數百萬美國人患有視力模糊、近視或更嚴重的視力問題。雖然眼鏡和隱形眼鏡對許多人有幫助,但仍有數百萬人轉向 LASIK 等矯正手術來改善視力。但科學家現在正在探索一種完全不同的方法,有一天可以在不使用雷射、切割或手術的情況下重塑眼睛。

來自西方學院和加州大學歐文分校的研究人員開發了一種稱為機電重塑(EMR)的實驗技術。這種方法不是像 LASIK 那樣雕刻組織,而是暫時軟化角膜,以便可以輕輕地將其塑造成新的形狀。

對兔子眼睛的早期測試表明,這項技術有一天可能會提供一種比傳統雷射眼科手術更便宜、侵入性更小的替代方案。

LASIK 如何改變視力?

角膜是位於眼睛前部的透明圓頂形表面。它會彎曲入射光並幫助將影像聚焦在視網膜上。當角膜太陡、太平或形狀不均勻時,視力就會變得模糊。

LASIK 透過使用雷射去除少量角膜組織並永久重塑眼睛來糾正這些問題。儘管這種手術被廣泛使用並且通常被認為是安全的,但它有時會導致併發症,包括乾眼、眩光、眼圈和角膜結構不良。

西方學院化學教授 Michael Hill 表示,LASIK 背後的基本概念仍然是切除組織。

“LASIK 只是一種傳統手術的奇特方式。它仍然是組織雕刻——它只是激光雕刻。”

這種限制激發了研究人員尋找一種無需切口即可重塑角膜的方法。

這項發現是偶然發生的

EMR 背後的想法是在先前涉及軟骨和其他富含膠原蛋白的組織的實驗中意外出現的。

「整個效應是偶然發現的,」加州大學歐文分校教授兼外科醫生布萊恩·黃(Brian Wong)解釋道。 “我將活體組織視為可成型材料,並發現了化學修飾的整個過程。”

全身富含膠原蛋白的組織(包括角膜)透過將結構固定在一起的帶電分子網絡來保持其形狀。由於這些組織含有大量的水,科學家發現施加溫和的電流可以暫時改變組織的酸度或 pH 值。

隨著 pH 值的變化,將組織固定在一起的分子鍵開始鬆動。這使得組織足夠柔韌,可以在短時間內重塑形狀。一旦 pH 值恢復正常,組織就會再次變硬並形成新的形狀。

研究人員先前曾在兔耳軟骨、豬皮膚和疤痕組織上測試 EMR。角膜已成為最有希望的目標之一,因為即使其曲率發生微小變化也可以顯著改善視力。

電眼重塑

為了測試這項技術,該團隊創建了專門的鉑金“隱形眼鏡”,旨在適應所需的角膜曲率。將兔子的眼球放入模擬自然淚液的鹽溶液中,並以鉑水晶體作為電極。

當研究人員施加小電壓時,角膜逐漸變得更軟並符合水晶體的形狀。整個手術大約需要一分鐘,相當於 LASIK 手術本身所需的時間,但無需切割組織或使用昂貴的雷射系統。

研究團隊在 12 隻兔子眼球上測試了該程序。其中十顆經過治療模擬近視矯正,又稱為近視眼。在這些眼睛中,角膜實現了與視力改善相對應的預期聚焦能力。

重要的是,組織內的細胞仍然存活,因為研究人員在治療過程中仔細控制了 pH 值變化。

研究人員也報告了另一種有趣的可能性。在單獨的試驗中,相同的技術已被證明能夠逆轉角膜中某些形式的化學混濁。如今,嚴重的角膜混濁通常需要完整的角膜移植。

為什麼研究者對電子病歷感到興奮?

科學家表示,EMR 技術可以避免與 LASIK 和 PRK 等相關手術相關的一些主要缺點。由於這種方法不會去除角膜組織,因此可以保留更多眼睛的自然結構強度。

使用光學相干斷層掃描(OCT)、共焦顯微鏡和二次諧波顯微鏡的實驗室影像研究也表明,治療後角膜的膠原結構基本上保持完整。研究人員報告稱,在早期試驗中,透明度沒有明顯下降,也沒有明顯的組織損傷。

最近的報告和工程更新不斷改進該技術。科學家現在正在開發先進的極性隱形眼鏡,能夠在治療過程中監測角膜的形狀、潤滑和透明度。研究人員也探討了電子病歷最終是否可以適用於近視以外的情況,包括遠視、散光和一些涉及富含軟骨組織的重建手術。

一些科學家認為,這種方法最終可能會比雷射手術便宜得多,因為它可能不需要大型、複雜的雷射系統。

我們還有很長的路要走

儘管這項技術令人興奮,但研究人員警告說,電磁 X 射線在很大程度上仍處於實驗階段。

到目前為止,這項技術主要是在離體兔子的眼睛上進行測試,而不是在活體動物或人類身上進行測試。下一階段涉及更廣泛的動物研究,以確定重塑的角膜隨時間的穩定性以及治療在活體組織中是否安全。

「我們所做的和診所之間還有很長的路要走,」希爾總結道。 “但如果我們做到了這一點,這項技術將得到廣泛應用,成本更低,而且可能是可逆的。”

研究人員也持續研究該手術糾正不同類型視力問題的準確性以及治療後是否會出現長期副作用。

目前,LASIK 仍然是視力矯正手術的標準選擇。但電子病歷為未來打開了大門,修復視力模糊可能不需要雷射、切割或永久性組織去除。

這項研究由美國國立衛生研究院國家眼科研究所和約翰·斯托弗慈善信託基金資助。


發布日期: 2026-05-28 13:17:00

來源連結: www.sciencedaily.com