0:00:06.669,0:00:10.171
Možete li razviti ljudsku kost [br]izvan ljudskog tijela?

0:00:10.171,0:00:12.439
Odgovor uskoro može biti da,

0:00:12.439,0:00:15.327
ali prije nego objasnimo[br]kako je to moguće,

0:00:15.327,0:00:19.479
moramo pogledati [br]kako kosti prirodno rastu unutar tijela.

0:00:19.479,0:00:24.036
Većina kosti započinje kao meka [br]i fleksibilna hrskavica rastućeg fetusa

0:00:24.036,0:00:27.914
Koštane stanice zamjenjuju hrskavicu[br]sa spužvastom mineralnom rešetkom

0:00:27.914,0:00:30.998
napravljenom od elemenata[br]kao što su kalcij i fosfat.

0:00:30.998,0:00:33.315
Rešetka postaje snažnija, [br]kako oteoblasti,

0:00:33.315,0:00:35.782
koji su specijalizirane koštane stanice,

0:00:35.782,0:00:39.285
nanose više minerala [br]i tako osnažuju kosti.

0:00:39.285,0:00:41.852
Iako sama rešetka [br]nije napravljena od živih stanica,

0:00:41.852,0:00:45.194
mreže krvnih žila, živaca [br]i ostalog živog tkiva

0:00:45.194,0:00:47.885
rastu kroz posebne kanale i prolaze.

0:00:47.885,0:00:49.463
I u tijeku razvoja,

0:00:49.463,0:00:52.417
mnoštvo osteoblasta ojačava kostur

0:00:52.417,0:00:54.749
koji štiti naše organe,[br]dopušta nam kretanje,

0:00:54.749,0:00:57.345
proizvodi krvne stanice i više.

0:00:57.345,0:00:59.598
Ali sam ovaj proces izgradnje

0:00:59.598,0:01:03.158
nije dovoljan kako bi kosti bile[br]jake i funkcionalne.

0:01:03.158,0:01:04.774
Ako uzmete ovako izgrađenu kost,

0:01:04.774,0:01:06.733
dodate na nju mišiće,

0:01:06.733,0:01:09.274
i pokušate podići teški uteg,

0:01:09.274,0:01:13.023
kost bi vjerojatno puknula pod pritiskom.

0:01:13.023,0:01:14.823
To nam se inače ne događa

0:01:14.823,0:01:17.232
zbog toga što se naše stanice [br]konstantno osnažuju

0:01:17.232,0:01:19.824
i izgrađuju kost gdje god je istrošena.

0:01:19.824,0:01:22.594
po principu koji nazivamo Wolffov zakon.

0:01:23.235,0:01:26.284
Bilo kako bilo, [br]koštani materijal je ograničen

0:01:26.284,0:01:28.374
a nova, jača kost

0:01:28.374,0:01:32.545
može biti formirana samo ako imamo[br]dovoljno materijala.

0:01:32.545,0:01:35.851
Na sreću, osteoblasti, graditelji,

0:01:35.851,0:01:40.347
imaju duplikat, zvan osteoklasti,[br]reciklatori.

0:01:40.347,0:01:44.619
Osteoklasti kidaju nepotrebne mineralne[br]rešetke koristeći kiseline i enzime

0:01:44.619,0:01:48.472
tako da osteoblasti[br]mogu dodati više materijala.

0:01:48.472,0:01:52.333
Jedan od glavnih razloga zašto [br]astronauti u orbiti moraju vježbati

0:01:52.333,0:01:56.847
je manjak koštanog napora [br]pri slobodnom padu.

0:01:56.847,0:01:58.907
Kako je naznačeno u Wolffovom zakonu,

0:01:58.907,0:02:02.554
to čini osteoklaste aktivnijima [br]od osteoblasta,

0:02:02.554,0:02:06.148
razultirajući u gubitku [br]koštane mase i snage.

0:02:06.148,0:02:09.263
Kada kosti ipak puknu, [br]vaše tijelo ima nevjerojatnu mogućnost

0:02:09.263,0:02:13.854
rekonstrukcije ozlijeđene kosti[br]kao da do loma nikada nije došlo.

