English-Video.net comment policy

The comment field is common to all languages

Let's write in your language and use "Google Translate" together

Please refer to informative community guidelines on TED.com

TEDGlobal 2013

Molly Stevens: A new way to grow bone

Molly Stevens: Een nieuwe manier om bot te kweken

Filmed:
1,222,540 views

Wat heb je nodig om nieuw bot aan te maken in grote hoeveelheden? De typische aanpak voor botregeneratie - waarbij bot wordt genomen uit de heup van de patiënt en vervolgens geënt op een andere plaats in het lichaam - is beperkt en kan heel wat pijn met zich meebrengen, tot jaren na de ingreep. Molly Stevens introduceert in een lezing een nieuwe toepassing met stamcellen die het aangeboren vermogen van het bot om te regenereren, aangrijpt om grote hoeveelheden botweefsel aan te maken op een pijnloze manier.

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

00:12
As humansmensen, it's in our naturenatuur
Het ligt in de aard van de mens
00:14
to want to improveverbeteren our healthGezondheid
and minimizeverkleinen our sufferinglijden.
om zijn gezondheid te willen verbeteren
en het lijden te verminderen.
Wat het leven ook brengt,
00:17
WhateverWat life throwsworpen at us,
00:19
whetherof it's cancerkanker, diabetessuikerziekte, hearthart- diseaseziekte,
kanker, diabetes
of een hartziekte
00:21
or even brokengebroken bonesbeenderen, we want to try and get better.
of zelfs gebroken botten,
we willen altijd genezen.
Ik ben hoofd van
een lab voor biomaterialen
00:24
Now I'm headhoofd of a biomaterialsbiomaterialen lablaboratorium,
00:27
and I'm really fascinatedgefascineerd by the way that humansmensen
en ik ben enorm gefascineerd
door de creativiteit waarmee mensen
materialen in het lichaam gebruikten
00:30
have used materialsmaterialen in really creativecreatief waysmanieren
00:32
in the bodylichaam over time.
in de loop der tijden.
00:35
Take, for examplevoorbeeld, this beautifulmooi blueblauw nacreparelmoer shellschelp.
Neem nu bijvoorbeeld dit mooie
blauwe parelmoeren schelpje.
Dit werd gebruikt door de Maya's
00:38
This was actuallywerkelijk used by the MayansMaya 's
00:40
as an artificialkunstmatig toothtand replacementvervanging.
als een kunsttand.
00:44
We're not quiteheel sure why they did it.
We weten de reden er niet van.
00:45
It's hardhard. It's durableduurzaam.
Het is hard en duurzaam en
00:48
But it alsoook had other very niceleuk propertieseigenschappen.
het had nog
een paar andere leuke eigenschappen.
Als je het in het kaakbeen inbracht,
integreerde het erin.
00:52
In factfeit, when they put it into the jawboneKaakbeen,
00:54
it could integrateintegreren into the jawkaak,
We weten nu dankzij
heel verfijnde beeldtechnologieën
00:57
and we know now with very sophisticatedgeavanceerde
00:59
imagingImaging technologiestechnologieën
01:01
that partdeel of that integrationintegratie comeskomt from the factfeit
dat die integratie deels komt
01:03
that this materialmateriaal is designedontworpen
doordat dit materiaal is gevormd
01:05
in a very specificspecifiek way, has a beautifulmooi chemistrychemie,
in een bijzondere
en mooie chemische samenstelling
01:08
has a beautifulmooi architecturearchitectuur.
en prachtig opgebouwd is.
01:10
And I think in manyveel waysmanieren we can sortsoort of think
Het gebruik
01:12
of the use of the blueblauw nacreparelmoer shellschelp and the MayansMaya 's
van dit blauwe schelpje door de Maya's
01:15
as the first realecht applicationtoepassing
zou voor mij de eerste toepassing
01:16
of the bluetoothBluetooth technologytechnologie.
van bluetooth-technologie kunnen zijn.
01:19
(LaughterGelach)
(Gelach)
01:20
But if we moveverhuizing on and think throughoutoveral historygeschiedenis
Als we verder bekijken hoe mensen,
door de geschiedenis heen
01:25
how people have used differentverschillend
materialsmaterialen in the bodylichaam,
allerlei materialen gebruikten
in het menselijk lichaam,
01:28
very oftenvaak it's been physiciansartsen
ging het vaak om heel vindingrijke artsen.
01:29
that have been quiteheel creativecreatief.
01:31
They'veZe hebben takeningenomen things off the shelfplank.
Ze gebruikten bestaande dingen.
01:33
One of my favoritefavoriete examplesvoorbeelden
Eén van mijn favoriete voorbeelden
01:35
is that of SirSir HaroldHarold RidleyRidley,
is van Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famousberoemd ophthalmologistoogarts,
die een bekend oogarts was,
01:40
or at leastminst becamewerd a famousberoemd ophthalmologistoogarts.
of tenminste een bekend oogarts werd.
01:42
And duringgedurende WorldWereld WarOorlog IIII, what he would see
Tijdens de Tweede Wereldoorlog
viel hem iets op
01:44
would be pilotspilots comingkomt eraan back from theirhun missionsmissies,
bij piloten
die terugkwamen van een missie.
