ABOUT THE SPEAKER
Kevin Stone - Surgeon, inventor
Kevin Stone's clinic treats joint injury using the latest in bio-medicine: reconstructing damaged tissue, even replacing whole joint parts, with lab-grown cartilage and ligament.

Why you should listen

Orthopedic surgeon Kevin Stone knows mobility means more than just where you go -- it's the foundation for a fulfilling daily life. (True whether you're an athlete or not.) His Stone Clinic specializes in "biologic knee replacement": replacing damaged joint parts, not with artificial components, but with lab-grown tissue and parts from human donors. He and team are spearheading new techniques that use animal tissue but avoid the complications associated with animal-to-human transplantations.

Stone has consulted publications such as The Wall Street Journal and Newsweek as a medical expert; he has contributed to TV programs such as ESPN's "Treating Athletes in the New Millennium" and The Discovery Channel.

More profile about the speaker
Kevin Stone | Speaker | TED.com
TED2010

Kevin Stone: The bio-future of joint replacement

Kevin Stone:生物性關節置換的未來

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關節炎和運動傷害磨損了數以百萬計的關節,但是少有人接受到最好的治療 — 真正生物組織的置換。Kevin Stone 揭露了一種使用動物組織的創新療法,可能可以避開人類對人類關節移植中捐贈者短缺和成本過高的難題。
- Surgeon, inventor
Kevin Stone's clinic treats joint injury using the latest in bio-medicine: reconstructing damaged tissue, even replacing whole joint parts, with lab-grown cartilage and ligament. Full bio

