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TEDGlobal 2013

Molly Stevens: A new way to grow bone

Molly Stevens: Uma nova de forma de produzir osso

Filmed:
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O que é necessário para fazer o osso crescer em grandes quantidades? A regeneração típica do osso — em que o osso é retirado de uma anca do paciente e enxertado no osso danificado noutra parte do corpo — é limitada e pode causar grande dor mesmo alguns anos após a operação. Numa palestra informativa, Molly Stevens apresenta uma nova aplicação de células estaminais que aproveita a capacidade regenerativa inata do osso e produz grandes quantidades de tecido ósseo sem dor.

- 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 humanshumanos, it's in our naturenatureza
Como humanos, está na nossa natureza
00:14
to want to improvemelhorar our healthsaúde
and minimizeminimizar our sufferingsofrimento.
querer melhorar a nossa saúde
e minimizar o nosso sofrimento.
00:17
WhateverO que quer life throwslances at us,
O que quer que a vida nos reserve,
00:19
whetherse it's cancerCâncer, diabetesdiabetes, heartcoração diseasedoença,
seja cancro, diabetes, doença cardíaca,
00:21
or even brokenpartido bonesossos, we want to try and get better.
ou até ossos partidos,
nós queremos melhorar.
00:24
Now I'm headcabeça of a biomaterialsbiomateriais lablaboratório,
Actualmente, sou chefe
num laboratório de biomateriais,
00:27
and I'm really fascinatedfascinado by the way that humanshumanos
e estou realmente fascinada
pelo modo como os humanos
00:30
have used materialsmateriais in really creativecriativo waysmaneiras
têm usado estes materiais no corpo
de formas realmente criativas,
00:32
in the bodycorpo over time.
ao longo dos tempos.
00:35
Take, for exampleexemplo, this beautifulbonita blueazul nacrenácar shellConcha.
Considerem, por exemplo,
esta bela concha de nácar azul.
00:38
This was actuallyna realidade used by the MayansMayans
Foi utilizada pelos maias
00:40
as an artificialartificial toothdente replacementsubstituição.
como dente postiço.
00:44
We're not quitebastante sure why they did it.
Não sabemos ao certo porque o faziam.
00:45
It's hardDifícil. It's durabledurável.
É resistente. É durável.
00:48
But it alsoAlém disso had other very nicebom propertiespropriedades.
Mas também tem outras
propriedades muito boas.
00:52
In factfacto, when they put it into the jawbonequeixada,
De facto, quando colocada
no osso do maxilar,
00:54
it could integrateintegrar into the jawmandíbula,
pode integrar-se no maxilar.
00:57
and we know now with very sophisticatedsofisticado
Sabemos agora,
com tecnologia de imagem
muito sofisticada,
00:59
imagingimagem latente technologiestecnologias
01:01
that partparte of that integrationintegração comesvem from the factfacto
que parte dessa integração
resulta do facto
01:03
that this materialmaterial is designedprojetado
de que este material é desenhado
01:05
in a very specificespecífico way, has a beautifulbonita chemistryquímica,
de um modo muito específico,
tem uma química bela,
01:08
has a beautifulbonita architecturearquitetura.
tem uma bela arquitectura.
01:10
And I think in manymuitos waysmaneiras we can sortordenar of think
Penso que, de muitos modos,
podemos pensar
01:12
of the use of the blueazul nacrenácar shellConcha and the MayansMayans
no uso do nácar azul e nos maias
01:15
as the first realreal applicationaplicação
como a primeira verdadeira aplicação
01:16
of the bluetoothBluetooth technologytecnologia.
da tecnologia "bluetooth".
01:19
(LaughterRiso)
(Risos)
01:20
But if we movemover on and think throughoutao longo historyhistória
Mas se pensarmos como,
ao longo da história,
01:25
how people have used differentdiferente
materialsmateriais in the bodycorpo,
as pessoas usaram diferentes
materiais no corpo,
01:28
very oftenfrequentemente it's been physiciansmédicos
com frequência os médicos
foram muito criativos.
01:29
that have been quitebastante creativecriativo.
01:31
They'veEles já takenocupado things off the shelfprateleira.
Concretizaram coisas.
01:33
One of my favoritefavorito examplesexemplos
Um dos exemplos que prefiro
01:35
is that of SirSenhor HaroldHarold RidleyRidley,
é o de Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famousfamoso ophthalmologistoftalmologista,
famoso oftalmologista
01:40
or at leastpelo menos becamepassou a ser a famousfamoso ophthalmologistoftalmologista.
— pelo menos tornou-se
um famoso oftalmologista. —
01:42
And duringdurante WorldMundo WarGuerra IIII, what he would see
Durante a 2ª Guerra Mundial,
reparou que
01:44
would be pilotspilotos comingchegando back from theirdeles missionsmissões,
os pilotos que regressavam
das suas missões,
01:47
and he noticednotado that withindentro theirdeles eyesolhos
tinham pequenas lascas
01:49
they had shardsfragmentos of smallpequeno bitsbits of materialmaterial
alojadas nos olhos.