Hij zag in hun ogen
01:47
and he noticedmerkte that withinbinnen theirhun eyesogen
01:49
they had shardsscherven of smallklein bitsstukjes of materialmateriaal
fragmenten van een of ander materiaal.
01:52
lodgedingediend withinbinnen the eyeoog,
Het interesseerde hem vooral
01:53
but the very interestinginteressant thing about it
dat dit materiaal geen enkele
01:55
was that materialmateriaal, actuallywerkelijk, wasn'twas niet causingveroorzakend
01:57
any inflammatoryinflammatoire responseantwoord.
ontstekingsreactie veroorzaakte.
01:59
So he lookedkeek into this, and he figuredbedacht out
Hij deed onderzoek en ontdekte
02:02
that actuallywerkelijk that materialmateriaal was little shardsscherven of plasticplastic
dat het bestond
uit kleine plastic scherfjes
02:04
that were comingkomt eraan from the canopybaldakijn of the SpitfiresSpitfires.
afkomstig van de cockpitkap
van de Spitfires.
02:07
And this led him to proposevoorstellen that materialmateriaal
Hij stelde dit materiaal voor
02:10
as a newnieuwe materialmateriaal for intraocularintraoculaire lenseslenzen.
als een nieuw materiaal
voor intra-oculaire lenzen.
02:12
It's calledriep PMMAPMMA, and it's now used
Het heet plexiglas
en het wordt vandaag de dag
02:14
in millionsmiljoenen of people everyelk yearjaar
jaarlijks bij miljoenen mensen gebruikt
om cataract te voorkomen.
02:16
and helpshelpt in preventingvoorkomen cataractsstaar.
02:19
And that examplevoorbeeld, I think, is a really niceleuk one,
Dit is echt een leuk voorbeeld
02:21
because it helpshelpt remindherinneren us that in the earlyvroeg daysdagen,
omdat het er ons aan herinnert
dat in het begin
02:24
people oftenvaak chosekoos materialsmaterialen
mensen vaak materialen kozen
02:26
because they were bioinertbioinert.
omdat ze bio-inert waren.
02:28
TheirHun very purposedoel was to
performuitvoeren a mechanicalmechanisch functionfunctie.
Ze voerden een mechanische functie uit
02:31
You'dU zou put them in the bodylichaam
en je gebruikte ze in het lichaam
02:33
and you wouldn'tzou het niet get an adversenegatieve responseantwoord.
zonder schadelijke reacties.
02:35
And what I want to showtonen you is that
Ik wil jullie laten zien
dat we in de regeneratieve geneeskunde
02:36
in regenerativeregeneratieve medicinegeneeskunde,
zijn afgestapt van het idee
02:38
we'vewij hebben really shiftedverschoven away from that ideaidee
02:40
of takingnemen a bioinertbioinert materialmateriaal.
om bio-inert materiaal te gebruiken.
02:41
We're actuallywerkelijk activelyactief looking for materialsmaterialen
We zoeken al actief naar materialen
02:44
that will be bioactivebioactieve, that will interactop elkaar inwerken with the bodylichaam,
die bioactief zijn,
in wisselwerking met het lichaam,
02:47
and that furthermorevoorts we can put in the bodylichaam,
die we bovendien in het lichaam
kunnen stoppen
02:49
they'llzullen ze have theirhun functionfunctie,
om daar te werken
en dan heel geleidelijk op te lossen.
02:51
and then they'llzullen ze dissolveontbinden away over time.
02:55
If we look at this schematicschematisch,
Als we naar dit schema kijken,
02:57
this is showingtonen you what we think of
zien we een typische weefsel-engineering aanpak.
02:59
as the typicaltypisch tissue-engineeringweefselengineering approachnadering.
03:01
We have cellscellen there, typicallytypisch from the patientgeduldig.
We hebben de cellen,
meestal van de patiënt.
03:04
We can put those ontonaar a materialmateriaal,
We hechten ze aan een stof
03:05
and we can make that materialmateriaal
very complexcomplex if we want to,
en we maken die stof zo complex
als we willen.
03:08
and we can then growgroeien that up in the lablaboratorium
Dan kweken we
het geheel in het lab,
03:10
or we can put it straightrecht back into the patientgeduldig.
of we stoppen het
meteen terug in de patiënt.
03:13
And this is an approachnadering that's
used all over the worldwereld-,
Deze aanpak bestaat wereldwijd,
03:15
includinginclusief in our lablaboratorium.
ook in ons laboratorium.
Wat heel belangrijk is
als het om stamcellen gaat,
03:19
But one of the things that's really importantbelangrijk
03:21
when we're thinkinghet denken about stemstam cellscellen
is dat ze natuurlijk tot
vele dingen kunnen uitgroeien,
03:23
is that obviouslyduidelijk stemstam cellscellen
can be manyveel differentverschillend things,
03:26
and they want to be manyveel differentverschillend things,
en dat doen ze ook graag.
