmente, very oftena menudo, those cellsCélulas will diemorir
324
779174
2999
es que muy a menudo
ese células morirán
13:14
onceuna vez you've implantedimplantado them.
325
782173
1795
una vez implantadas.
13:15
And you can eitherya sea put them into the heartcorazón
326
783968
1875
Sea que las
pongan en el corazón
13:17
or into the bloodsangre systemsistema,
327
785843
2020
o en el sistema sanguíneo,
13:19
but eitherya sea way, we don't seemparecer to be ablepoder
328
787863
2362
como sea, parece
que no podemos
13:22
to get quitebastante the right numbernúmero of cellsCélulas
329
790225
1867
llegar al número
correcto de células,
13:24
gettingconsiguiendo to the locationubicación we want them to
330
792092
2242
llegar al lugar al
que queremos
13:26
and beingsiendo ablepoder to deliverentregar the sortordenar of beautifulhermosa
331
794334
4494
y poder entregar
la regeneración
13:30
cellcelda regenerationregeneración that we would like to have
332
798828
2740
celular adecuada
que quisiéramos tener
13:33
to get good clinicalclínico outcomesresultados.
333
801568
3417
para conseguir buenos
resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinkingpensando of,
334
804985
1983
Entonces algunas
cosas que pensamos
13:38
and manymuchos other people in the fieldcampo are thinkingpensando of,
335
806968
3121
y muchos otras personas
del medio piensan también,
13:42
are actuallyactualmente developingdesarrollando materialsmateriales for that.
336
810089
3006
es desarrollar materiales para eso.
13:45
But there's a differencediferencia here.
337
813095
1619
Pero he aquí una diferencia.
13:46
We still need chemistryquímica, we still need mechanicsmecánica,
338
814714
2210
Todavía necesitamos de
la química, de la mecánica,
13:48
we still need really interestinginteresante topographytopografía,
339
816924
2671
de la interesante topografía
13:51
and we still need really interestinginteresante
waysformas to surroundrodear the cellsCélulas.
340
819595
2648
y todavía necesitamos formas
interesantes que rodeen a las células.
13:54
But now, the cellsCélulas alsoademás
341
822243
2511
Pero ahora, a las células también
13:56
would probablyprobablemente quitebastante like a materialmaterial
342
824754
2025
probablemente les gustaría un material
13:58
that's going to be ablepoder to be conductiveconductivo,
343
826779
2018
que pudiera ser conductivo,
14:00
because the cellsCélulas themselvessí mismos will respondresponder very well
344
828797
4209
porque las células mismas
responderían muy bien
14:05
and will actuallyactualmente conductconducta signalsseñales
betweenEntre themselvessí mismos.
345
833006
3479
y conducirían señales entre ellos.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
Puede verlos ahora
14:10
beatingpaliza synchronouslysincrónicamente on these materialsmateriales,
347
838001
2475
palpitando en sincronía
en estos materiales,
14:12
and that's a very, very excitingemocionante developmentdesarrollo
348
840476
2779
y eso es un desarrollo
muy muy emocionante
14:15
that's going on.
349
843255
2114
que está ocurriendo.
14:17
So just to wrapenvolver up, I'd like to actuallyactualmente say that
350
845369
4824
Para cerrar, quisiera decir que
14:22
beingsiendo ablepoder to work in this sortordenar of fieldcampo,
351
850193
2356
el poder trabajar en este campo,
14:24
all of us that work in this fieldcampo
352
852549
1654
todos los que trabajamos
en este campo,
14:26
that's not only super-excitingsúper emocionante scienceciencia,
353
854203
2509
que no sólo es ciencia
super emocionante,
14:28
but alsoademás has the potentialpotencial
354
856712
2046
sino que tiene el potencial
14:30
to impactimpacto on patientspacientes,
355
858758
1968
de impacto en los pacientes,
14:32
howeversin embargo biggrande or smallpequeña they are,
356
860726
2430
no importa cuán grande
o pequeño sea
14:35
is really a great privilegeprivilegio.
357
863156
1553
es en verdad un gran privilegio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
Y por eso, quisiera
agradecerles también.
14:39
Thank you.
359
867853
1317
Gracias.
14:41
(ApplauseAplausos)
360
869170
4924
(Aplausos)
Translated by Emma Gon
Reviewed by Eduardo Sierra

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ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue.

Why you should listen

At Imperial College London, Molly Stevens heads a highly multidisciplinary research group that designs bioactive materials for regenerative medicine and biosensing. It's fundamental science with an eye to practical applications as healthcare products.

Among the products from her lab: an engineered bone, cardiac tissue suitable for use in transplants, and disease-sensing nanoparticle aggregates that change color in the presence of even tiny quantities of cancer-related enzymes, making early sensing possible. As Stevens told The Lancet: "It's right down at the nanoscience level. It's really exciting stuff, but it actually results in something very tangibly useful."

More profile about the speaker
Molly Stevens | Speaker | TED.com