01:52
lodgedapresentado withindentro the eyeolho,
01:53
but the very interestinginteressante thing about it
Mas o mais interessante
01:55
was that materialmaterial, actuallyna realidade, wasn'tnão foi causingcausando
é que o material não causava
nenhuma inflamação.
01:57
any inflammatoryinflamatória responseresposta.
01:59
So he lookedolhou into this, and he figuredfigurado out
Então prestou atenção e descobriu
02:02
that actuallyna realidade that materialmaterial was little shardsfragmentos of plasticplástico
que o material era
de pequenas lascas de plástico
02:04
that were comingchegando from the canopymarquise of the SpitfiresSpitfires.
provenientes da canópia dos Spitfires.
02:07
And this led him to proposepropor that materialmaterial
Isso levou a que propusesse esse material
02:10
as a newNovo materialmaterial for intraocularintraocular lenseslentes.
para novas lentes intraoculares.
02:12
It's calledchamado PMMAPMMA, and it's now used
É designado por PMMA e é agora usado
02:14
in millionsmilhões of people everycada yearano
em milhões de pessoas todos os anos
02:16
and helpsajuda in preventingimpedindo cataractscatarata.
e ajuda a prevenir cataratas.
02:19
And that exampleexemplo, I think, is a really nicebom one,
Penso que esse exemplo é muito bom
02:21
because it helpsajuda remindlembrar us that in the earlycedo daysdias,
porque nos ajuda a recordar
que, nos primeiros tempos,
02:24
people oftenfrequentemente choseescolheu materialsmateriais
os materiais eram escolhidos
02:26
because they were bioinertbioinert.
por serem bioinertes.
02:28
TheirSeus very purposepropósito was to
performexecutar a mechanicalmecânico functionfunção.
O objectivo era desempenharem
uma função mecânica.
02:31
You'dVocê faria put them in the bodycorpo
Seriam colocados no corpo
02:33
and you wouldn'tnão seria get an adverseadversas responseresposta.
e não haveria uma reação adversa.
02:35
And what I want to showexposição you is that
E o que quero mostrar-vos
02:36
in regenerativeregenerativa medicineremédio,
é que, na medicina regenerativa,
02:38
we'venós temos really shiftedmudou away from that ideaidéia
nos afastámos dessa ideia
02:40
of takinglevando a bioinertbioinert materialmaterial.
de usar material bioinerte.
02:41
We're actuallyna realidade activelyativamente looking for materialsmateriais
Procuramos activamente materiais
02:44
that will be bioactivebioativos, that will interactinteragir with the bodycorpo,
que sejam bioactivos,
que interajam com o corpo
02:47
and that furthermorealém disso we can put in the bodycorpo,
e que, além disso, possamos
colocá-los no corpo,
02:49
they'lleles vão have theirdeles functionfunção,
que desempenhem a sua função,
02:51
and then they'lleles vão dissolvedissolver away over time.
e depois que se dissolvam com o tempo.
02:55
If we look at this schematicesquemático,
Se virmos este esquema,
02:57
this is showingmostrando you what we think of
mostra-vos o que consideramos
02:59
as the typicaltípica tissue-engineeringEngenharia de tecidos approachabordagem.
a abordagem típica
de engenharia de tecidos.
03:01
We have cellscélulas there, typicallytipicamente from the patientpaciente.
Temos células, tipicamente do paciente,
03:04
We can put those ontopara a materialmaterial,
podemos colocá-las num material,
03:05
and we can make that materialmaterial
very complexcomplexo if we want to,
e podemos tornar esse material
muito complexo se quisermos.
03:08
and we can then growcrescer that up in the lablaboratório
Podemos criar isso no laboratório
03:10
or we can put it straightdireto back into the patientpaciente.
ou podemos colocá-lo
de volta no paciente.
03:13
And this is an approachabordagem that's
used all over the worldmundo,
Esta é uma abordagem
usada em todo o mundo,
03:15
includingIncluindo in our lablaboratório.
incluindo o nosso laboratório.
03:19
But one of the things that's really importantimportante
Mas uma coisa realmente importante,
03:21
when we're thinkingpensando about stemhaste cellscélulas
quando pensamos
em células estaminais,
03:23
is that obviouslyobviamente stemhaste cellscélulas
can be manymuitos differentdiferente things,
é que obviamente podem ser
coisas muito diferentes,
03:26
and they want to be manymuitos differentdiferente things,
e querem ser coisas muito diferentes.
03:28
and so we want to make sure that the environmentmeio Ambiente
Por isso queremos garantir
que o ambiente
03:29
we put them into has enoughsuficiente informationem formação
em que as colocamos
tem informação suficiente
03:32
so that they can becometornar-se the right sortordenar
para que possam tornar-se
o tipo correto
03:34
of specialistespecialista tissuelenço de papel.
de tecido especializado.
