So let me just start with my story. So I tore my knee joint meniscus cartilage playing soccer in college. Then I went on to tear my ACL, the ligament in my knee, and then developed an arthritic knee. And I'm sure that many of you in this audience have that same story, and, by the way, I married a woman who has exactly the same story. So this motivated me to become an orthopedic surgeon and to see if I couldn't focus on solutions for those problems that would keep me playing sports and not limit me. So with that, let me just show you a quick video to get you in the mood of what we're trying to explain.
Giờ tôi sẽ bắt đầu với câu chuyện của chính mình. Tôi đã bị vỡ khớp sụn đầu gối khi đang chơi bóng đá ở trường đại học. Rồi tôi bắt đầu bị rách ACL (dây chằng chữ thập phía trước), 1 dây chằng ở đầu gối mình, và rồi nó biến đổi thành chứng viêm khớp đầu gối. Tôi chắc rằng số đông trong các bạn khán giả gặp phải chuyện tương tự. Nhân tiện đây, tôi kết hôn với 1 phụ nữ gặp phải chuyện y hệt vậy. Và điều đó thúc đẩy tôi trở thành 1 bác sĩ phẫu thuật chỉnh hình và để xem liệu tôi có thể vượt qua những khó khăn khiến tôi không thể chơi thể thao, và hạn chế tôi. Và giờ, hãy để tôi cho bạn xem 1 đoạn phim ngắn để đưa các bạn đến với điều mà chúng tôi đang cố gắng giải thích.
Narrator: We are all aware of the risk of cancer, but there's another disease that's destined to affect even more of us: arthritis. Cancer may kill you, but when you look at the numbers, arthritis ruins more lives. Assuming you live a long life, there's a 50 percent chance you'll develop arthritis. And it's not just aging that causes arthritis. Common injuries can lead to decades of pain, until our joints quite literally grind to a halt. Desperate for a solution, we've turned to engineering to design artificial components to replace our worn-out body parts, but in the midst of the modern buzz around the promises of a bionic body, shouldn't we stop and ask if there's a better, more natural way? Let's consider an alternative path. What if all the replacements our bodies need already exist in nature, or within our own stem cells? This is the field of biologic replacements, where we replace worn-out parts with new, natural ones.
Narrator: Chúng ta đều quan tâm đến các sủ rủi ro của ung thư, nhưng có 1 căn bệnh khác đã được định sẵn sẽ thậm chí ảnh hưởng đến nhiều người hơn, chứng viêm khớp. Ung thư có thể giết bạn, nhưng khi quan sát những con số, chứng viêm khớp còn hành hạ nhiều cuộc đời hơn. Giả sử rằng bạn sống rất lâu, và khoảng 50% cơ hội bạn sẽ bị viêm khớp. Không phải tuổi tác gây ra chứng viêm khớp. Mà các cơn đau thông thường có thể dẫn tới những nỗi đau lớn hơn, khi mà các khớp xương của chúng ta gần như bị mài mòn tới mức khập khiễng. Liều mình cho 1 giải pháp, chúng tôi nhờ tới các kĩ sư để thiết kế những hợp thành nhân tạo nhằm thay thế các phần cơ thể bị thoái hóa. Nhưng ở giữa những điều tốt đẹp xung quanh lời hứa hẹn về 1 cơ thể làm bằng kĩ thuật sinh học, liệu ta có nên dừng lại và tự hỏi, phải chăng sẽ tốt hơn với 1 cách tự nhiên hơn Hãy xét tới 1 con đường khác. Sẽ ra sao nếu những phần cơ thể cần thay thế tồn tại sẵn trong tự nhiên, hay trong chính các tế bào gốc của chúng ta? Đây là lĩnh vực thay thế sinh học, khi mà chúng ta thay thế những bộ phận thoái hóa bởi những thứ mới và tự nhiên.
Kevin Stone: And so, the mission is: how do I treat these things biologically? And let's talk about both what I did for my wife, and what I've done for hundreds of other patients. First thing for my wife, and the most common thing I hear from my patients, particularly in the 40- to 80-year-old age group, 70-year-old age group, is they come in and say, "Hey, Doc, isn't there just a shock absorber you can put in my knee? I'm not ready for joint replacement." And so for her, I put in a human meniscus allograft donor right into that [knee] joint space. And [the allograft] replaces [the missing meniscus]. And then for that unstable ligament, we put in a human donor ligament to stabilize the knee. And then for the damaged arthritis on the surface, we did a stem cell paste graft, which we designed in 1991, to regrow that articular cartilage surface and give it back a smooth surface there. So here's my wife's bad knee on the left, and her just hiking now four months later in Aspen, and doing well. And it works, not just for my wife, but certainly for other patients. The girl on the video, Jen Hudak, just won the Superpipe in Aspen just nine months after having destroyed her knee, as you see in the other image -- and having a paste graft to that knee. And so we can regrow these surfaces biologically.
