0:00:05.869,0:00:09.741 Можно ли вырастить кость [br]вне человеческого тела?[br] 0:00:09.741,0:00:11.929 Скоро мы сможем дать[br]положительный ответ, 0:00:11.929,0:00:15.057 но прежде чем мы поймём,[br]как это возможно, 0:00:15.057,0:00:19.139 посмотрим, как кости растут[br]внутри тела. 0:00:19.139,0:00:23.786 У эмбриона большинство костей вначале[br]являются мягкими, гибкими хрящами. 0:00:23.786,0:00:27.654 Костеобразующие клетки[br]заменяют хрящевую ткань губчатой, 0:00:27.654,0:00:30.688 насыщенной минералами сеткой,[br]состоящей из кальция и фосфатов. 0:00:30.688,0:00:33.625 Эта сетка становится твёрже,[br]по мере того как остеобласты, 0:00:33.625,0:00:35.612 специальные костеобразующие клетки, 0:00:35.612,0:00:38.915 откладывают больше минералов,[br]придавая костям прочность. 0:00:38.915,0:00:41.852 Сама сетка не состоит из живых клеток, 0:00:41.852,0:00:44.684 но по специальным каналам[br]и отверстиям в ней растут сети 0:00:44.684,0:00:47.355 кровеносных сосудов, нервов[br]и других живых тканей. 0:00:47.355,0:00:49.383 И по мере развития организма 0:00:49.383,0:00:52.257 огромное количество остеобластов[br]усиливают скелет, 0:00:52.257,0:00:54.959 который защищает наши органы,[br]позволяет нам двигаться, 0:00:54.959,0:00:57.175 вырабатывает кровяные клетки [br]и не только. 0:00:57.175,0:00:59.538 Но первоначального процесса построения[br] 0:00:59.538,0:01:02.698 недостаточно, чтобы сделать кости[br]сильными и функциональными. 0:01:02.698,0:01:04.774 Если взять выстроенную[br]таким образом кость, 0:01:04.774,0:01:06.613 прикрепить к ней мускулы 0:01:06.613,0:01:09.034 и попытаться поднять[br]с её помощью большой вес, 0:01:09.034,0:01:12.563 кость, скорее всего,[br]сломается под нагрузкой. 0:01:12.563,0:01:14.683 С нами этого, как правило,[br]не происходит, 0:01:14.683,0:01:17.122 потому что наши клетки[br]постоянно усиливают 0:01:17.122,0:01:19.534 и надстраивают кости[br]по мере их использования. 0:01:19.534,0:01:23.095 Этот принцип называется[br]законом Вольффа. 0:01:23.095,0:01:26.194 Однако костные ткани —[br]ограниченный ресурс, 0:01:26.194,0:01:28.374 и эта новая, усиливающая кость 0:01:28.374,0:01:32.035 может быть надстроена, только если[br]на неё хватает материалов. 0:01:32.035,0:01:35.691 К счастью, помимо[br]остеобластов, строителей, 0:01:35.691,0:01:39.987 у нас есть и остеокласты, переработчики. 0:01:39.987,0:01:44.299 Остеокласты кислотами и энзимами[br]расщепляют ненужную минеральную ткань, 0:01:44.299,0:01:47.942 чтобы остеобласты могли впоследствии[br]использовать этот материал. 0:01:47.942,0:01:52.333 Одна из основных причин, почему астронавты[br]должны постоянно упражняться на орбите, — 0:01:52.333,0:01:56.477 это недостаток нагрузки на скелет[br]в отсутствии гравитации. 0:01:56.477,0:01:58.747 Согласно закону Вольффа, 0:01:58.747,0:02:02.284 в таких условиях остеокласты[br]активнее остеобластов, 0:02:02.284,0:02:05.808 что приводит к потере[br]прочности и костной массы. 