03:36
And if we think about the differentdiferente typestipos of tissuestecidos
Se pensarmos nos diferentes
tipos de tecidos
03:40
that people are looking at regeneratingregeneração
que as pessoas procuram regenerar
03:42
all over the worldmundo, in all the
differentdiferente labslaboratórios in the worldmundo,
em todo o mundo, em todos
os laboratórios do mundo,
03:44
there's prettybonita much everycada tissuelenço de papel you can think of.
são praticamente todos os tecidos
em que se pode pensar.
03:47
And actuallyna realidade, the structureestrutura of those tissuestecidos
Na verdade, a estrutura desses tecidos
03:48
is quitebastante differentdiferente, and it's going to really dependdepender
é muito diferente, e dependerá realmente
03:51
on whetherse your patientpaciente has any underlyingsubjacente diseasedoença,
de o nosso paciente ter
uma doença subjacente,
03:53
other conditionscondições, in termstermos of how
de outras condições,
do modo como irão regenerar
os vossos tecidos.
03:56
you're going to regenerateregenerado your tissuelenço de papel,
03:58
and you're going to need to think about the materialsmateriais
Temos de pensar nos materiais
04:00
you're going to use really carefullycuidadosamente,
que usaremos, com muita atenção,
04:02
theirdeles biochemistrybioquímica, theirdeles mechanicsmecânica,
na sua bioquímica, na sua mecânica,
04:04
and manymuitos other propertiespropriedades as well.
e em muitas outras propriedades também.
04:08
Our tissuestecidos all have very
differentdiferente abilitieshabilidades to regenerateregenerado,
Todos os nossos tecidos têm
diferentes capacidades de regenerar.
04:11
and here we see poorpobre PrometheusPrometheus,
Vemos aqui o pobre Prometeu,
04:13
who madefeito a ratherem vez trickycomplicado careercarreira choiceescolha
que escolheu uma carreira complicada
04:16
and was punishedpunido by the GreekGrego godsde Deus.
e foi castigado pelos deuses gregos.
04:19
He was tiedamarrado to a rockRocha, and an eagleÁguia would come
Foi amarrado a uma rocha.
Todos os dias aparecia uma águia
que lhe comia o fígado.
04:21
everycada day to eatcomer his liverfígado.
04:23
But of coursecurso his liverfígado would regenerateregenerado everycada day,
Mas, claro, o fígado
regenerava todos os dias.
04:25
and so day after day he was punishedpunido
Assim, dia após dia, ele foi castigado
04:27
for eternityeternidade by the godsde Deus.
para a eternidade pelos deuses.
04:33
And liverfígado will regenerateregenerado in this very nicebom way,
O fígado regenera deste modo curioso
04:37
but actuallyna realidade if we think of other tissuestecidos,
mas, se pensarmos noutros tecidos,
04:39
like cartilagecartilagem, for exampleexemplo,
como a cartilagem, por exemplo,
04:40
even the simplestmais simples nickusuario and you're going to find it
basta o menor corte, e acharão mesmo difícil
04:42
really difficultdifícil to regenerateregenerado your cartilagecartilagem.
regenerar a vossa cartilagem.
04:45
So it's going to be very differentdiferente from tissuelenço de papel to tissuelenço de papel.
Assim, é muito diferente de tecido para tecido.
04:48
Now, boneosso is somewherealgum lugar in betweenentre,
O osso é um caso intermédio,
04:51
and this is one of the tissuestecidos
that we work on a lot in our lablaboratório.
é um dos tecidos que trabalhamos
muito no nosso laboratório.
04:54
And boneosso is actuallyna realidade quitebastante good at repairingreparação de.
O osso repara-se muito facilmente.
04:56
It has to be. We'veTemos probablyprovavelmente all had fracturesfraturas
Tem que ser. Todos tivemos fracturas
04:58
at some pointponto or other.
em algum momento.
04:59
And one of the waysmaneiras that you can think
Um modo em que podem pensar
05:02
about repairingreparação de your fracturefratura
para reparar a vossa fractura
05:03
is this procedureprocedimento here, calledchamado
an iliacilíaca crestcrista harvestcolheita.
é este procedimento, designado
colheita da crista ilíaca.
05:06
And what the surgeoncirurgião mightpoderia do
O que o cirurgião poderá fazer
05:08
is take some boneosso from your iliacilíaca crestcrista,
é retirar algum osso
da vossa crista ilíaca,
05:11
whichqual is just here,
que está mesmo aqui,
05:12
and then transplanttransplante that
somewherealgum lugar elseoutro in the bodycorpo.
e depois transplantá-la
para outro ponto do corpo.
05:15
And it actuallyna realidade workstrabalho really well,
E resulta mesmo bem
05:16
because it's your ownpróprio boneosso,
porque é o vosso próprio osso,
05:18
and it's well vascularizedvascularizado,
e é bastante vascularizado,
05:19
whichqual meanssignifica it's got a really good bloodsangue supplyfornecem.
ou seja, tem um bom
fornecimento de sangue.