Kevin Stone: Và mục đích là: làm sao để tôi xử lý những vật này về mặt sinh học? Giờ hãy nói về, những điều tôi đã làm cho vợ mình, và hàng trăm bệnh nhân khác nữa. Thứ đầu tiên cho vợ tôi, 1 thứ phổ biến nhất mà tôi thường thấy ở các bệnh nhân của mình, đặc biệt ở nhóm tuổi từ 40 đến 80, nhóm 70 tuổi, họ đến và nói, "Bác sĩ ạ, liệu ông có thể chỉ đặt bộ phận giảm sốc vào đầu gối tôi không? Tôi chưa sẵn sàng với việc thay khớp xương." Và vì cô ấy, tôi đã cấy ghép 1 mô gồm 2 thành phần khác nhau do 1 người hiến tặng và phần khớp nối đầu gối cô ấy. Và phần mô đó thay thế cho khớp bị thiếu. Đối với phần dây chằng không ổn định đó, chúng tôi đã đặt dây chằng hiến tặng để giúp ổn định đầu gối. Và rồi với phần khớp bị hỏng trên bề mặt đó, chúng tôi đã thực hiện sự ghép mô sao chép tế bào gốc, được thiết kế năm 1991, để nuôi lại bề mặt sụn khớp và trả lại 1 bề mặt nhẵn nhụi ở đó. Đây là đầu gối trái của vợ tôi, và cô ấy vừa mới leo núi 4 tháng trước ở Aspen, 1 cách rất tốt đấy. Nó thực sự hiệu quả, không chỉ với vợ tôi, mà tất nhiên, với các bệnh nhân khác nữa. Cô gái trong video, Jen Hudak, vừa mới giành giải Superpipe ở Aspen chỉ 9 tháng sau khi bị hỏng đầu gối, và bạn có thể thấy ở bức ảnh khác nữa -- cô ấy đã có mô sao chép ở đầu gối đó. Vậy là chúng ta có thể nuôi lại những bề mặt này về mặt sinh học.
So with all this success, why isn't that good enough, you might ask. Well the reason is because there's not enough donor cycles. There's not enough young, healthy people falling off their motorcycle and donating that tissue to us. And the tissue's very expensive. And so that's not going to be a solution that's going to get us global with biologic tissue. But the solution is animal tissue because it's plentiful, it's cheap, you can get it from young, healthy tissues, but the barrier is immunology. And the specific barrier is a specific epitope called the galactosyl, or gal epitope. So if we're going to transplant animal tissues to people, we have to figure out a way to get rid of that epitope.
Với những thành công đó, tại sao chúng không đủ tốt, bạn có thể hỏi vậy. Lý do là, bởi vì không có đủ số vòng hiến tặng. Không có đủ những người trẻ tuổi khỏe mạnh bị ngã xe và rồi hiến tặng mô đó cho chúng tôi. Và những mô này lại rất đắt nữa. Vậy nên đây không phải là giải pháp cho phép chúng ta phát triển mô sinh học. Nhưng giải pháp có thể là mô động vật bởi vì chúng có nhiều, và rẻ nữa. Bạn có thể lấy chúng từ những mô trẻ và khỏe, nhưng rào cản nằm ở sự miễn dịch. Rào cản cụ thể chính là các kháng nguyên gọi là galactosyl, hay kháng nguyên gal. Nếu chúng ta cấy mô động vật vào cơ thể người, thì cần phải tìm ra cách để loại bỏ những kháng nguyên này.
So my story in working with animal tissues starts in 1984. And I started first with cow Achilles tendon, where we would take the cow Achilles tendon, which is type-I collagen, strip it of its antigens by degrading it with an acid and detergent wash and forming it into a regeneration template. We would then take that regeneration template and insert it into the missing meniscus cartilage to regrow that in a patient's knee. We've now done that procedure, and it's been done worldwide in over 4,000 cases, so it's an FDA-approved and worldwide-accepted way to regrow the meniscus. And that's great when I can degrade the tissue. But what happens for your ligament when I need an intact ligament? I can't grind it up in a blender. So in that case, I have to design -- and we designed with Uri Galili and Tom Turek -- an enzyme wash to wash away, or strip, those galactosyl epitopes with a specific enzyme. And we call that a "gal stripping" technique. What we do is humanize the tissue. It's by gal stripping that tissue we humanize it (Laughter), and then we can put it back into a patient's knee. And we've done that. Now we've taken pig ligament -- young, healthy, big tissue, put it into 10 patients in an FDA-approved trial -- and then one of our patients went on to have three Canadian Masters Downhill championships -- on his "pig-lig," as he calls it. So we know it can work. And there's a wide clinical trial of this tissue now pending.