Daarom is het belangrijk
om hen te plaatsen
03:28
and so we want to make sure that the environmentmilieu
03:29
we put them into has enoughgenoeg informationinformatie
in een omgeving
met genoeg informatie
03:32
so that they can becomeworden the right sortsoort
zodat ze kunnen uitgroeien
tot de juiste soort
gespecialiseerd weefsel.
03:34
of specialistspecialist tissuezakdoek.
03:36
And if we think about the differentverschillend typestypes of tissuesweefsels
Als je alle verschillende
soorten weefsels bekijkt
03:40
that people are looking at regeneratingregenereren
die mensen proberen te regenereren
03:42
all over the worldwereld-, in all the
differentverschillend labslabs in the worldwereld-,
wereldwijd, in alle verschillende labs,
03:44
there's prettymooi much everyelk tissuezakdoek you can think of.
dan zit daar bijna
ieder type weefsel tussen.
03:47
And actuallywerkelijk, the structurestructuur of those tissuesweefsels
Al die weefselstructuren
zijn vrij verschillend
03:48
is quiteheel differentverschillend, and it's going to really dependafhangen
en bepalend is
03:51
on whetherof your patientgeduldig has any underlyingonderliggende diseaseziekte,
of je patiënt een onderliggende ziekte
of andere aandoening heeft,
03:53
other conditionsvoorwaarden, in termstermen of how
om te beslissen
hoe je dat weefsel gaat regenereren.
03:56
you're going to regeneratewedergeboren your tissuezakdoek,
03:58
and you're going to need to think about the materialsmaterialen
Je moet goed nadenken
over de materialen die je gaat gebruiken,
04:00
you're going to use really carefullyvoorzichtig,
hun biochemie, hoe ze werken,
04:02
theirhun biochemistrybiochemie, theirhun mechanicsmechanica,
04:04
and manyveel other propertieseigenschappen as well.
en nog vele andere eigenschappen.
04:08
Our tissuesweefsels all have very
differentverschillend abilitiescapaciteiten to regeneratewedergeboren,
Al onze weefsels hebben een
verschillend vermogen om te regenereren.
04:11
and here we see poorarm PrometheusPrometheus,
Hier zien we de arme Prometheus,
04:13
who madegemaakt a ratherliever trickytricky careercarrière choicekeuze
die een ongelukkige carrièrekeuze maakte,
04:16
and was punishedgestraft by the GreekGrieks godsgoden.
en gestraft werd door de Griekse goden.
Men bond hem vast aan een rots.
04:19
He was tiedgebonden to a rockrots, and an eagleadelaar would come
Een arend kwam iedere dag van zijn lever eten.
04:21
everyelk day to eateten his liverlever.
Zijn lever groeide elke dag terug aan,
04:23
But of courseCursus his liverlever would regeneratewedergeboren everyelk day,
04:25
and so day after day he was punishedgestraft
en zo werd hij dag na dag gestraft
door de goden, een eeuwigheid lang.
04:27
for eternityeeuwigheid by the godsgoden.
Lever is inderdaad zo vriendelijk
om terug aan te groeien.
04:33
And liverlever will regeneratewedergeboren in this very niceleuk way,
04:37
but actuallywerkelijk if we think of other tissuesweefsels,
Bij andere weefsels,
04:39
like cartilagekraakbeen, for examplevoorbeeld,
zoals kraakbeen bijvoorbeeld,
04:40
even the simplesteenvoudigste nickNick and you're going to find it
kan zelfs de allerkleinste beschadiging
heel moeilijk te regenereren zijn.
04:42
really difficultmoeilijk to regeneratewedergeboren your cartilagekraakbeen.
04:45
So it's going to be very differentverschillend from tissuezakdoek to tissuezakdoek.
Het verschil van weefsel tot weefsel
is dus groot.
04:48
Now, bonebot is somewhereergens in betweentussen,
Bot, bijvoorbeeld, ligt ergens tussenin.
04:51
and this is one of the tissuesweefsels
that we work on a lot in our lablaboratorium.
Dit is een van de weefsels waarmee
we veel werken in ons lab.
04:54
And bonebot is actuallywerkelijk quiteheel good at repairingrepareren.
Bot herstelt zich vrij goed.
04:56
It has to be. We'veWe hebben probablywaarschijnlijk all had fracturesfracturen
Dat moet ook wel.
We hebben allemaal
ooit al eens iets gebroken.
04:58
at some pointpunt or other.
Een van de manieren
04:59
And one of the waysmanieren that you can think
05:02
about repairingrepareren your fracturebreuk
om een breuk te herstellen
05:03
is this procedureprocedure here, calledriep
an iliaciliac crestCrest harvestoogst.
is deze procedure:
bekkenkam-bottransplantatie.
05:06
And what the surgeonchirurg mightmacht do
In dat geval neemt de chirurg
05:08
is take some bonebot from your iliaciliac crestCrest,
wat bot weg van je bekkenkam
die precies hier zit,
05:11
whichwelke is just here,
05:12
and then transplanttransplantatie that
somewhereergens elseanders in the bodylichaam.
en transplanteert dat naar
elders in het lichaam.