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00:16
So let me just start開始 with my story故事.
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1000
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那麼,讓我直接開始講我的故事。
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So I tore撕毀 my knee膝蓋 joint聯合 meniscus半月板 cartilage軟骨
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2000
我大學時代踢足球的時候,
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playing播放 soccer足球 in college學院.
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5000
3000
撕傷了我膝關節的半月軟骨。
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Then I went on to tear眼淚 my ACLACL, the ligament韌帶 in my knee膝蓋,
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8000
3000
然後我又撕傷了我膝關節上的前交叉韌帶,
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and then developed發達 an arthritic關節炎的 knee膝蓋.
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2000
因此病情惡化成為膝關節炎。
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And I'm sure that many許多 of you in this audience聽眾 have that same相同 story故事,
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3000
而且我確定在座的各位當中,有許多人跟我有著同樣的故事。
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and, by the way, I married已婚 a woman女人
6
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2000
順帶一提,我娶到了一個
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who has exactly究竟 the same相同 story故事.
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跟我有著完全一樣經歷的妻子。
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So this motivated動機 me to become成為 an orthopedic骨科 surgeon外科醫生
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因此這激勵了我成為一名骨外科醫生,
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and to see if I couldn't不能 focus焦點 on solutions解決方案 for those problems問題
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24000
3000
看看我是否能夠專注於找出讓這些使我不能運動的毛病
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that would keep me playing播放 sports體育 and not limit限制 me.
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不再限制我的解決方法。
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So with that, let me just show顯示 you a quick video視頻
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31000
3000
以此為楔子,讓我很快地放一段影片給大家看,
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to get you in the mood心情 of what we're trying to explain說明.
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34000
3000
讓你們對於我將要解釋的東西,有個大概的了解。
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Narrator旁白: We are all aware知道的 of the risk風險 of cancer癌症,
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2000
旁白:我們都清楚地明白癌症的風險,
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but there's another另一個 disease疾病
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39000
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但是另外有一種疾病,
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that's destined注定 to affect影響 even more of us: arthritis關節炎.
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3000
其影響的人甚至比癌症還要多,那就是關節炎。
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Cancer癌症 may可能 kill you, but when you look at the numbers數字,
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癌症也許是致命的,但是如果你看看統計數字,
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arthritis關節炎 ruins廢墟 more lives生活.
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更多的性命毀在關節炎手上。
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Assuming假設 you live生活 a long life, there's a 50 percent百分 chance機會
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假設你能活到高齡,你患有關節炎的機率
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you'll你會 develop發展 arthritis關節炎.
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3000
高達百分之五十。
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And it's not just aging老化 that causes原因 arthritis關節炎.
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2000
導致關節炎的原因並不是因為老化。
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Common共同 injuries受傷 can lead to decades幾十年 of pain疼痛,
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常見的運動傷害能導致數十年的疼痛,
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until直到 our joints關節 quite相當 literally按照字面 grind研磨 to a halt.
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58000
3000
直到我們的關節磨損到不能再使用為止。
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Desperate殊死 for a solution, we've我們已經 turned轉身 to engineering工程
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2000
亟需解決方案,我們已朝向設計製造
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to design設計 artificial人造 components組件
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63000
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人工關節組件
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to replace更換 our worn-out累死了 body身體 parts部分,
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65000
2000
來替換我們耗盡的身體部件。
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but in the midst中間 of the modern現代 buzz蜂鳴器
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但是在圍繞著仿生機械身體美好前景
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around the promises許諾 of a bionic仿生 body身體,
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69000
2000
的摩登炒作中,
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shouldn't不能 we stop and ask if there's a better, more natural自然 way?
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71000
3000
我們是否該停下來問問,有沒有其他更好、更自然的方法?
01:31
Let's consider考慮 an alternative替代 path路徑.
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76000
2000
讓我們考慮另一個替代方案。
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What if all the replacements替代品 our bodies身體 need
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78000
3000
如果我們身體所需求的所有替代品
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already已經 exist存在 in nature性質,
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81000
2000
都已經存在於自然界,
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or within our own擁有 stem cells細胞?
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83000
2000
或者存在於我們自身的幹細胞中,那將如何?
01:40
This is the field領域 of biologic生物 replacements替代品,