05:22
But the problemproblema is, there's
only so much you can take,
Mas o problema é que há um limite
para o que podem retirar.
05:24
and alsoAlém disso when you do that operationOperação,
Também, quando se faz essa operação,
05:27
your patientspacientes mightpoderia actuallyna realidade have significantsignificativo paindor
os nossos pacientes podem ter
dores consideráveis
05:30
in that defectdefeito sitelocal even two
yearsanos after the operationOperação.
no local afectado até dois anos
após a operação.
05:33
So what we were thinkingpensando is,
Então o que pensámos
05:35
there's a tremendoustremendo need
for boneosso repairreparar, of coursecurso,
é que há uma grande necessidade
de reparação óssea, claro,
05:38
but this iliacilíaca crest-typecrista-tipo approachabordagem
mas esta abordagem da crista ilíaca
05:41
really has a lot of limitationslimitações to it,
tem realmente várias limitações.
05:43
and could we perhapspossivelmente recreaterecriar
Talvez pudéssemos provocar
a regeneração óssea no corpo a pedido
05:45
the generationgeração of boneosso withindentro the bodycorpo
05:47
on demandexigem and then be ablecapaz to transplanttransplante it
e depois poder transplantá-la
05:51
withoutsem these very, very painfuldoloroso aftereffectsefeitos colaterais
sem estes efeitos secundários
muito, muito dolorosos
05:56
that you would have with the iliacilíaca crestcrista harvestcolheita?
que temos com a colheita da crista ilíaca.
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
Então foi o que fizemos,
e o modo como o fizemos
06:02
was by comingchegando back to this typicaltípica tissue-engineeringEngenharia de tecidos approachabordagem
foi regressar a esta abordagem típica
de engenharia de tecidos
06:05
but actuallyna realidade thinkingpensando about it ratherem vez differentlydiferente.
mas pensada de forma bem diferente.
06:08
And we simplifiedsimplificado it a lot,
Simplificámo-la bastante,
06:10
so we got ridlivrar of a lot of these stepspassos.
e livrámo-nos de várias destas etapas.
06:12
We got ridlivrar of the need to
harvestcolheita cellscélulas from the patientpaciente,
Livrámo-nos da necessidade
de colher células do paciente,
06:14
we got ridlivrar of the need to put
in really fancychique chemistriesprodutos químicos,
Livrámo-nos da necessidade
de químicas elaboradas
06:17
and we got ridlivrar of the need
e livrámo-nos da necessidade
06:19
to culturecultura these scaffoldsandaimes in the lablaboratório.
de cultivar estes esqueletos
no laboratório.
06:21
And what we really focusedfocado on
E no que nos focámos realmente
06:24
was our materialmaterial systemsistema and makingfazer it quitebastante simplesimples,
foi no nosso sistema de materiais
e torná-lo muito simples.
06:27
but because we used it in a really cleveresperto way,
Mas como o usávamos
de um modo mesmo inteligente,
06:30
we were ablecapaz to generategerar enormousenorme amountsvalores of boneosso
fomos capazes de criar
uma grande quantidade de osso
06:32
usingusando this approachabordagem.
usando esta abordagem.
06:34
So we were usingusando the bodycorpo
Então estávamos a usar o corpo como catalisador
06:36
as really the catalystcatalisador to help us
para nos ajudar a fazer muito osso novo
06:38
to make lots of newNovo boneosso.
06:40
And it's an approachabordagem that we call
É uma abordagem a que chamamos
06:42
the in vivovivo bioreactorbiorreator, and we were ablecapaz to make
biorreactor in vivo.
Fomos capazes de fazer
enormes quantidade de osso
06:45
enormousenorme amountsvalores of boneosso usingusando this approachabordagem.
usando esta abordagem.
06:47
And I'll talk you throughatravés this.
Vou dizer-vos como foi.
06:49
So what we do is,
O que fazemos é isto:
06:51
in humanshumanos, we all have a layercamada of stemhaste cellscélulas
Todos os humanos têm
células estaminais
06:53
on the outsidelado de fora of our long bonesossos.
no exterior dos ossos longos.
06:55
That layercamada is calledchamado the periosteumperiósteo.
Essa camada designa-se periósteo.
06:57
And that layercamada is actuallyna realidade normallynormalmente
E essa camada é normalmente
06:59
very, very tightlybem boundlimite to the underlyingsubjacente boneosso,
muito, muito ligada ao osso subjacente
07:02
and it's got stemhaste cellscélulas in it.
e tem células estaminais.
07:03
Those stemhaste cellscélulas are really importantimportante
Essas células estaminais
são mesmo importantes
07:05
in the embryoembrião when it developsdesenvolve,
no embrião, quando se desenvolve,
07:07
and they alsoAlém disso sortordenar of wakedespertar up if you have a fracturefratura
e de certo modo acordam
quando há uma fractura
07:09
to help you with repairingreparação de the boneosso.
para ajudar a reparar o osso.