05:15
And it actuallywerkelijk workswerken really well,
Dit werkt zeer goed,
05:16
because it's your owneigen bonebot,
omdat het om je eigen bot gaat,
05:18
and it's well vascularizedgevacuoliseerd,
en dit goed dooraderd is,
05:19
whichwelke meansmiddelen it's got a really good bloodbloed supplylevering.
goed doorbloed dus.
05:22
But the problemprobleem is, there's
only so much you can take,
Het probleem is dat je
niet al te veel kan wegnemen,
en dat, na deze operatie,
05:24
and alsoook when you do that operationoperatie,
patiënten flink veel pijn kunnen hebben,
op de aangetaste plaats,
05:27
your patientspatiënten mightmacht actuallywerkelijk have significantsignificant painpijn
05:30
in that defectdefect siteplaats even two
yearsjaar after the operationoperatie.
zelfs tot twee jaar na de operatie.
05:33
So what we were thinkinghet denken is,
We begrijpen uiteraard de enorme behoefte
aan het herstellen van bot,
05:35
there's a tremendousenorme need
for bonebot repairreparatie, of courseCursus,
maar deze bekkenkam-aanpak
05:38
but this iliaciliac crest-typeCrest-type approachnadering
05:41
really has a lot of limitationsbeperkingen to it,
heeft toch echt een heleboel beperkingen.
Zouden we botaangroei in het lichaam
05:43
and could we perhapsmisschien recreaterecreëren
05:45
the generationgeneratie of bonebot withinbinnen the bodylichaam
misschien naar behoefte kunnen stimuleren
05:47
on demandvraag naar and then be ablein staat to transplanttransplantatie it
en het vervolgens transplanteren
05:51
withoutzonder these very, very painfulpijnlijk aftereffectsAfterEffects
zonder de heel pijnlijke nawerkingen
05:56
that you would have with the iliaciliac crestCrest harvestoogst?
van een bekkenkam-transplantatie?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
We deden het volgende:
06:02
was by comingkomt eraan back to this typicaltypisch tissue-engineeringweefselengineering approachnadering
we grepen terug naar
het bestaande weefselengineering
06:05
but actuallywerkelijk thinkinghet denken about it ratherliever differentlyanders.
maar vanuit een volledig andere benadering.
06:08
And we simplifiedvereenvoudigd it a lot,
We vereenvoudigden het sterk
06:10
so we got ridbevrijden of a lot of these stepsstappen.
en lieten heel wat stappen weg:
06:12
We got ridbevrijden of the need to
harvestoogst cellscellen from the patientgeduldig,
geen cellen meer oogsten bij de patiënt,
06:14
we got ridbevrijden of the need to put
in really fancyzin in hebben chemistrieschemicaliën,
geen speciale chemische stoffen
meer gebruiken,
06:17
and we got ridbevrijden of the need
en geen onderliggende structuren
meer kweken in het lab.
06:19
to culturecultuur these scaffoldssteigers in the lablaboratorium.
We richtten ons helemaal op
06:21
And what we really focusedgefocust on
06:24
was our materialmateriaal systemsysteem and makingmaking it quiteheel simpleeenvoudig,
de vereenvoudiging
van ons materiaalsysteem,
maar omdat we het
op een slimme manier gebruikten,
06:27
but because we used it in a really cleverknap way,
06:30
we were ablein staat to generatevoortbrengen enormousenorm amountshoeveelheden of bonebot
konden we met deze aanpak
grote hoeveelheden bot laten groeien.
06:32
usinggebruik makend van this approachnadering.
06:34
So we were usinggebruik makend van the bodylichaam
We gebruikten het lichaam
06:36
as really the catalystkatalysator to help us
als katalysator om ons te helpen
06:38
to make lots of newnieuwe bonebot.
om grote hoeveelheden nieuw bot
aan te maken.
06:40
And it's an approachnadering that we call
We doopten deze aanpak
de 'in vivo bioreactor'.
06:42
the in vivovivo bioreactorbioreactor, and we were ablein staat to make
We konden zo grote hoeveelheden bot maken.
06:45
enormousenorm amountshoeveelheden of bonebot usinggebruik makend van this approachnadering.
06:47
And I'll talk you throughdoor this.
Ik zal uitleggen hoe.
06:49
So what we do is,
We doen het volgende:
06:51
in humansmensen, we all have a layerlaag of stemstam cellscellen
alle mensen hebben een laag stamcellen
06:53
on the outsidebuiten of our long bonesbeenderen.
aan de buitenzijde van de lange botten:
06:55
That layerlaag is calledriep the periosteumBeenvlies.
het beenvlies.
06:57
And that layerlaag is actuallywerkelijk normallynormaal
Deze laag is normaal gezien
06:59
very, very tightlystrak boundgebonden to the underlyingonderliggende bonebot,
heel erg stevig gehecht
aan het onderliggende bot,
07:02
and it's got stemstam cellscellen in it.
en er zitten stamcellen in.
07:03
Those stemstam cellscellen are really importantbelangrijk
Deze stamcellen zijn belangrijk
07:05
in the embryoembryo- when it developsontwikkelt,
bij de ontwikkeling van het embryo,
07:07
and they alsoook sortsoort of wakewekken up if you have a fracturebreuk
en ze 'ontwaken' bij een breuk
07:09
to help you with repairingrepareren the bonebot.
om je te helpen bij het herstel van het bot.
