Return to Video

چگونگی پرورش یک استخوان - نینا تاندون

  • 0:07 - 0:10
    آیا میتوانید استخوان یک انسان
    را خارج از بدن او رشد دهید؟
  • 0:10 - 0:12
    شاید پاسخ خیلی زود بله بشود،
  • 0:12 - 0:15
    اما قبل از اینکه بفهمیم که
    چگونه ممکن خواهد بود،
  • 0:15 - 0:19
    نیاز داریم بدانیم استخوان بطور
    طبیعی چگونه در درون بدن رشد میکند.
  • 0:19 - 0:24
    شروع بیشتر استخوانها در جنین در حال رشد
    بصورت غضروف نرم و قابل انعطاف است.
  • 0:24 - 0:28
    سلولهای شکل دهنده استخوان غضروف را
    جایگزین شبکه اسفنجی از مواد معدنی میکند
  • 0:28 - 0:31
    که از عنصرهای کلسیم و فسفات ساخته شده.
  • 0:31 - 0:33
    این شبکه به عنوان
    استئوبلاست سختتر میشود،
  • 0:33 - 0:36
    که سلولهای تخصصی تشکیل دهنده استخواناند،
  • 0:36 - 0:39
    گذاشتن مواد معدنی بیشتر،
    به استخوانهای قدرت بیشتری میدهد
  • 0:39 - 0:42
    در حالی که خود شبکه از
    سلولهای زنده تشکیل نشده،
  • 0:42 - 0:45
    شبکه رگهای خونی، اعصاب و دیگر بافتها
  • 0:45 - 0:48
    از طیق کانال و معابر
    ویژهای صورت میگیرد.
  • 0:48 - 0:49
    و در دوره رشد،
  • 0:49 - 0:52
    سپاهی از استئوبلاستها
    اسکلت بدن را تقویت میکنند
  • 0:52 - 0:55
    که اندامهای ما را حفاظت میکنند
    و به ما اجازه حرکت میدهد،
  • 0:55 - 0:57
    سلولهای خونی را میسازند
    و غیره.
  • 0:57 - 1:00
    اما این فرآیند حیاتی سازننده به تنهایی
  • 1:00 - 1:03
    برای ساختن استخوان قوی توانمند کافی نیست.
  • 1:03 - 1:05
    اگر شما به استخوانی که بدین
    شکل ساخته شده نگاه کنید،
  • 1:05 - 1:07
    ماهیچهها به آن متصلهستند،
  • 1:07 - 1:09
    و تلاش میکند برای بلند کردن یک وزن سنگین
    از این استفاده کند،
  • 1:09 - 1:13
    و احتمالا استخوان تحت فشار
    این ضربه میبیند.
  • 1:13 - 1:15
    معمولا این برای ما اتفاق نمیافتد
  • 1:15 - 1:17
    زیرا سلولهای ما بطور
    مدام آن را تقویت میکنند
  • 1:17 - 1:20
    و در هرکجا استخوانها استفاده شوند
    آنها را میسازند،
  • 1:20 - 1:23
    یک اصل هست که ما به
    عنوان قانون ولف میشناسیم.
  • 1:23 - 1:26
    با این حال، مواد استخوان
    منابع محدودی دارد
  • 1:26 - 1:28
    و این تقویت کننده استخوان
  • 1:28 - 1:33
    تنها در حالتی میتواند شکل گیرد
    که مواد کافی وجود داشته باشد.
  • 1:33 - 1:36
    خوشبختانه، استئوبلاست، سازندههایی هستند
  • 1:36 - 1:40
    یک همتا به نام استئوکلاست
    دارند که بازیافت کننده میباشند.
  • 1:40 - 1:45
    استنوکلاست شبکههای معدنی زائد
    با استفاده از اسید و آنزیم را میشکند
  • 1:45 - 1:48
    که استوبلاستها میتوانند مواد معدنی
    بیشتری به شبکهها اضافه کند.
  • 1:48 - 1:52
    یکی از دلایل اصلی که فضانوردان
    باید به طور مداوم در مدار ورزش کنند
  • 1:52 - 1:57
    عدم فشاراسکلتی در سقوط آزاد است.
  • 1:57 - 1:59
    همانطور که قانون ولف بینی کرده
  • 1:59 - 2:03
    این باعث می شود استئوکلاستها فعال تر
    از استئوبلاستها شوند،
  • 2:03 - 2:06
    نتیجه آن از دست دادن
    توده استخوانی و استحکام استخوانها میشود.
  • 2:06 - 2:09
    هنگامی که استخوان میشکند،
    بدن شما توانایی شگفت انگیزی
  • 2:09 - 2:14
    برای بازسازی استخوان آسیب دیده دارد
    مثل اینکه هرگز استخوان شما شکسته نشده.
  • 2:14 - 2:17
    شرایط خاصی، مانند برداشت
    بخش سرطانی استخوان،
  • 2:17 - 2:18
    حوادث پس از سانحه،
  • 2:18 - 2:23
    و نقایص ژنتیکی از توانایی
