1
00:00:06,669 --> 00:00:10,171
Czy można wyhodować kość
poza ciałem człowieka?

2
00:00:10,171 --> 00:00:12,439
Już niedługo odpowiedź może brzmieć "tak",

3
00:00:12,439 --> 00:00:15,327
ale zanim zrozumiemy, jak to możliwe,

4
00:00:15,327 --> 00:00:19,479
trzeba zobaczyć,
jak kości rosną wewnątrz ciała.

5
00:00:19,479 --> 00:00:24,036
Większość kości powstaje w płodzie
jako miękkie, elastyczne chrząstki.

6
00:00:24,036 --> 00:00:27,914
Komórki formujące zastępują chrząstki
gąbczastą siecią mineralną

7
00:00:27,914 --> 00:00:30,998
zbudowaną z materiałów
takich jak wapń i fosforan.

8
00:00:30,998 --> 00:00:33,315
Struktura staje się mocniejsza,
gdyż osteoblasty,

9
00:00:33,315 --> 00:00:35,782
wyspecjalizowane komórki tworzące kości,

10
00:00:35,782 --> 00:00:39,285
przechowują więcej minerałów,
dając kościom wytrzymałość.

11
00:00:39,285 --> 00:00:41,852
Ponieważ sama struktura
nie powstała z żywych komórek,

12
00:00:41,852 --> 00:00:45,194
sieci naczyń krwionośnych, 
nerwy i inne żywe tkanki

13
00:00:45,194 --> 00:00:47,885
przechodzą przez specjalne
kanaliki i przejścia.

14
00:00:47,885 --> 00:00:49,463
W trakcie rozwoju

15
00:00:49,463 --> 00:00:52,417
legiony osteoblastów wzmacniają szkielet,

16
00:00:52,417 --> 00:00:54,749
który chroni nasze organy,
pozwala nam się ruszać,

17
00:00:54,749 --> 00:00:57,345
produkuje komórki krwi itd.

18
00:00:57,345 --> 00:01:00,328
Sam początkowy proces 
budowy nie wystarczy,

19
00:01:00,328 --> 00:01:03,158
by kości były silne i funkcjonalne.

20
00:01:03,158 --> 00:01:06,734
Jeśli do takich kości dorzucisz mięśnie

21
00:01:06,734 --> 00:01:09,274
i spróbujesz podnieść coś ciężkiego,

22
00:01:09,274 --> 00:01:13,023
kości prawdopodobnie
złamałyby się pod ciężarem.

23
00:01:13,023 --> 00:01:14,823
Zwykle tak się nie dzieje,

24
00:01:14,823 --> 00:01:17,232
bo nasze komórki w kółko się wzmacniają

25
00:01:17,232 --> 00:01:19,824
i budują kości tam, gdzie są potrzebne,

26
00:01:19,824 --> 00:01:23,235
zgodnie z zasadą zwaną Prawem Wolffa.

27
00:01:23,235 --> 00:01:26,284
Materiał kostny jest jednak
ograniczonym zasobem,

28
00:01:26,284 --> 00:01:28,374
a nowe, wzmocnione kości

29
00:01:28,374 --> 00:01:32,545
mogą zostać uformowane,
jeśli jest odpowiednia ilość materiału.

30
00:01:32,545 --> 00:01:35,851
Na szczęście osteoblasty, budowlańcy,

31
00:01:35,851 --> 00:01:40,347
mają odpowiednika,
osteoklasty, czyli śmieciarzy.

32
00:01:40,347 --> 00:01:44,619
Osteoklasty rozbijają niepotrzebne
struktury za pomocą enzymów i kwasów,

33
00:01:44,619 --> 00:01:48,472
aby osteoblasty miały więcej materiałów.

34
00:01:48,472 --> 00:01:52,333
Głównym powodem, dla których astronauci
muszą ciągle ćwiczyć na orbicie,

35
00:01:52,333 --> 00:01:56,847
jest brak odkształcenia kości
w swobodnym spadku.

36
00:01:56,847 --> 00:01:58,907
Prawo Wolffa przewidziało,

37
00:01:58,907 --> 00:02:02,554
że osteoklasty
są aktywniejsze od osteoblastów,

38
00:02:02,554 --> 00:02:06,148
co zmniejsza masę i wytrzymałość kości.

39
00:02:06,148 --> 00:02:09,263
Kiedy kości się łamią,
ciało ma niewiarygodną możliwość

40
00:02:09,263 --> 00:02:13,854
rekonstrukcji uszkodzonej kości,
jakby złamanie nie miało miejsca.