We nemen die laag van het beenvlies
07:12
So we take that periosteumBeenvlies layerlaag
en we ontwikkelden een manier om
07:14
and we developedontwikkelde a way to injectinjecteren underneathonder it
er een vloeistof onder te spuiten
die na 30 seconden
07:17
a liquidvloeistof that then, withinbinnen 30 secondsseconden,
in een vrij dikke gel verandert
07:20
would turnbeurt into quiteheel a rigidstijve gelgel
en zo het beenvlies lostrekt van het bot.
07:21
and can actuallywerkelijk liftlift the
periosteumBeenvlies away from the bonebot.
Het creëert een kunstmatige holte
07:25
So it createscreëert, in essenceessence, an artificialkunstmatig cavityHolte
die vlak naast zowel het bot ligt,
07:28
that is right nextvolgende to bothbeide the bonebot
als naast de stamcelrijke laag.
07:32
but alsoook this really richrijk layerlaag of stemstam cellscellen.
We maken een zeer kleine incisie
07:36
And we go in throughdoor a pinholePinhole incisioninsnijding
07:37
so that no other cellscellen from the bodylichaam can get in,
zodat er geen andere cellen
van het lichaam in kunnen,
07:40
and what happensgebeurt is that that
artificialkunstmatig in vivovivo bioreactorbioreactor cavityHolte
en deze kunstmatige holte,
de in vivo bioreactor,
zorgt voor de snelle aangroei
van stamcellen,
07:45
can then leadlood to the proliferationproliferatie of these stemstam cellscellen,
07:48
and they can formformulier lots of newnieuwe tissuezakdoek,
die heel wat nieuw weefsel kunnen vormen,
07:50
and then over time, you can harvestoogst that tissuezakdoek
weefsel dat je na een tijd kan oogsten,
07:52
and use it elsewhereelders in the bodylichaam.
om ergens anders
in het lichaam te gebruiken.
07:55
This is a histologyHistologie slideglijbaan
Dit is een histologisch preparaat
07:57
of what we see when we do that,
van wat we in dat geval te zien krijgen.
07:59
and essentiallyin wezen what we see
We zien voornamelijk
zeer grote hoeveelheden bot.
08:02
is very largegroot amountshoeveelheden of bonebot.
08:03
So in this pictureafbeelding, you can see the middlemidden- of the legbeen,
In dit plaatje zie je
het midden van het been, het beenmerg,
08:06
so the bonebot marrowbeenmerg,
vervolgens het oorspronkelijke bot,
08:07
then you can see the originalorigineel bonebot,
08:09
and you can see where that originalorigineel bonebot finishesafwerkingen,
en je ziet waar het
oorspronkelijke bot eindigt,
en net links daarvan begint het nieuwe bot
08:12
and just to the left of that is the newnieuwe bonebot
dat groeide in de holte van de bioreactor.
08:15
that's growngegroeid withinbinnen that bioreactorbioreactor cavityHolte,
08:17
and you can actuallywerkelijk make it even largergrotere.
Je kan het zelfs groter maken.
08:19
And that demarcationafbakening that you can see
Die scheidingslijn die je ziet
08:22
betweentussen the originalorigineel bonebot and the newnieuwe bonebot
tussen het oorspronkelijke bot
en het nieuwe bot
is een zwakkere plek
08:24
actsacts as a very slightgering pointpunt of weaknesszwakte,
08:26
so actuallywerkelijk now the surgeonchirurg can come alonglangs,
die de chirurg kan gebruiken
08:28
can harvestoogst away that newnieuwe bonebot,
om het nieuwe bot makkelijk te oogsten.
08:30
and the periosteumBeenvlies can growgroeien back,
Daarna kan het beenvlies opnieuw groeien,
08:32
so you're left with the legbeen
en het been blijft in dezelfde staat
08:34
in the samedezelfde sortsoort of statestaat
als voor de ingreep.
08:36
as if you hadn'thad niet operatedbediend on it in the first placeplaats.
08:38
So it's very, very lowlaag in termstermen of after-painna pijn
Daardoor is de pijn achteraf erg beperkt
08:42
comparedvergeleken to an iliaciliac crestCrest harvestoogst.
in vergelijking met een oogst
van de bekkenkam.
Je kan verschillende
hoeveelheden bot kweken
08:45
And you can growgroeien differentverschillend amountshoeveelheden of bonebot
08:48
dependingafhankelijk on how much gelgel you put in there,
afhankelijk van hoeveel gel je gebruikt.
08:50
so it really is an on demandvraag naar sortsoort of procedureprocedure.
Het is echt naar behoefte.
Op het moment dat we dit deden,
08:53
Now, at the time that we did this,
kregen we heel wat persaandacht,
08:55
this receivedontvangen a lot of attentionaandacht in the presspers,
08:58
because it was a really niceleuk way
omdat dit een heel leuke manier was
om nieuw bot aan te maken,
09:01
of generatingopwekkende newnieuwe bonebot,
09:02
and we got manyveel, manyveel contactscontacten
en we werden gecontacteerd
door heel veel verschillende mensen
09:04
from differentverschillend people that
were interestedgeïnteresseerd in usinggebruik makend van this.
die dit wilden gebruiken.