07:12
So we take that periosteumperiósteo layercamada
Então pegamos na camada do periósteo
07:14
and we developeddesenvolvido a way to injectinjetar underneathpor baixo it
e desenvolvemos um modo
de injectar um líquido por baixo
07:17
a liquidlíquido that then, withindentro 30 secondssegundos,
que, em 30 segundos,
se torna um gel rígido
07:20
would turnvirar into quitebastante a rigidrígida gelgel de
07:21
and can actuallyna realidade liftlift the
periosteumperiósteo away from the boneosso.
que consegue despegar
o periósteo do osso.
07:25
So it createscria, in essenceessência, an artificialartificial cavitycavidade
Assim, cria uma cavidade artificial
que está muito próxima do osso
07:28
that is right nextPróximo to bothambos the boneosso
07:32
but alsoAlém disso this really richrico layercamada of stemhaste cellscélulas.
e desta camada rica em células estaminais.
07:36
And we go in throughatravés a pinholepinhole incisionincisão
Fazemos uma incisão muito pequena
07:37
so that no other cellscélulas from the bodycorpo can get in,
de modo a que outras células
do corpo não possam passar.
07:40
and what happensacontece is that that
artificialartificial in vivovivo bioreactorbiorreator cavitycavidade
O que sucede é que essa cavidade
artificial do biorreactor in vivo
07:45
can then leadconduzir to the proliferationproliferação of these stemhaste cellscélulas,
pode levar à proliferação
destas células estaminais
07:48
and they can formFormato lots of newNovo tissuelenço de papel,
e elas podem formar muito tecido novo.
07:50
and then over time, you can harvestcolheita that tissuelenço de papel
Depois, ao longo do tempo,
pode colher-se esse tecido
07:52
and use it elsewhereem outro lugar in the bodycorpo.
e usá-lo em qualquer ponto do corpo.
07:55
This is a histologyhistologia slidedeslizar
Isto é um diapositivo de histologia
07:57
of what we see when we do that,
do que vemos nessa operação.
07:59
and essentiallyessencialmente what we see
Essencialmente o que vemos
08:02
is very largeampla amountsvalores of boneosso.
são grandes quantidades de osso.
08:03
So in this picturecenário, you can see the middlemeio of the legperna,
Nesta imagem, podem ver
o interior da perna,
08:06
so the boneosso marrowmedula,
a medula óssea,
08:07
then you can see the originaloriginal boneosso,
a seguir podem ver o osso original,
08:09
and you can see where that originaloriginal boneosso finishesacabamentos,
e podem ver onde o osso original termina.
08:12
and just to the left of that is the newNovo boneosso
Mesmo à esquerda está o osso novo
08:15
that's growncrescido withindentro that bioreactorbiorreator cavitycavidade,
que cresceu nessa cavidade do biorreactor
08:17
and you can actuallyna realidade make it even largermaior.
e pode tornar-se maior.
08:19
And that demarcationdemarcação that you can see
Essa delimitação que podem ver
08:22
betweenentre the originaloriginal boneosso and the newNovo boneosso
entre o osso original e o osso novo
08:24
actsatos as a very slightleve pointponto of weaknessfraqueza,
actua como um ligeiro ponto de fraqueza,
08:26
so actuallyna realidade now the surgeoncirurgião can come alongao longo,
de modo que pode vir o cirurgião.
08:28
can harvestcolheita away that newNovo boneosso,
fazer a colheita desse osso novo,
08:30
and the periosteumperiósteo can growcrescer back,
e o periósteo pode voltar a crescer,
08:32
so you're left with the legperna
de modo que a perna volta a ficar
08:34
in the samemesmo sortordenar of stateEstado
no estado em que estaria
08:36
as if you hadn'tnão tinha operatedoperado on it in the first placeLugar, colocar.
se nunca tivesse sido operada.
08:38
So it's very, very lowbaixo in termstermos of after-paindepois da dor
Assim é muito menos doloroso
08:42
comparedcomparado to an iliacilíaca crestcrista harvestcolheita.
comparado com a colheita da crista ilíaca.
08:45
And you can growcrescer differentdiferente amountsvalores of boneosso
Podem criar-se diferentes
quantidades de osso
08:48
dependingdependendo on how much gelgel de you put in there,
dependendo de quanto gel
se coloca lá dentro,
08:50
so it really is an on demandexigem sortordenar of procedureprocedimento.
por isso é uma espécie
de procedimento a pedido.
08:53
Now, at the time that we did this,
Quando fizemos isto,
08:55
this receivedrecebido a lot of attentionatenção in the presspressione,
isto recebeu muita atenção
da imprensa,
08:58
because it was a really nicebom way
porque era uma forma muito boa
09:01
of generatinggerando newNovo boneosso,
de gerar novo osso.
09:02
and we got manymuitos, manymuitos contactsContatos
Tivemos muitos, muitos contactos
09:04
from differentdiferente people that
were interestedinteressado in usingusando this.
de diferentes pessoas
interessadas em usar isto.