41
00:02:13,854 --> 00:02:16,515
Pewne sytuacje, jak usunięcie nowotworu,

42
00:02:16,515 --> 00:02:18,213
traumatyczne wypadki

43
00:02:18,213 --> 00:02:23,282
i błędy genetyczne przekraczają
naturalne możliwości naprawy.

44
00:02:23,282 --> 00:02:27,490
Historyczne rozwiązania obejmowały
uzupełnienie powstałych dziur metalem,

45
00:02:27,490 --> 00:02:29,088
kośćmi zwierzęcymi

46
00:02:29,088 --> 00:02:31,630
lub kawałkami kości od dawców,

47
00:02:31,630 --> 00:02:35,028
ale żadne z nich nie jest optymalne,
bo mogą powodować infekcje

48
00:02:35,028 --> 00:02:37,633
lub zostać odrzucone
przez system odpornościowy,

49
00:02:37,633 --> 00:02:41,451
przez co nie mogą przejąć
większości funkcji zdrowych kości.

50
00:02:41,451 --> 00:02:46,359
Idealnym wyjściem z sytuacji byłaby kość
powstała z własnych komórek pacjenta,

51
00:02:46,359 --> 00:02:49,710
które zostały dostosowane
do dokładnego kształtu ubytku,

52
00:02:49,710 --> 00:02:53,978
i to właśnie próbują zrobić naukowcy.

53
00:02:53,978 --> 00:02:55,873
Jak to działa?

54
00:02:55,873 --> 00:02:59,863
Najpierw lekarz wyodrębnia komórki
z tkanki tłuszczowej pacjenta

55
00:02:59,863 --> 00:03:05,178
i wykonuje tomografię komputerową,
aby ustalić dokładne wymiary kości.

56
00:03:05,178 --> 00:03:07,603
Następnie modeluje dokładny kształt kości

57
00:03:07,603 --> 00:03:08,918
albo za pomocą drukarek 3D,

58
00:03:08,918 --> 00:03:12,127
albo rzeźbiąc w pozbawionych
komórek kościach krowy.

59
00:03:12,127 --> 00:03:14,803
Z takich kości zostały usunięte komórki,

60
00:03:14,803 --> 00:03:18,219
pozostawiając tylko
gąbczastą tkankę mineralną.

61
00:03:18,219 --> 00:03:21,114
Następnie do tej tkanki
dodajemy komórki pacjenta

62
00:03:21,114 --> 00:03:23,099
i umieszczamy w bioreaktorze,

63
00:03:23,099 --> 00:03:27,876
urządzeniu symulującym 
warunki wnętrza ciała.

64
00:03:27,876 --> 00:03:31,017
Temperatura, wilgotność,
kwasowość i skład odżywczy

65
00:03:31,017 --> 00:03:34,558
- wszystko musi być idealne,
by komórki podzieliły się

66
00:03:34,558 --> 00:03:36,927
na osteoblasty i pozostałe,

67
00:03:36,927 --> 00:03:38,729
skolonizowały tkankę mineralną

68
00:03:38,729 --> 00:03:41,873
i przebudowały ją dzięki żywej tkance.

69
00:03:41,873 --> 00:03:43,645
Ale jednej rzeczy brakuje.

70
00:03:43,645 --> 00:03:45,312
Pamiętasz prawo Wolffa?

71
00:03:45,312 --> 00:03:48,140
Sztuczna kość musi
doświadczyć prawdziwego wysiłku,

72
00:03:48,140 --> 00:03:51,093
gdyż inaczej wyjdzie słaba i krucha,

73
00:03:51,093 --> 00:03:54,655
więc bioreaktor ciągle
pompuje płyn wokół kości,

74
00:03:54,655 --> 00:03:59,496
a ciśnienie każe osteoblastom 
zwiększać gęstość kości.

75
00:03:59,496 --> 00:04:02,113
Połącz wszystko razem i za trzy tygodnie

76
00:04:02,113 --> 00:04:04,990
nowa, żywa kość jest gotowa,
aby opuścić bioreaktor

77
00:04:04,990 --> 00:04:08,018
i trafić do ciała pacjenta.

78
00:04:08,018 --> 00:04:11,580
Chociaż nie jesteśmy pewni,
czy ta metoda zadziała u ludzi,

79
00:04:11,580 --> 00:04:15,462
w laboratorium wyhodowano kości,
które z powodzeniem wszczepiono świniom

80
00:04:15,462 --> 00:04:17,126
i innym zwierzętom,

81
00:04:17,126 --> 00:04:20,655
a próby na ludziach
mogą zacząć się już w 2016 roku.