0:02:13.854,0:02:16.515
Neki događaji, kao rak,

0:02:16.515,0:02:18.213
traumatične nezgode,

0:02:18.213,0:02:23.282
i genetski nedostatci prekoračuju [br]prirodnu mogućnost obnove tijela.

0:02:23.282,0:02:27.490
Povijesna riješenja uključuju popunjavanje[br]nastalih praznina metalom,

0:02:27.490,0:02:29.088
životinjskim kostima,

0:02:29.088,0:02:31.630
ili komadićima kostiju ljudskih donora,

0:02:31.630,0:02:35.028
ali niti jedno od njih nije optimalno,[br]jer mogu uzrokovati infekcije

0:02:35.028,0:02:37.633
ili mogu biti odbijeni [br]od strane imunoločkog sustava,

0:02:37.633,0:02:41.451
i ne mogu odraditi većinu funkcija [br]zdrave kosti.

0:02:41.451,0:02:46.359
Idealno riješenje bilo bi razviti kost[br]iz stanica pacijenta

0:02:46.359,0:02:49.710
koja je precizno prilagođena [br]obliku praznine,

0:02:49.710,0:02:53.978
a to je točno ono što znanstvenici [br]trenutno pokušavaju napraviti.

0:02:53.978,0:02:55.873
Evo kako to radi.

0:02:55.873,0:02:59.863
Prvo, liječnici izvuku matične stanice iz[br]pacijentova masnog tkiva

0:02:59.863,0:03:05.178
i naprave CT kako bi odredili [br]točne dimenzije praznine u kosti.

0:03:05.178,0:03:07.603
Tada naprave model u obliku praznine,

0:03:07.603,0:03:08.918
ili sa 3D printerima,

0:03:08.918,0:03:12.127
ili obrađujući umjetne kravlje kosti.

0:03:12.127,0:03:14.803
To su kosti kojima su [br]uklonjene sve stanice,

0:03:14.803,0:03:18.219
ostavljajući jedino spužvastu [br]mineralnu rešetku.

0:03:18.219,0:03:21.114
Oni tada dodaju pacijentove matične stanice [br]u tu rešetku

0:03:21.114,0:03:23.099
i stave je u bioreaktor,

0:03:23.099,0:03:27.876
uređaj koji simulira sve uvijete [br]koje imamo unutar tijela.

0:03:27.876,0:03:31.017
Temperatura, vlažnost, kiselost i [br]sastav hranjivih tvari

0:03:31.017,0:03:34.558
moraju biti ispravni kako bi se[br]matične stanice razvile

0:03:34.558,0:03:36.927
u osteoblaste i druge stanice,

0:03:36.927,0:03:38.729
nastanile mineralnu rešetku,

0:03:38.729,0:03:41.873
i oblikovale je sa živim tkivom.

0:03:41.873,0:03:43.645
Ali nedostaje jedna stvar.

0:03:43.645,0:03:45.312
Sjećate se Wollfova zakona?

0:03:45.312,0:03:48.140
Umjetna kost treba osjetit[br]pravi pritisak,

0:03:48.140,0:03:51.093
inače će biti slaba i lomljiva,

0:03:51.093,0:03:54.655
zato bioreaktor konstantno utiskuje[br]fluide oko kosti,

0:03:54.655,0:03:59.496
i pritisak govori osteoblastima [br]da poprave gustoću kosti.

0:03:59.496,0:04:02.113
Stavite ovo sve zajedno,[br]i u roku tri tjedna,

0:04:02.113,0:04:04.990
sada živa kost spremna je[br]izaći iz bioreaktora

0:04:04.990,0:04:08.018
i biti ugrađena u[br]tijelo pacijenta.

0:04:08.018,0:04:11.580
Iako još nije sigurno da će ova [br]metoda biti dobra za ljude,

0:04:11.580,0:04:15.462
kosti uzgojene u laboratoriju već su[br]uspješno ugrađene u svinje

0:04:15.462,0:04:17.126
i u druge životinje,

0:04:17.126,0:04:20.655
a testiranja na ljudima mogu početi[br]već 2016.

0:04:20.770,0:04:23.860
Predavanje: Nina Tandon[br]Naracija: Nina Tandon

0:04:23.860,0:04:25.990
Animacija[br]Giant Animation studio[br]www.giant.ie

0:04:26.259,0:04:30.259
TEDEd [br]Puno predavanje na ed.ted.com