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85000
2000
這就是生物性替換的領域,
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where we replace更換 worn-out累死了 parts部分 with new, natural自然 ones那些.
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87000
3000
以自然的、新的部件來替換我們耗盡的部件。
01:45
Kevin凱文 Stone: And so, the mission任務 is:
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90000
2000
Kevin Stone: 所以任務是:
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how do I treat對待 these things biologically生物?
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92000
2000
我要如何利用生物性的方法來治療這些疾病?
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And let's talk about both what I did for my wife妻子,
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94000
2000
讓我們來談談,我為我妻子所做的事,
01:51
and what I've doneDONE for hundreds數以百計 of other patients耐心.
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96000
2000
和我已經為其他數百名病患所做的事。
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First thing for my wife妻子,
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98000
2000
首先是為我妻子所做的,
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and the most common共同 thing I hear from my patients耐心,
40
100000
2000
也是我從病人那最常聽到的事,
01:57
particularly尤其 in the 40- to 80-year-old-歲 age年齡 group, 70-year-old-歲 age年齡 group,
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102000
3000
特別是介於 40~80 歲的族群、70 歲的族群,
02:00
is they come in and say,
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105000
2000
他們通常進來後會說,
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"Hey, Doc文件, isn't there just a shock休克 absorber吸收 you can put in my knee膝蓋?
43
107000
2000
「醫生,難道沒有可以吸震的東西放到我的膝蓋裡嗎?
02:04
I'm not ready準備 for joint聯合 replacement替代."
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109000
2000
我還沒有準備好做關節置換手術。」
02:06
And so for her, I put in a human人的 meniscus半月板 allograft同種異體 donor捐贈者
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111000
3000
因此,在我妻子身上,我將人類半月板移植供應體
02:09
right into that [knee膝蓋] joint聯合 space空間.
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114000
2000
置入她膝關節的空間內。
02:11
And [the allograft同種異體] replaces取代 [the missing失踪 meniscus半月板].
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116000
2000
這個 [移植] 取代了 [缺失的半月板] 。
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And then for that unstable不穩定 ligament韌帶,
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118000
2000
而對於那個不穩定的韌帶,
02:15
we put in a human人的 donor捐贈者 ligament韌帶
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120000
2000
我們也放入了一個人類捐贈的韌帶
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to stabilize穩定 the knee膝蓋.
50
122000
2000
來穩定住膝蓋。
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And then for the damaged破損 arthritis關節炎 on the surface表面,
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124000
3000
而那些因為關節炎而受損的表面,
02:22
we did a stem cell細胞 paste graft接枝,
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127000
2000
我們使用了幹細胞黏貼移植法,
02:24
which哪一個 we designed設計 in 1991,
53
129000
2000
這方法是我們於 1991 年設計出來的,
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to regrow重新長出 that articular關節的 cartilage軟骨 surface表面
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131000
3000
能夠重新長出關節軟骨表面,
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and give it back a smooth光滑 surface表面 there.
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134000
3000
因此重回原本滑順的表面。
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So here's這裡的 my wife's妻子 bad knee膝蓋 on the left,
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137000
2000
在這邊,左邊是我妻子的爛膝蓋,
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and her just hiking徒步旅行 now
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139000
2000
而如今她剛剛能夠登山健行,
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four months個月 later後來 in Aspen阿斯彭, and doing well.
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141000
3000
手術完成的四個月後,她去阿斯彭參加健行,反應良好。
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And it works作品, not just for my wife妻子, but certainly當然 for other patients耐心.
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144000
3000
手術很成功,不僅對我妻子是這樣,對其他病人一定也是一樣。
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The girl女孩 on the video視頻, Jen Hudak胡達克,
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147000
2000
影片中的女孩,Jen Hudak,
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just won韓元 the SuperpipeSuperpipe in Aspen阿斯彭
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149000
2000
剛在阿斯彭贏得 Superpipe 極限滑雪大賽,
02:46
just nine months個月 after having destroyed銷毀 her knee膝蓋,
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151000
3000
僅僅在毀了她膝蓋的九個月後,
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as you see in the other image圖片 --
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154000
2000
如同你在其他照片所看到的一般 —
02:51
and having a paste graft接枝 to that knee膝蓋.
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156000
2000
她的膝蓋進行了黏貼移植。
02:53
And so we can regrow重新長出 these surfaces biologically生物.
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158000
3000
因此我們可以生物性的重新長出這些表面。
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So with all this success成功,
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162000
2000
即使有了這些成功,
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why isn't that good enough足夠, you might威力 ask.
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164000
3000
你可能會問,這樣還不夠好嗎?
03:02
Well the reason原因 is because there's not enough足夠 donor捐贈者 cycles週期.
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167000
3000
因為沒有足夠的捐贈者,
03:05
There's not enough足夠 young年輕, healthy健康 people
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170000
2000
沒有足夠的年輕、健康的人們
03:07
falling落下 off their motorcycle摩托車
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172000
2000
從摩托車上摔下來,
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and donating捐贈 that tissue組織 to us.
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174000
3000
然後捐贈那些組織給我們。
03:12
And the tissue's組織的 very expensive昂貴.
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177000
3000