09:07
And I'm just going to tell you,
Vou apenas dizer-vos:
09:09
sometimesas vezes those contactsContatos are very strangeestranho,
por vezes esses contactos
são muito estranhos,
09:12
slightlylevemente unexpectedinesperado,
ligeiramente inesperados.
09:13
and the very mosta maioria interestinginteressante,
O contacto mais interessante que tive
09:16
let me put it that way, contactcontato that I had,
—se assim posso dizê-lo —
09:19
was actuallyna realidade from a teamequipe of AmericanAmericana footballersjogadores de futebol
foi uma equipa de jogadores
de futebol americano
09:22
that all wanted to have double-thicknessduplo-espessura skullscrânios
que queriam ter crânios mais espessos
09:25
madefeito on theirdeles headcabeça.
nas suas cabeças.
(Risos)
09:30
And so you do get these kindstipos of contactsContatos,
Há este tipo de contactos
09:32
and of coursecurso, beingser BritishBritânico
e, claro, sendo inglesa
09:35
and alsoAlém disso growingcrescendo up in FranceFrança,
e tendo crescido em França,
09:37
I tendtende to be very bluntsem corte,
tenho tendência a ser muito brusca,
09:39
and so I had to explainexplicar to them very nicelyagradável
e por isso tive que explicar
de modo simpático
09:41
that in theirdeles particularespecial casecaso,
que naquele caso em particular,
09:42
there probablyprovavelmente wasn'tnão foi that much in there
provavelmente não havia muito lá dentro
09:44
to protectproteger in the first placeLugar, colocar.
para proteger, para começar.
(Risos)
09:47
(LaughterRiso)
(Aplausos)
09:49
(ApplauseAplausos)
09:50
So this was our approachabordagem,
Então esta foi a nossa abordagem,
09:52
and it was simplesimples materialsmateriais,
e com materiais simples,
09:54
but we thought about it carefullycuidadosamente.
mas pensámos sobre isso cuidadosamente.
09:56
And actuallyna realidade we know that those cellscélulas
Sabemos que essas células
09:57
in the bodycorpo, in the embryoembrião, as they developdesenvolve
no corpo, no embrião,
à medida que crescem,
09:59
can formFormato a differentdiferente kindtipo of tissuelenço de papel, cartilagecartilagem,
podem formar um tipo diferente
de tecido, de cartilagem.
10:03
and so we developeddesenvolvido a gelgel de that was slightlylevemente differentdiferente
Desenvolvemos um gel um pouco diferente
10:05
in naturenatureza and slightlylevemente differentdiferente chemistryquímica,
e com uma química ligeiramente diferente.
10:08
put it in there, and we were ablecapaz to get
Introduzimo-lo e conseguimos obter
10:10
100 percentpor cento cartilagecartilagem insteadem vez de.
100 por cento cartilagem.
10:12
And this approachabordagem workstrabalho really well, I think,
Penso que esta abordagem funciona mesmo bem.
10:14
for pre-plannedpré-planejado proceduresprocedimentos,
para procedimentos pré-planeados,
10:16
but it's something you do have to pre-planpré-plano.
mas é algo que tem que ser pré-planeado.
10:19
So for other kindstipos of operationsoperações,
Para outro tipo de operações,
10:22
there's definitelydefinitivamente a need for other
há a necessidade de outras abordagens
10:23
scaffold-basedbaseado no andaime approachesse aproxima.
baseadas no esqueleto.
10:26
And when you think about designingprojetando
Quando se pensa em desenhar
10:28
those other scaffoldsandaimes, actuallyna realidade,
esses outros esqueletos,
10:30
you need a really multi-disciplinarymulti disciplinar teamequipe.
é necessária uma equipa
multidisciplinar.
10:32
And so our teamequipe has chemistsquímicos,
Por isso a nossa equipa
tem químicos,
10:34
it has cellcélula biologistsbiólogos, surgeonscirurgiões, physicistsfísicos even,
biólogos celulares,
cirurgiões, até físicos.
10:37
and those people all come togetherjuntos
Todas essas pessoas juntam-se
10:39
and we think really hardDifícil about
designingprojetando the materialsmateriais.
e pensamos arduamente
em desenhar os materiais.
10:42
But we want to make them have enoughsuficiente informationem formação
Mas queremos que tenham
informação suficiente
10:45
that we can get the cellscélulas to do what we want,
para que as células façam
o que nós queremos
10:47
but not be so complexcomplexo as to make it difficultdifícil
mas não tão complexa
que torne difícil
10:49
to get to clinicclínica.
usar na prática clínica.
10:51
And so one of the things we think about a lot
Assim, uma das coisas
em que pensamos muito
10:54
is really tryingtentando to understandCompreendo
é tentar mesmo perceber
10:55
the structureestrutura of the tissuestecidos in the bodycorpo.
a estrutura dos tecidos no corpo.