09:07
And I'm just going to tell you,
Ik kan je vertellen
09:09
sometimessoms those contactscontacten are very strangevreemd,
dat sommige van die contacten
heel vreemd waren,
een beetje onverwacht zelfs.
09:12
slightlylicht unexpectedniet verwacht,
09:13
and the very mostmeest interestinginteressant,
Het meest interessante van alle contacten,
09:16
let me put it that way, contactcontact that I had,
om het zo te zeggen,
09:19
was actuallywerkelijk from a teamteam of AmericanAmerikaanse footballersvoetballers
kwam van een American football-team.
Ze wilden allemaal dubbeldikke schedels.
09:22
that all wanted to have double-thicknessdubbel-dikte skullsschedels
09:25
madegemaakt on theirhun headhoofd.
09:30
And so you do get these kindssoorten of contactscontacten,
Dat krijg je nu eenmaal
09:32
and of courseCursus, beingwezen BritishBritse
en natuurlijk, omdat ik een Britse ben,
die opgroeide in Frankrijk
09:35
and alsoook growinggroeiend up in FranceFrankrijk,
09:37
I tendde neiging hebben to be very bluntbotte,
heb ik de neiging om bot te zijn.
09:39
and so I had to explainuitleg geven to them very nicelyaardig
Ik moest hen vriendelijk uitleggen
09:41
that in theirhun particularbijzonder casegeval,
dat in hun specifieke geval,
09:42
there probablywaarschijnlijk wasn'twas niet that much in there
er waarschijnlijk niet zo heel veel
09:44
to protectbeschermen in the first placeplaats.
te beschermen viel in de eerste plaats.
09:47
(LaughterGelach)
(Gelach)
09:49
(ApplauseApplaus)
(Applaus)
09:50
So this was our approachnadering,
Dit was dus onze aanpak,
09:52
and it was simpleeenvoudig materialsmaterialen,
het waren eenvoudige materialen,
09:54
but we thought about it carefullyvoorzichtig.
waar we goed over hadden nagedacht.
We weten dat deze cellen
09:56
And actuallywerkelijk we know that those cellscellen
09:57
in the bodylichaam, in the embryoembryo-, as they developontwikkelen
als ze ontwikkelen
in het lichaam, in het embryo
09:59
can formformulier a differentverschillend kindsoort of tissuezakdoek, cartilagekraakbeen,
nog een ander soort weefsel
kunnen worden, kraakbeen.
10:03
and so we developedontwikkelde a gelgel that was slightlylicht differentverschillend
Daarom ontwikkelden we
een iets andere gel
met een iets andere
chemische samenstelling.
10:05
in naturenatuur and slightlylicht differentverschillend chemistrychemie,
10:08
put it in there, and we were ablein staat to get
We gebruikten hem en slaagden erin
om 100% kraakbeen
ervoor in de plaats te krijgen.
10:10
100 percentprocent cartilagekraakbeen insteadin plaats daarvan.
10:12
And this approachnadering workswerken really well, I think,
Deze aanpak werkt volgens mij heel goed,
10:14
for pre-plannedvooraf gepland proceduresprocedures,
voor vooraf geplande ingrepen.
10:16
but it's something you do have to pre-planpre plan.
Het is echt iets wat je op voorhand
moet plannen.
10:19
So for other kindssoorten of operationsactiviteiten,
Voor andere soorten operaties,
10:22
there's definitelydefinitief a need for other
blijft er behoefte aan een andere,
10:23
scaffold-basedsteiger gebaseerde approachesbenaderingen.
op een draagstructuur gebaseerde aanpak.
10:26
And when you think about designingontwerpen
Als je deze draagstructuren ontwerpt,
10:28
those other scaffoldssteigers, actuallywerkelijk,
heb je een multidisciplinair team nodig.
10:30
you need a really multi-disciplinarymulti-disciplinaire teamteam.
Daarom heeft ons teams scheikundigen,
10:32
And so our teamteam has chemistschemici,
10:34
it has cellcel biologistsbiologen, surgeonschirurgen, physicistsnatuurkundigen even,
celbiologen, chirurgen
en zelfs natuurkundigen.
We komen met al deze mensen samen
10:37
and those people all come togethersamen
en denken hard na
over het materiaalontwerp.
10:39
and we think really hardhard about
designingontwerpen the materialsmaterialen.
10:42
But we want to make them have enoughgenoeg informationinformatie
We willen dat ze genoeg informatie hebben
om de cellen te laten doen wat we willen,
10:45
that we can get the cellscellen to do what we want,
10:47
but not be so complexcomplex as to make it difficultmoeilijk
maar niet zo ingewikkeld
dat het moeilijk wordt
10:49
to get to clinickliniek.
om klinisch toe te passen.
10:51
And so one of the things we think about a lot
We zijn veel bezig
10:54
is really tryingproberen to understandbegrijpen
met het heel goed proberen te begrijpen
10:55
the structurestructuur of the tissuesweefsels in the bodylichaam.
van de weefselstructuren
in het lichaam.