0:02:05.808,0:02:09.263 Когда кости всё же ломаются,[br]у вашего тела есть чудесная способность 0:02:09.263,0:02:13.664 восстановить повреждённую кость так,[br]будто перелома никогда и не было. 0:02:13.664,0:02:16.515 Иногда, к примеру, после[br]удаления раковых опухолей, 0:02:16.515,0:02:17.753 после травм 0:02:17.753,0:02:22.982 или из-за генетических дефектов,[br]тело не справляется с восстановлением. 0:02:22.982,0:02:27.490 Нам известны различные способы решения[br]этой проблемы: замена кости металлом, 0:02:27.490,0:02:28.648 костями животных 0:02:28.648,0:02:31.350 или частями костей от людей-доноров, 0:02:31.350,0:02:33.558 но всё это может привести к инфекции 0:02:33.558,0:02:37.353 или вызвать отторжение[br]у иммунной системы, 0:02:37.353,0:02:41.251 и такие протезы не могут выполнять[br]большинство функций здоровых костей. 0:02:41.251,0:02:46.269 Идеальным решением будет вырастить кость[br]из собственных клеток пациента 0:02:46.269,0:02:49.430 и точно подогнать её по форме[br]под отсутствующую часть кости. 0:02:49.430,0:02:52.978 Именно это и пытаются сделать[br]учёные в данный момент. 0:02:54.078,0:02:55.703 Вот как это работает. 0:02:55.703,0:02:59.773 Сначала врачи извлекают стволовые клетки[br]из жировой ткани пациента 0:02:59.773,0:03:05.008 и делают КТ-сканирование, чтобы определить[br]точные размеры отсутствующей кости. 0:03:05.008,0:03:07.483 Затем моделируют точную форму кости: 0:03:07.483,0:03:08.918 либо с помощью 3D-принтера, 0:03:08.918,0:03:11.687 либо вырезают из децеллюляризованной[br]коровьей кости. 0:03:11.687,0:03:14.803 Это кости, из которых[br]убрали все живые клетки, 0:03:14.803,0:03:17.779 оставив лишь губчатую[br]минеральную сетку. 0:03:17.779,0:03:20.994 Затем в минеральную сетку добавляют[br]стволовые клетки пациента[br] 0:03:20.994,0:03:22.889 и помещают её в биореактор — 0:03:22.889,0:03:27.226 устройство, имитирующее все условия,[br]имеющиеся внутри организма. 0:03:27.606,0:03:31.017 Температура, влажность, кислотность[br]и состав питательных веществ 0:03:31.017,0:03:34.228 должны быть идеальными,[br]чтобы стволовые клетки превратились 0:03:34.228,0:03:36.637 в остеобласты и другие клетки, 0:03:36.637,0:03:38.729 заселили минеральную сетку 0:03:38.729,0:03:41.593 и перестроили её в живую ткань. 0:03:41.593,0:03:43.425 Но кое-чего здесь не хватает. 0:03:43.425,0:03:45.102 Помните закон Волльфа? 0:03:45.102,0:03:48.140 Искусственная кость должна[br]испытывать реальную нагрузку, 0:03:48.140,0:03:50.863 иначе она получится слабой и хрупкой, 0:03:50.863,0:03:54.505 поэтому биореактор постоянно качает[br]жидкость вокруг кости, 0:03:54.505,0:03:59.196 и давление велит остеобластам[br]наращивать плотность кости. 0:03:59.196,0:04:01.913 Сложите всё это вместе —[br]и в течение трёх недель 0:04:01.913,0:04:04.790 живая кость готова[br]к выходу из биореактора 0:04:04.790,0:04:07.848 и имплантации в тело пациента. 0:04:07.848,0:04:11.330 Пока точно не известно, будет ли[br]этот метод работать для людей. 0:04:11.330,0:04:15.182 Выращенные в лаборатории кости уже были[br]успешно имплантированы свиньям 0:04:15.182,0:04:16.637 и другим животным, 0:04:16.637,0:04:21.147 а испытания на человеке могут[br]начаться уже в 2016 году.