也因此,這些組織非常的昂貴。
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And so that's not going to be a solution
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180000
2000
因此,這不會是個能夠
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that's going to get us global全球 with biologic生物 tissue組織.
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182000
3000
提供我們全球性生物組織來源的解決方案。
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But the solution is animal動物 tissue組織
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185000
2000
但是,解決方案就是動物組織,
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because it's plentiful豐富, it's cheap低廉,
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187000
2000
因為它們不虞匱乏,並且便宜。
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you can get it from young年輕, healthy健康 tissues組織,
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189000
3000
你可以很容易取得年輕、健康的組織,
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but the barrier屏障 is immunology免疫學.
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192000
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但是障礙就是免疫反應。
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And the specific具體 barrier屏障
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194000
2000
這個專一性的障礙是
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is a specific具體 epitope表位
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196000
2000
有一種特別的蛋白免疫表位
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called the galactosyl半乳糖, or gal加侖 epitope表位.
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198000
2000
稱作半乳糖基或是 gal 表位。
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So if we're going to transplant移植 animal動物 tissues組織 to people,
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200000
2000
因此,如果我們要移植動物性組織到人類身上,
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we have to figure數字 out a way to get rid擺脫 of that epitope表位.
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202000
3000
我們就必須找出一種方法,移除這個免疫表位。
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So my story故事 in working加工 with animal動物 tissues組織
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205000
2000
因此,我與動物組織一起工作的故事
03:42
starts啟動 in 1984.
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207000
2000
始於 1984。
03:44
And I started開始 first
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209000
2000
我首先從
03:46
with cow Achilles阿喀琉斯 tendon肌腱,
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211000
2000
牛的跟(阿基里斯)腱開始,
03:48
where we would take the cow Achilles阿喀琉斯 tendon肌腱,
88
213000
2000
我們使用牛的跟腱,
03:50
which哪一個 is type-II型 collagen膠原,
89
215000
2000
它是甲型膠原蛋白,
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strip跳閘 it of its antigens抗原
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217000
2000
以酸性溶劑與清潔劑清洗
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by degrading降解 it with an acid and detergent洗滌劑 wash
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219000
3000
來移除它的抗原,
03:57
and forming成型 it into a regeneration再生 template模板.
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222000
3000
再將它塑型成可供再生的模板。
04:00
We would then take that regeneration再生 template模板
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225000
2000
然後我們利用這個再生模板,
04:02
and insert it into the missing失踪 meniscus半月板 cartilage軟骨
94
227000
3000
將之置入缺失的半月軟骨處,
04:05
to regrow重新長出 that in a patient's耐心 knee膝蓋.
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230000
3000
在病人的膝蓋內重新生長出來。
04:08
We've我們已經 now doneDONE that procedure程序,
96
233000
2000
這樣我們就完成了這項手術,
04:10
and it's been doneDONE worldwide全世界 in over 4,000 cases,
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235000
2000
這手術在全球已經有超過四千起成功的術例,
04:12
so it's an FDA-approvedFDA批准 and worldwide-accepted全球公認的 way
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237000
3000
因此它已經是 FDA 核准並被世界所接受
04:15
to regrow重新長出 the meniscus半月板.
99
240000
2000
重新生長半月軟骨的方法。
04:17
And that's great when I can degrade降級 the tissue組織.
100
242000
3000
這方法在我能夠降解組織的時候,一切都很好。
04:20
But what happens發生 for your ligament韌帶 when I need an intact完整 ligament韌帶?
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245000
3000
但是當我需要一個完整的韌帶組織時,你的韌帶又將會如何?
04:23
I can't grind研磨 it up in a blender攪拌機.
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248000
2000
我不能再用攪拌器將組織打碎。
04:25
So in that case案件,
103
250000
2000
因此,
04:27
I have to design設計 -- and we designed設計 with Uri烏里 Galili加利利 and Tom湯姆 Turek塔瑞克 --
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252000
3000
我們與 Uri Galili 和 Tom Turek 一同設計了 —
04:30
an enzyme wash
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255000
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一種酵素洗劑
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to wash away, or strip跳閘,
106
257000
2000
來洗掉,或脫除
04:34
those galactosyl半乳糖 epitopes表位
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259000
2000
這些半乳糖基免疫表位,
04:36
with a specific具體 enzyme.
108
261000
2000
藉由一種特殊的酵素。
04:38
And we call that a "gal加侖 stripping剝離" technique技術.
109
263000
3000
我們稱之為「gal 脫除法」。
04:41
What we do is humanize賦予人性 the tissue組織.
110
266000
2000
我們所做的是將這組織「人類」化。
04:43
It's by gal加侖 stripping剝離 that tissue組織
111
268000
2000
藉由脫除組織上的 gal 基
04:45
we humanize賦予人性 it (Laughter笑聲),
112
270000
2000
我們就使其「人類」化了,
04:47
and then we can put it back
113
272000
2000
然後我們將之放回
04:49
into a patient's耐心 knee膝蓋.
114
274000
3000
到病人的膝蓋內。
04:53
And we've我們已經 doneDONE that. Now we've我們已經 taken採取 pig ligament韌帶 --
115
278000
2000
因為手術的成功,現在我們能用豬的韌帶 —
04:55
young年輕, healthy健康, big tissue組織,
116
280000
2000
年輕、健康、大組織,
04:57
put it into 10 patients耐心 in an FDA-approvedFDA批准 trial審訊 --
117
282000
3000
在一個 FDA 核准的實驗性療法中,將之置入十個病人身上 —
05:00
and then one of our patients耐心 went on to have
118
285000
2000
然後我們其中一位病人獲得了
05:02
three Canadian加拿大 Masters大師 Downhill下坡 championships冠軍 --
119
287000
3000
三項加拿大大師級下坡滑雪競賽大獎 —
05:05
on his "pig-lig豬LIG," as he calls電話 it. So we know it can work.
120
290000
2000
用他的「豬腳」,他自己取的。所以我們知道這方法可行。
05:07
And there's a wide clinical臨床 trial審訊 of this tissue組織 now pending有待.
121
292000
3000
關於這組織療法的擴大臨床試驗計畫正在審查階段。
