WEBVTT

00:00:06.669 --> 00:00:10.171
Czy można wyhodować kość
poza ciałem człowieka?

00:00:10.171 --> 00:00:12.439
Już niedługo odpowiedź może brzmieć "tak",

00:00:12.439 --> 00:00:15.327
ale zanim zrozumiemy, jak to możliwe,

00:00:15.327 --> 00:00:19.479
trzeba zobaczyć,
jak kości rosną wewnątrz ciała.

00:00:19.479 --> 00:00:24.036
Większość kości powstaje w płodzie
jako miękkie, elastyczne chrząstki.

00:00:24.036 --> 00:00:27.914
Komórki formujące zastępują chrząstki
gąbczastą siecią mineralną

00:00:27.914 --> 00:00:30.998
zbudowaną z materiałów
takich jak wapń i fosforan.

00:00:30.998 --> 00:00:33.315
Struktura staje się mocniejsza,
gdyż osteoblasty,

00:00:33.315 --> 00:00:35.782
wyspecjalizowane komórki tworzące kości,

00:00:35.782 --> 00:00:39.285
przechowują więcej minerałów,
dając kościom wytrzymałość.

00:00:39.285 --> 00:00:41.852
Ponieważ sama struktura
nie powstała z żywych komórek,

00:00:41.852 --> 00:00:45.194
sieci naczyń krwionośnych, 
nerwy i inne żywe tkanki

00:00:45.194 --> 00:00:47.885
przechodzą przez specjalne
kanaliki i przejścia.

00:00:47.885 --> 00:00:49.463
W trakcie rozwoju

00:00:49.463 --> 00:00:52.417
legiony osteoblastów wzmacniają szkielet,

00:00:52.417 --> 00:00:54.749
który chroni nasze organy,
pozwala nam się ruszać,

00:00:54.749 --> 00:00:57.345
produkuje komórki krwi itd.

00:00:57.345 --> 00:01:00.328
Sam początkowy proces 
budowy nie wystarczy,

00:01:00.328 --> 00:01:03.158
by kości były silne i funkcjonalne.

00:01:03.158 --> 00:01:06.734
Jeśli do takich kości dorzucisz mięśnie

00:01:06.734 --> 00:01:09.274
i spróbujesz podnieść coś ciężkiego,

00:01:09.274 --> 00:01:13.023
kości prawdopodobnie
złamałyby się pod ciężarem.

00:01:13.023 --> 00:01:14.823
Zwykle tak się nie dzieje,

00:01:14.823 --> 00:01:17.232
bo nasze komórki w kółko się wzmacniają

00:01:17.232 --> 00:01:19.824
i budują kości tam, gdzie są potrzebne,

00:01:19.824 --> 00:01:23.235
zgodnie z zasadą zwaną Prawem Wolffa.

00:01:23.235 --> 00:01:26.284
Materiał kostny jest jednak
ograniczonym zasobem,

00:01:26.284 --> 00:01:28.374
a nowe, wzmocnione kości

00:01:28.374 --> 00:01:32.545
mogą zostać uformowane,
jeśli jest odpowiednia ilość materiału.

00:01:32.545 --> 00:01:35.851
Na szczęście osteoblasty, budowlańcy,

00:01:35.851 --> 00:01:40.347
mają odpowiednika,
osteoklasty, czyli śmieciarzy.

00:01:40.347 --> 00:01:44.619
Osteoklasty rozbijają niepotrzebne
struktury za pomocą enzymów i kwasów,

00:01:44.619 --> 00:01:48.472
aby osteoblasty miały więcej materiałów.

00:01:48.472 --> 00:01:52.333
Głównym powodem, dla których astronauci
muszą ciągle ćwiczyć na orbicie,

00:01:52.333 --> 00:01:56.847
jest brak odkształcenia kości
w swobodnym spadku.

00:01:56.847 --> 00:01:58.907
Prawo Wolffa przewidziało,

00:01:58.907 --> 00:02:02.554
że osteoklasty
są aktywniejsze od osteoblastów,

00:02:02.554 --> 00:02:06.148
co zmniejsza masę i wytrzymałość kości.

00:02:06.148 --> 00:02:09.263
Kiedy kości się łamią,
ciało ma niewiarygodną możliwość

00:02:09.263 --> 00:02:13.854
rekonstrukcji uszkodzonej kości,
jakby złamanie nie miało miejsca.