Câu chuyện của tôi khi nghiên cứu các mô động vật này bắt đầu vào năm 1984. Tôi bắt đầu với dây chằng của bò Achilles, nơi chúng tôi có thể lấy chúng, ở dạng keo collagen I, tách nó khỏi các sinh kháng thể bằng cách làm thoái hóa chúng với axit và chấy tẩy rồi tái tạo chúng ở dạng khuôn cải tạo. Sau đó chúng ta lấy chúng rồi gài vào phần sụn bị thiếu để nuôi lại nó ở đầu gối bệnh nhân. Giờ chúng tôi đã hoàn thành thủ tục này, và nó đã được phổ biến toàn cầu với hơn 4000 ca bệnh, và được thông qua bởi FDA như là 1 cách để nuôi lại mô sụn. Thật tuyệt khi tôi có thể làm thoái hóa những mô này. Và điều gì sẽ xảy ra với dầy chằng của tôi khi tôi cần nó nguyên vẹn? Tôi không thể pha trộn nó thêm. Trong trường hợp đó, tôi phải thiết kế -- và chúng tôi đã thiết kế nó với Uri Galili và Tom Turek -- 1 enzim tẩy nhẳm tẩy sạch, hay loại bỏ những kháng nguyên galactosyl với các enzim xác định này. Và chúng tôi gọi nó là kỹ thuật "loại bỏ gal". Điều chúng tôi thực hiện là nhân tính hóa các mô. Bằn cách dùng kỹ thuật "loại bỏ gal" mà chúng tôi nhân tính hóa các mô, rồi đặt chúng trở lại vào đầu gối của bệnh nhân. Và chúng tôi đã hoàn thánh nó. Giờ chúng tôi có thể lấy dây chằng của lợn -- những mô trẻ, to và khỏe, và ghép chúng vào 10 bệnh nhân trong chương trình thử FDA -- rồi 1 trong số họ đã đi lại được và chiến thắng ba giải vô địch Canadian Masters Downhill -- với cái "dây chằng lợn" (pig-lig), anh ấy gọi nó vậy. Và chúng tôi biết nó có thể hoạt động. Và còn có 1 chương trình thử nghiệm mô cho bệnh nhân lớn hơn đang được quyết định.
So what about the next step? What about getting to a total biologic knee replacement, not just the parts? How are we going to revolutionize artificial joint replacement? Well here's how we're going to do it. So what we're going to do is take an articular cartilage from a young, healthy pig, strip it of its antigens, load it with your stem cells, then put it back on to that arthritic surface in your knee, tack it on there, have you heal that surface and then create a new biologic surface for your knee. So that's our biologic approach right now. We're going to rebuild your knee with the parts. We're going to resurface it with a completely new surface.
Thế còn bước tiếp theo là gì? Sẽ ra sao với việc ghép toàn bộ đầu gối bằng kĩ thuật sinh học, chứ không chỉ 1 phần? Làm thế nào chúng tôi có thể cách mạng hóa việc thay thế các khớp nhân tạo? Ồ, chúng tôi đang tiến hành nó đấy. Điều chúng tôi sẽ làm là lấy 1 sụn ở khớp từ 1 con lợn khỏe loại bỏ nó khỏi các kháng nguyên, rồi cấy các tế bào gốc của bạn vào nó, và ghép trả lại vào chỗ bị viêm khớp ở đầu gối bạn, đính nó vào đó, rồi giúp bạn chữa lành nó và tạo ra 1 bề mặt sinh học mới cho đầu gối bạn. Đó chính là phương pháp sinh học của chúng tôi. Chúng tôi còn muốn tái tạo đầu gối bạn với các phần. Chúng tôi sẽ làm lại nó hoàn toàn mới.
But we have other advantages from the animal kingdom. There's a benefit of 400 million years of ambulation. We can harness those benefits. We can use thicker, younger, better tissues than you might have injured in your knee, or that you might have when you're 40, 50 or 60. We can do it as an outpatient procedure. We can strip that tissue very economically, and so this is how we can get biologic knee replacement to go global.
Nhưng chúng tôi còn có được những lợi ích khác từ thế giới động vật. Đó là lợi ích từ 400 triệu năm của việc đi lại, di chuyển. Chúng ta có thể khai thác những lợi ích đó. Chúng ta có thể sử dụng các mô dày hơn, trẻ hơn, và tốt hơn những mô bị thương ở đầu gối bạn, hay khi bạn ở tuổi 40, 50 hay 60. Chúng tôi có thể thực hiện nó như là 1 thủ tục cho bệnh nhân ngoại trú. Chúng tôi có thể loại bỏ các mô 1 cách rất tiết kiệm. Và đó là cách chúng tôi có thể đưa việc thay thế đầu gối về mặt sinh học ra toàn cầu.
And so welcome to super biologics. It's not hardware. It's not software. It's bioware. It's version 2.0 of you. And so with that, coming to a -- (Laughter) coming to an operating theater near you soon, I believe.
Chào mừng công nghệ cao về sinh học. Đó không phải là phần cứng, cũng không phải là phần mềm. Đó là phần sinh học. Đó là phiên bản 2.0 của bạn. Và với nó, tiến tới -- (Tiếng cười) tiến tới 1 rạp hát phẫu thuật gần hơn với bạn, tôi tin chắc vậy.
Thank you very much.
Cảm ơn các bạn rất nhiều.
(Applause)
(Vỗ tay)