05:12
So what about the next下一個 step?
122
297000
2000
那麼,下一步是什麼?
05:14
What about getting得到 to a total biologic生物 knee膝蓋 replacement替代,
123
299000
2000
一個完全生物性的膝關節置換聽起來如何?
05:16
not just the parts部分?
124
301000
2000
不只是零部件而已。
05:18
How are we going to revolutionize革命化 artificial人造 joint聯合 replacement替代?
125
303000
3000
我們要如何推動人工關節置換革命?
05:21
Well here's這裡的 how we're going to do it.
126
306000
2000
那麼,我就告訴你我們準備如何下手。
05:23
So what we're going to do is take
127
308000
2000
我們所將要做的是,使用
05:25
an articular關節的 cartilage軟骨
128
310000
2000
從年輕、健康的豬隻身上
05:27
from a young年輕, healthy健康 pig,
129
312000
2000
所取得的關節軟骨,
05:29
strip跳閘 it of its antigens抗原,
130
314000
2000
脫去它的抗原,
05:31
load加載 it with your stem cells細胞,
131
316000
3000
裝載上你的幹細胞,
05:34
then put it back on to that
132
319000
2000
然後把它放回
05:36
arthritic關節炎的 surface表面 in your knee膝蓋,
133
321000
3000
你膝蓋的軟骨表面上,
05:39
tack it on there, have you heal癒合 that surface表面
134
324000
3000
釘在那邊,直到你那邊的軟骨表面癒合為止,
05:42
and then create創建 a new biologic生物 surface表面 for your knee膝蓋.
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327000
3000
然後也就產生了你膝蓋新的生物性表面。
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So that's our biologic生物 approach途徑 right now.
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333000
3000
這就是現在我們的生物性策略。
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We're going to rebuild重建 your knee膝蓋 with the parts部分.
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337000
2000
我們將要用零部件來重新建造你的膝蓋。
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We're going to resurface復出 it with a completely全然 new surface表面.
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339000
3000
我們將重鋪全新的軟骨關節表面。
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But we have other advantages優點 from the animal動物 kingdom王國.
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342000
3000
但是,動物界提供了我們其他的優勢。
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There's a benefit效益 of 400 million百萬 years年份
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行走 40 億年
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of ambulation步行.
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所提供的利基。
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We can harness馬俱 those benefits好處.
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349000
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我們可以利用這些優惠。
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We can use thicker更厚的, younger更年輕, better tissues組織
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我們可以使用比你膝蓋受傷前,
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than you might威力 have injured受傷 in your knee膝蓋,
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更厚,更年輕,更好的組織,
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or that you might威力 have when you're 40, 50 or 60.
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或者比起你 40, 50 或 60 歲時好的組織。
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We can do it as an outpatient門診病人 procedure程序.
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我們可以以門診手術來進行。
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We can strip跳閘 that tissue組織 very economically經濟,
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我們可以非常經濟地脫去組織上的抗原。
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and so this is how we can get biologic生物 knee膝蓋 replacement替代
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這就是我們如何可以讓生物性膝關節置換
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to go global全球.
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拓展到全球的方法。
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And so welcome歡迎 to super biologics生物製劑.
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歡迎來到超級生物工程學。
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It's not hardware硬件.
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不是硬體。
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It's not software軟件.
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不是軟體。
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It's biowareBioWare公司.
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是生物體。
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It's version 2.0 of you.
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是第二代的你。
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And so with that, coming未來 to a --
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最後~
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(Laughter笑聲)
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(笑聲)
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coming未來 to an operating操作 theater劇院 near you soon不久, I believe.
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我相信,很快地就會在你們附近的戲院上映。
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Thank you very much.
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非常謝謝你們。
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(Applause掌聲)
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(掌聲)
Translated by Bill Hsiung
Reviewed by Adrienne Lin

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ABOUT THE SPEAKER
Kevin Stone - Surgeon, inventor
Kevin Stone's clinic treats joint injury using the latest in bio-medicine: reconstructing damaged tissue, even replacing whole joint parts, with lab-grown cartilage and ligament.

Why you should listen

Orthopedic surgeon Kevin Stone knows mobility means more than just where you go -- it's the foundation for a fulfilling daily life. (True whether you're an athlete or not.) His Stone Clinic specializes in "biologic knee replacement": replacing damaged joint parts, not with artificial components, but with lab-grown tissue and parts from human donors. He and team are spearheading new techniques that use animal tissue but avoid the complications associated with animal-to-human transplantations.

Stone has consulted publications such as The Wall Street Journal and Newsweek as a medical expert; he has contributed to TV programs such as ESPN's "Treating Athletes in the New Millennium" and The Discovery Channel.

More profile about the speaker
Kevin Stone | Speaker | TED.com