    طبیعی بدن برای بازسازی فراتر هستند.
  • 2:23 - 2:27
    راه حل های قدیمی مانند
    پر کردن سوراخ ایجاد شده با فلز،
  • 2:27 - 2:29
    یا استخوان حیوانات،
  • 2:29 - 2:32
    و یا جایگزین کردن تکههای استخوان
    از اهدا کنندگان انسانی هستند،
  • 2:32 - 2:35
    اما هیچ یک از اینها مطلوب نیستند
    زیرا میتواند باعث عفونت شوند
  • 2:35 - 2:38
    و یا توسط سیستم ایمنی بدن پس زده شوند،
  • 2:38 - 2:41
    و نمیتوانند بیشترین استفاده را از
    استخوانهای سالم داشته باشند.
  • 2:41 - 2:46
    یک راه حل ایدهآل رشد استخون
    از سلولهای خود بیمار هست
  • 2:46 - 2:50
    که به شکل دقیقی برای پر کردن
    سوراخی که ایجاد شده رشد داده شود،
  • 2:50 - 2:54
    و این دقیقا کاری است که دانشمندان
    در حال حاضرتلاش میکنندانجام دهند.
  • 2:54 - 2:56
    نحوه کار این است.
  • 2:56 - 3:00
    ابتدا، دکتر سلولهای بنیادی را
    از بافتهای بیمار بر میدارند
  • 3:00 - 3:05
    و برای تعیین دقیق ابعاد استخوان
    از دست داده شده سی تی اسکن میکنند.
  • 3:05 - 3:08
    سپس سوراخ ایجاد شده در استخوان را
    دقیقا مدل سازی میکنند،
  • 3:08 - 3:09
    یا با پرینتر سه بعدی،
  • 3:09 - 3:12
    یا کندکاری برروی استخوان گاوی میکنند که دی سلولارزید
    شدهاند (پوسته سطح سلول کشته شده) .
  • 3:12 - 3:15
    اینها استخوانهایی هستند
    که سلولهایشان تمام خالی شدهاند،
  • 3:15 - 3:18
    تنها شبکههای معدنی اسفنج مانند
    باقی ماندهاند.
  • 3:18 - 3:21
    آنها سپس سلولهای بنیادی بیمار
    را به شبکه اضافه میکنند
  • 3:21 - 3:23
    و آن را در بیورآکتورهای قرار میدهند،
  • 3:23 - 3:28
    و این دستگاه تمامی شرایط
    داخل بدن را ایجاد میکند.
  • 3:28 - 3:31
    گرما، رطوبت، اسیدیتی و ترکیبهای غذایی
  • 3:31 - 3:35
    مورد نیاز برای اینکه سلول بنیادی به
    سلولهای استئوبلاستها و سلولهای دیگر
  • 3:35 - 3:37
    مشتق شوند را فراهم میکند،
  • 3:37 - 3:39
    و شبکه مواد معدنی را زیاد میکند،
  • 3:39 - 3:42
    و با سلولهای زنده
    دوباره مدل سازی میکند.
  • 3:42 - 3:44
    اما یک چیز اینجا کم هست.
  • 3:44 - 3:45
    قانون ولف را به خاطر بیاورید؟
  • 3:45 - 3:48
    یک استخوان مصنوعی نیاز دارد
    که فشار واقعی را تجربه کند،
  • 3:48 - 3:51
    یا در غیر اینطورت ضعیف
    و شکننده خواهد بود،
  • 3:51 - 3:55
    خُب بیورآکتور بطور مداوم
    مایعات را در اطراف استخوان پمپ میکند،
  • 3:55 - 3:59
    و برای اضافه کردن تراکم استخوان
    فشاربر روی استئوبلاست میاورد.
  • 3:59 - 4:02
    قرار دادن همه اینها در کنار هم،
    و در طی سه هفته،
  • 4:02 - 4:05
    استخوان زنده آماده است
    تا به بیرون بیورآکتور برود
  • 4:05 - 4:08
    و در بدن بیمار کاشته شود.
  • 4:08 - 4:12
    در حالی که هنوز مشخص نیست این روش
    برای انسان کار کند یا نه،
  • 4:12 - 4:15
    استخوان رشد یافته در آزمایشگاه با
    موفقیت در خوک
  • 4:15 - 4:17
    و دیگر حیوانات کاشته شده،
  • 4:17 - 4:21
    وممکن هست که آزمایشات
    روی انسان از سال ۲۰۱۶ شروع شود.
Title:
چگونگی پرورش یک استخوان - نینا تاندون
Description:

آیا می‎توانید استخوان انسان را در خارج از بدن انسان رشد دهید؟ به زودی ممکن هست که پاسخ مثبت باشد. نینا تاندون چگونگی رشد استخوان بطورطبیعی در بدن را کنکاش می‎کند، و روشن می‌کند که چگونه دانشمندان امیدوارند تا این فرآیند در یک آزمایشگاه تکرار کنند.

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:37

Persian subtitles

Revisions