10:58
And so if we think of bonebot,
Neem nu bot bijvoorbeeld,
11:00
obviouslyduidelijk my owneigen favoritefavoriete tissuezakdoek,
mijn meest favoriete weefsel natuurlijk.
Als we inzoomen, zien we,
zelfs als je niets weet van botstructuur,
11:02
we zoomzoom in, we can see,
11:04
even if you don't know anything
about bonebot structurestructuur,
dat het mooi georganiseerd is,
werkelijk heel mooi.
11:06
it's beautifullymooi organizedgeorganiseerd,
really beautifullymooi organizedgeorganiseerd.
11:08
We'veWe hebben lots of bloodbloed vesselsschepen in there.
We hebben hier heel wat bloedvaten.
11:10
And if we zoomzoom in again, we see that the cellscellen
Als we verder inzoomen,
zien we dat de cellen omringd zijn
11:12
are actuallywerkelijk surroundedomgeven by a 3D matrixmatrix
door een 3D-matrix
van weefsels op nanoschaal,
11:15
of nano-scalenano-schaal fibersvezels, and they give a lot
die heel wat informatie geven
aan de cellen.
11:17
of informationinformatie to the cellscellen.
Als we opnieuw inzoomen,
dan is, in het geval van bot,
11:20
And if we zoomzoom in again,
11:21
actuallywerkelijk in the casegeval of bonebot, the matrixmatrix
de matrix rond de cellen
prachtig georganiseerd op nanoschaal.
11:23
around the cellscellen is beautifullymooi organizedgeorganiseerd
11:26
at the nanoNano scaleschaal, and it's a hybridhybride materialmateriaal
Het is een hybride materiaal
dat deels organisch, deels anorganisch is.
11:28
that's partdeel organicbiologisch, partdeel inorganicanorganisch.
11:31
And that's led to a wholegeheel fieldveld-, really,
Dat heeft geleid tot een heel werkveld
dat probeert materialen te ontwikkelen
11:33
that has lookedkeek at developingontwikkelen materialsmaterialen
die dit soort hybride structuur hebben.
11:35
that have this hybridhybride kindsoort of structurestructuur.
11:38
And so I'm showingtonen here just two examplesvoorbeelden
Hier laat ik twee voorbeelden zien
11:41
where we'vewij hebben madegemaakt some materialsmaterialen
that have that sortsoort of structurestructuur,
van materialen die we gemaakt hebben
met dit soort structuur.
11:44
and you can really tailorop maat it.
Je kan het echt op maat maken.
Hier zie je een erg sponsachtige soort
11:46
You can see here a very squishysquishy one
11:48
and now a materialmateriaal that's alsoook
this hybridhybride sortsoort of materialmateriaal
en hier een materiaal dat ook
zo'n soort hybride materiaal is
11:52
but actuallywerkelijk has remarkableopmerkelijk toughnesstaaiheid,
maar eigenlijk opmerkelijk hard is,
en niet meer breekbaar.
11:54
and it's no longerlanger brittlebros.
Een anorganisch materiaal
zou normaal breekbaar zijn
11:55
And an inorganicanorganisch materialmateriaal
would normallynormaal be really brittlebros,
11:58
and you wouldn'tzou het niet be ablein staat to have
en je zou er normaal niet
dit soort sterkte en hardheid bij zien.
11:59
that sortsoort of strengthkracht and toughnesstaaiheid in it.
12:01
One other thing I want to quicklysnel mentionnoemen is that
Ik wil er nog aan toevoegen
dat veel van onze draagstructuren
erg poreus zijn - dat moet,
12:04
manyveel of the scaffoldssteigers we make
are porousporeus, and they have to be,
12:07
because you want bloodbloed vesselsschepen to growgroeien in there.
omdat er plaats moet zijn voor bloedvaten.
12:09
But the poresporiën are actuallywerkelijk oftentimesdikwijls
De openingen zijn vaak
veel groter dan de cellen,
12:11
much biggergroter than the cellscellen,
en daarom kan, zelfs al is het 3D,
12:12
and so even thoughhoewel it's 3D,
de cel het meer als een iets
gebogen oppervlak zien,
12:14
the cellcel mightmacht see it more
as a slightlylicht curvedgebogen surfaceoppervlak,
en dat is een beetje onnatuurlijk.
12:17
and that's a little bitbeetje unnaturalonnatuurlijk.
12:19
And so one of the things you can think about doing
Daarom kun je
draagstructuren bedenken
met lichtjes verschillende afmetingen
12:21
is actuallywerkelijk makingmaking scaffoldssteigers
with slightlylicht differentverschillend dimensionsdimensies
die je cellen misschien in 3D kunnen omringen
12:24
that mightmacht be ablein staat to surroundomringen your cellscellen in 3D
en hen een beetje meer informatie geven.
12:27
and give them a little bitbeetje more informationinformatie.
Er wordt heel wat werk verzet
in beide domeinen.
12:29
And there's a lot of work going
on in bothbeide of these areasgebieden.
Ten slotte wil ik het nog hebben over
12:33
Now finallyTenslotte, I just want to talk a little bitbeetje about
de toepassing
bij cardiovasculaire ziekten,
12:37
applyingtoepassen this sortsoort of thing to cardiovascularcardiovasculaire diseaseziekte,
12:40
because this is a really biggroot clinicalklinisch problemprobleem.
want dit is
echt een groot klinisch probleem.
