美国化学学会 2025年8月21日
数百万美国人视力受损
数百万美国人患有视力问题，从轻微视力模糊到完全失明不等。虽然眼镜和隐形眼镜是常见的解决方案，但许多人并不愿意依赖它们。因此，每年有数十万人选择矫正眼科手术，最常见的是LASIK——一种旨在重塑角膜并改善视力的激光手术。尽管LASIK被广泛应用，但它有时也会导致不良副作用。为了解决这个问题，研究人员正在尝试无需切割即可重塑角膜的方法，他们在动物组织中的早期测试显示出良好的前景。
西方学院化学教授迈克尔·希尔在美国化学学会（ACS）秋季会议上分享了他的团队的研究成果。
LASIK如何重塑眼部
角膜是位于眼球前部的透明穹顶状组织，它能使光线折射至视网膜。随后，光线信号被传送至大脑，并转化为视觉图像。当角膜形状不规则时，光线无法正确聚焦，从而导致视力模糊。
LASIK通过使用高度专业的激光切除非常薄的角膜组织层，从而改变其形状，从而矫正角膜形状。这种方法通常被认为是安全的，但切开角膜会削弱其结构，并带来一些风险。正如希尔所解释的那样：“LASIK只是传统手术的一种巧妙方法。它仍然是在雕刻组织——只不过是用激光雕刻而已。”
电机械重塑的意外发现
但如果角膜无需任何切口就能重塑，那会怎样呢？
希尔和同事布莱恩·黄正在通过一种名为电机械重塑 (EMR) 的工艺进行探索。“整个效果是偶然发现的，”加州大学欧文分校教授兼外科医生黄解释说。“我当时将活体组织视为可塑材料，发现了整个化学修饰过程。”
在人体中，许多含胶原蛋白的组织（包括角膜）的形状是由带相反电荷的成分相互吸引而固定的。这些组织含有大量水分，因此对其施加电势会降低组织的pH值，使其酸性增强。通过改变pH值，组织内的刚性吸引力会松动，使形状变得可塑。当恢复到原来的pH值时，组织就会锁定在新的形状上。
此前，研究人员曾利用电磁辐射重塑富含软骨的兔耳，并改变猪的疤痕和皮肤。但他们渴望探索的一种富含胶原蛋白的组织是角膜。
铂金隐形眼镜用作电极
在这项研究中，研究团队制作了特制的铂金“隐形眼镜”，为矫正后的角膜形状提供模板，然后将这些隐形眼镜放置在兔子眼球上，眼球浸泡在模拟自然泪液的生理盐水中。当研究人员向隐形眼镜施加微弱的电位时，铂金隐形眼镜充当电极，产生精确的pH值变化。大约一分钟后，角膜曲率便与隐形眼镜的形状相符——这与LASIK手术所需的时间大致相同，但步骤更少、设备更便宜，而且无需切口。
他们在12只兔子眼球上重复了这一装置，其中10只兔子眼球被当作近视眼进行治疗。在所有“近视”眼球中，治疗都调节了眼睛的目标聚焦力，这与视力改善相对应。由于研究人员精心控制了pH梯度，眼球中的细胞得以存活。此外，在其他实验中，该团队证明了他们的技术或许能够逆转某些化学物质引起的角膜混浊——这种疾病目前只能通过完整的角膜移植来治疗。
早期前景及后续步骤
尽管这项初步研究前景光明，但研究人员强调，目前仍处于非常早期的阶段。接下来，正如Wong所说，是“通过详细而精确的动物研究进行的漫长征程”，包括对活体兔子进行测试，而不仅仅是其眼球。他们还计划确定EMR可以矫正哪些类型的视力，例如近视、远视和散光。尽管后续步骤已在计划中，但由于团队科研经费的不确定性，这些步骤被搁置。“从我们目前的研究成果到临床应用还有很长的路要走。但如果我们能够实现，这项技术将具有广泛的应用前景，成本大大降低，甚至可能是可逆的，”Hill总结道。
会议：ACS 2025年秋季
本研究由美国国立卫生研究院下属的国家眼科研究所和约翰·斯托弗慈善信托基金资助。文章连接: https://scitechdaily.com/the-shockingly-simple-vision-breakthrough-that-might-end-lasik/
2025年8月21日 顾震帝整理.