00:02:13.854 --> 00:02:16.515
Pewne sytuacje, jak usunięcie nowotworu,

00:02:16.515 --> 00:02:18.213
traumatyczne wypadki

00:02:18.213 --> 00:02:23.282
i błędy genetyczne przekraczają
naturalne możliwości naprawy.

00:02:23.282 --> 00:02:27.490
Historyczne rozwiązania obejmowały
uzupełnienie powstałych dziur metalem,

00:02:27.490 --> 00:02:29.088
kośćmi zwierzęcymi

00:02:29.088 --> 00:02:31.630
lub kawałkami kości od dawców,

00:02:31.630 --> 00:02:35.028
ale żadne z nich nie jest optymalne,
bo mogą powodować infekcje

00:02:35.028 --> 00:02:37.633
lub zostać odrzucone
przez system odpornościowy,

00:02:37.633 --> 00:02:41.451
przez co nie mogą przejąć
większości funkcji zdrowych kości.

00:02:41.451 --> 00:02:46.359
Idealnym wyjściem z sytuacji byłaby kość
powstała z własnych komórek pacjenta,

00:02:46.359 --> 00:02:49.710
które zostały dostosowane
do dokładnego kształtu ubytku,

00:02:49.710 --> 00:02:53.978
i to właśnie próbują zrobić naukowcy.

00:02:53.978 --> 00:02:55.873
Jak to działa?

00:02:55.873 --> 00:02:59.863
Najpierw lekarz wyodrębnia komórki
z tkanki tłuszczowej pacjenta

00:02:59.863 --> 00:03:05.178
i wykonuje tomografię komputerową,
aby ustalić dokładne wymiary kości.

00:03:05.178 --> 00:03:07.603
Następnie modeluje dokładny kształt kości

00:03:07.603 --> 00:03:08.918
albo za pomocą drukarek 3D,

00:03:08.918 --> 00:03:12.127
albo rzeźbiąc w pozbawionych
komórek kościach krowy.

00:03:12.127 --> 00:03:14.803
Z takich kości zostały usunięte komórki,

00:03:14.803 --> 00:03:18.219
pozostawiając tylko
gąbczastą tkankę mineralną.

00:03:18.219 --> 00:03:21.114
Następnie do tej tkanki
dodajemy komórki pacjenta

00:03:21.114 --> 00:03:23.099
i umieszczamy w bioreaktorze,

00:03:23.099 --> 00:03:27.876
urządzeniu symulującym 
warunki wnętrza ciała.

00:03:27.876 --> 00:03:31.017
Temperatura, wilgotność,
kwasowość i skład odżywczy

00:03:31.017 --> 00:03:34.558
- wszystko musi być idealne,
by komórki podzieliły się

00:03:34.558 --> 00:03:36.927
na osteoblasty i pozostałe,

00:03:36.927 --> 00:03:38.729
skolonizowały tkankę mineralną

00:03:38.729 --> 00:03:41.873
i przebudowały ją dzięki żywej tkance.

00:03:41.873 --> 00:03:43.645
Ale jednej rzeczy brakuje.

00:03:43.645 --> 00:03:45.312
Pamiętasz prawo Wolffa?

00:03:45.312 --> 00:03:48.140
Sztuczna kość musi
doświadczyć prawdziwego wysiłku,

00:03:48.140 --> 00:03:51.093
gdyż inaczej wyjdzie słaba i krucha,

00:03:51.093 --> 00:03:54.655
więc bioreaktor ciągle
pompuje płyn wokół kości,

00:03:54.655 --> 00:03:59.496
a ciśnienie każe osteoblastom 
zwiększać gęstość kości.

00:03:59.496 --> 00:04:02.113
Połącz wszystko razem i za trzy tygodnie

00:04:02.113 --> 00:04:04.990
nowa, żywa kość jest gotowa,
aby opuścić bioreaktor

00:04:04.990 --> 00:04:08.018
i trafić do ciała pacjenta.

00:04:08.018 --> 00:04:11.580
Chociaż nie jesteśmy pewni,
czy ta metoda zadziała u ludzi,

00:04:11.580 --> 00:04:15.462
w laboratorium wyhodowano kości,
które z powodzeniem wszczepiono świniom

00:04:15.462 --> 00:04:17.126
i innym zwierzętom,

00:04:17.126 --> 00:04:20.655
a próby na ludziach
mogą zacząć się już w 2016 roku.