We weten dat, als je de pech hebt
een hartaanval te krijgen,
12:43
And one of the things that we know is that,
12:46
unfortunatelyhelaas, if you have a hearthart- attackaanval,
12:49
then that tissuezakdoek can startbegin to diedood gaan,
er mogelijk weefsel begint af te sterven,
12:52
and your outcomeresultaat maymei not be very good over time.
met op termijn nare gevolgen.
12:55
And it would be really great, actuallywerkelijk,
Het zou werkelijk geweldig zijn
12:57
if we could stop that deaddood tissuezakdoek
als we konden beletten
dat het weefsel afsterft
12:59
eithereen van beide from dyingsterven or help it to regeneratewedergeboren.
of als we het konden helpen regenereren.
13:03
And there's lots and lots of stemstam
cellcel trialstrials going on worldwidewereldwijd,
Er worden wereldwijd
heel wat proeven met stamcellen gedaan,
met heel wat verschillende soorten cellen.
13:06
and they use manyveel differentverschillend typestypes of cellscellen,
Een terugkerend gemeenschappelijk thema
13:08
but one commongemeenschappelijk themethema that seemslijkt to be comingkomt eraan out
13:11
is that actuallywerkelijk, very oftenvaak, those cellscellen will diedood gaan
is dat deze cellen
heel vaak afsterven
na de implantatie.
13:14
onceeen keer you've implantedgeïmplanteerd them.
13:15
And you can eithereen van beide put them into the hearthart-
Je kan ze ofwel in het hart stoppen
of in het bloedvatensysteem,
13:17
or into the bloodbloed systemsysteem,
maar hoe dan ook lijken we niet in staat
13:19
but eithereen van beide way, we don't seemlijken to be ablein staat
13:22
to get quiteheel the right numberaantal of cellscellen
om het juiste aantal cellen
naar de juiste plek te krijgen
13:24
gettingkrijgen to the locationplaats we want them to
voor dit mooie celherstel waarop we hopen
13:26
and beingwezen ablein staat to deliverleveren the sortsoort of beautifulmooi
13:30
cellcel regenerationregeneratie that we would like to have
13:33
to get good clinicalklinisch outcomesuitkomsten.
voor goede klinische resultaten.
13:36
And so some of the things that we're thinkinghet denken of,
Daarom denken we bijvoorbeeld
13:38
and manyveel other people in the fieldveld- are thinkinghet denken of,
samen met een heleboel anderen
uit het werkveld,
13:42
are actuallywerkelijk developingontwikkelen materialsmaterialen for that.
aan materialen die we met dit doel
kunnen ontwikkelen
Maar er is hier een verschil:
13:45
But there's a differenceverschil here.
scheikunde en mechanica blijven nodig,
13:46
We still need chemistrychemie, we still need mechanicsmechanica,
net zoals heel interessante topografie,
13:48
we still need really interestinginteressant topographytopografie,
13:51
and we still need really interestinginteressant
waysmanieren to surroundomringen the cellscellen.
en interessante manieren
om de cellen te omringen.
De cellen zelf
13:54
But now, the cellscellen alsoook
zouden waarschijnlijk de voorkeur hebben
voor een geleidend materiaal
13:56
would probablywaarschijnlijk quiteheel like a materialmateriaal
13:58
that's going to be ablein staat to be conductivegeleidende,
14:00
because the cellscellen themselveszich will respondreageren very well
omdat de cellen zelf hier
heel goed op reageren
14:05
and will actuallywerkelijk conductgedrag signalssignalen
betweentussen themselveszich.
en signalen aan elkaar doorgeven.
14:08
You can see them now
Je ziet ze hier
synchroon slaan op deze materialen,
14:10
beatingpak slaag synchronouslysynchroon on these materialsmaterialen,
14:12
and that's a very, very excitingopwindend developmentontwikkeling
en dat is nu een heel erg
spannende ontwikkeling.
14:15
that's going on.
14:17
So just to wrapinpakken up, I'd like to actuallywerkelijk say that
Om af te ronden wil ik graag zeggen
dat werken in dit domein,
14:22
beingwezen ablein staat to work in this sortsoort of fieldveld-,
14:24
all of us that work in this fieldveld-
- voor iedereen uit dit werkveld -
niet alleen superspannende wetenschap is,
14:26
that's not only super-excitingsuper spannend sciencewetenschap,
14:28
but alsoook has the potentialpotentieel
maar ook het potentieel heeft
14:30
to impactbotsing on patientspatiënten,
om een impact te hebben op patiënten,
14:32
howeverechter biggroot or smallklein they are,
hoe klein of groot ze ook zijn,
14:35
is really a great privilegevoorrecht.
dat is echt een enorm voorrecht.
Ik wil ook jullie allemaal
daarvoor bedanken.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
Bedankt.
14:39
Thank you.
14:41
(ApplauseApplaus)
(Applaus)
Translated by Christel Foncke
Reviewed by Valérie Boor

▲Back to top

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