10:58
And so if we think of boneosso,
Se pensarmos no osso,
11:00
obviouslyobviamente my ownpróprio favoritefavorito tissuelenço de papel,
— obviamente o meu tecido favorito —
11:02
we zoomzoom in, we can see,
fazemos "zoom", podemos ver,
11:04
even if you don't know anything
about boneosso structureestrutura,
mesmo não sabendo nada
sobre a estrutura do osso,
11:06
it's beautifullybelas organizedorganizado,
really beautifullybelas organizedorganizado.
é organizado de uma forma
mesmo maravilhosa.
11:08
We'veTemos lots of bloodsangue vesselsembarcações in there.
Tem muitos vasos sanguíneos.
11:10
And if we zoomzoom in again, we see that the cellscélulas
Se fizermos "zoom" de novo,
vemos que
as células estão rodeadas de uma matriz 3D
11:12
are actuallyna realidade surroundedcercado by a 3D matrixmatriz
11:15
of nano-scalenano-escala fibersfibras, and they give a lot
de fibras nanométricas,
e dão muita informação às células.
11:17
of informationem formação to the cellscélulas.
11:20
And if we zoomzoom in again,
E se fizermos "zoom" de novo,
11:21
actuallyna realidade in the casecaso of boneosso, the matrixmatriz
no caso do osso,
a matriz à volta das células está
maravilhosamente organizada
11:23
around the cellscélulas is beautifullybelas organizedorganizado
11:26
at the nanoNano scaleescala, and it's a hybridhíbrido materialmaterial
à escala nano, e é um material híbrido,
11:28
that's partparte organicorgânico, partparte inorganicinorgânico.
parte orgânico, parte inorgânico.
11:31
And that's led to a wholetodo fieldcampo, really,
Isso levou a todo um campo
11:33
that has lookedolhou at developingem desenvolvimento materialsmateriais
que se dedicou a desenvolver materiais
11:35
that have this hybridhíbrido kindtipo of structureestrutura.
com este tipo híbrido de estrutura.
11:38
And so I'm showingmostrando here just two examplesexemplos
Estou a mostrar aqui
apenas dois exemplos
11:41
where we'venós temos madefeito some materialsmateriais
that have that sortordenar of structureestrutura,
em que fizémos alguns materiais
que têm esse tipo de estrutura
11:44
and you can really tailoralfaiate it.
e que podem ser modelados.
11:46
You can see here a very squishyMolinho one
Podem ver aqui um muito gelatinoso
11:48
and now a materialmaterial that's alsoAlém disso
this hybridhíbrido sortordenar of materialmaterial
e agora um material
também do tipo híbrido
11:52
but actuallyna realidade has remarkablenotável toughnessdureza,
mas com uma dureza notável,
11:54
and it's no longermais longo brittlefrágil.
e que já não é quebradiço.
11:55
And an inorganicinorgânico materialmaterial
would normallynormalmente be really brittlefrágil,
Um material inorgânico seria
normalmente muito quebradiço
11:58
and you wouldn'tnão seria be ablecapaz to have
e não seria possível
ter este comprimento e dureza.
11:59
that sortordenar of strengthforça and toughnessdureza in it.
12:01
One other thing I want to quicklyrapidamente mentionmenção is that
Outra coisa que quero
mencionar rapidamente
é que muitos dos esqueletos que fazemos
são porosos, e têm que o ser,
12:04
manymuitos of the scaffoldsandaimes we make
are porousporoso, and they have to be,
12:07
because you want bloodsangue vesselsembarcações to growcrescer in there.
porque se quer que cresçam
vasos sanguíneos no interior.
12:09
But the poresporos are actuallyna realidade oftentimesmuitas vezes
Mas os poros são muitas vezes
12:11
much biggerMaior than the cellscélulas,
muito maiores do que as células
12:12
and so even thoughApesar it's 3D,
e, mesmo sendo 3D,
12:14
the cellcélula mightpoderia see it more
as a slightlylevemente curvedcurvo surfacesuperfície,
a célula poderá vê-lo mais como
uma superfície ligeiramente curva,
12:17
and that's a little bitpouco unnaturalnão natural.
e isso é pouco natural.
12:19
And so one of the things you can think about doing
Então algo que se pode pensar fazer
12:21
is actuallyna realidade makingfazer scaffoldsandaimes
with slightlylevemente differentdiferente dimensionsdimensões
é fazer esqueletos com dimensões
ligeiramente diferentes
12:24
that mightpoderia be ablecapaz to surroundsurround your cellscélulas in 3D
que poderão rodear as células em 3D
12:27
and give them a little bitpouco more informationem formação.
e dar-lhes mais alguma informação.
12:29
And there's a lot of work going
on in bothambos of these areasáreas.
Há muito trabalho em curso
em ambas estas áreas.
12:33
Now finallyfinalmente, I just want to talk a little bitpouco about
Finalmente, só quero falar um pouco
sobre aplicar estas coisas
a doenças cardíacas
12:37
applyingaplicando this sortordenar of thing to cardiovascularcardiovascular diseasedoença,
12:40
because this is a really biggrande clinicalclínico problemproblema.
porque é um grande problema clínico.
12:43
And one of the things that we know is that,
Uma das coisas que sabemos
é que, infelizmente,
se tivermos um ataque cardíaco
12:46
unfortunatelyinfelizmente, if you have a heartcoração attackataque,
12:49
then that tissuelenço de papel can startcomeçar to diemorrer,
esse tecido pode começar a morrer
12:52
and your outcomeresultado maypode not be very good over time.
e o resultado pode não ser
muito bom ao longo do tempo.
12:55
And it would be really great, actuallyna realidade,
Seria muito bom, na verdade,
12:57
if we could stop that deadmorto tissuelenço de papel
se pudéssemos impedir esse tecido morto
12:59
eitherou from dyingmorrendo or help it to regenerateregenerado.
de morrer ou ajudá-lo a regenerar.
13:03
And there's lots and lots of stemhaste
cellcélula trialsensaios going on worldwideno mundo todo,
Há imensos ensaios com células
estaminais por todo o mundo
13:06
and they use manymuitos differentdiferente typestipos of cellscélulas,
e usam muitos tipos diferentes de células,
13:08
but one commoncomum themetema that seemsparece to be comingchegando out
mas um tópico comum
que parece surgir
13:11
is that actuallyna realidade, very oftenfrequentemente, those cellscélulas will diemorrer
é que muitas vezes,
essas células vão morrer
13:14
onceuma vez you've implantedimplantado them.
uma vez implantadas.
13:15
And you can eitherou put them into the heartcoração
Podem ser colocadas no coração
13:17
or into the bloodsangue systemsistema,
ou no sistema sanguíneo,
13:19
but eitherou way, we don't seemparecem to be ablecapaz
mas em qualquer caso,
parece que não conseguimos
13:22
to get quitebastante the right numbernúmero of cellscélulas
obter o número certo de células
13:24
gettingobtendo to the locationlocalização we want them to
no local em que as queremos
13:26
and beingser ablecapaz to deliverentregar the sortordenar of beautifulbonita
e conseguir proporcionar
o tipo maravilhoso
13:30
cellcélula regenerationregeneração that we would like to have
de regeneração celular
que gostaríamos de ter
13:33
to get good clinicalclínico outcomesresultados.
para ter bons resultados clínicos.
13:36
And so some of the things that we're thinkingpensando of,
Assim algumas das coisas
em que estamos a pensar
13:38
and manymuitos other people in the fieldcampo are thinkingpensando of,
e em que muitas outras pessoas
na área estão a pensar
13:42
are actuallyna realidade developingem desenvolvimento materialsmateriais for that.
é desenvolver materiais com esse fim.
13:45
But there's a differencediferença here.
Mas há aqui uma diferença.
13:46
We still need chemistryquímica, we still need mechanicsmecânica,
Ainda precisamos de químicos, mecânicos,
13:48
we still need really interestinginteressante topographytopografia,
de topografia deveras interessante,
13:51
and we still need really interestinginteressante
waysmaneiras to surroundsurround the cellscélulas.
e de formas muitos interessantes
de rodear as células.
13:54
But now, the cellscélulas alsoAlém disso
Mas também as células
gostariam provavelmente
de um material
13:56
would probablyprovavelmente quitebastante like a materialmaterial
que pudesse ser condutor,
13:58
that's going to be ablecapaz to be conductivecondutiva,
14:00
because the cellscélulas themselvessi mesmos will respondresponder very well
porque as células responderão muito bem
14:05
and will actuallyna realidade conductconduta signalssinais
betweenentre themselvessi mesmos.
e conduzirão sinais entre si.
14:08
You can see them now
Podem vê-las agora
14:10
beatingespancamento synchronouslysincronicamente on these materialsmateriais,
batendo em sincronia
nestes materiais,
14:12
and that's a very, very excitingemocionante developmentdesenvolvimento
e é um desenvolvimento muito excitante
14:15
that's going on.
que está a decorrer.
14:17
So just to wrapembrulho up, I'd like to actuallyna realidade say that
Então para concluir, gostaria de dizer
que poder trabalhar nesta área
14:22
beingser ablecapaz to work in this sortordenar of fieldcampo,
14:24
all of us that work in this fieldcampo
— todos nós que trabalhamos nesta área —
14:26
that's not only super-excitingsuper emocionante scienceCiência,
não é só ciência super excitante,
14:28
but alsoAlém disso has the potentialpotencial
mas tem o potencial
14:30
to impactimpacto on patientspacientes,
de ter impacto nos pacientes,
14:32
howeverContudo biggrande or smallpequeno they are,
quer sejam grandes ou pequenos,
14:35
is really a great privilegeprivilégio.
é realmente um grande privilégio.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
E por isso, gostaria de vos
agradecer a todos também.
14:39
Thank you.
Obrigado.
14:41
(ApplauseAplausos)
(Aplausos)
Translated by Carlos Espirito Santo
Reviewed by Kiara Braga

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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
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