無需做手術也能治好近視

飛秒鐳射近視手術雖然立竿見影,但其潛在的風險令一些患者望而卻步。近來,哥倫比亞大學的科學家提出一種基於光化學原理的方法,可以在不做外科手術的情況下矯正近視患者的視力。其臨床實驗計劃將於年末開展。相關研究發表在《自然-光子學》期刊上。

接受治療前後的角膜形態(左),以及模擬的視覺效果變化(右)。(圖源:自然-光子學)

接受治療前後的角膜形態(左),以及模擬的視覺效果變化(右)。(圖源:自然-光子學)

目前,治療近視的一類主要手段是屈光手術。屈光手術能立竿見影且效果持久,但它也具有較高的風險。作為一種侵入式外科手術,它可能會受一些手術之外的不穩定因素影響。在罕見個例中,患者在術後出現了永久失明的現象。除此之外,基於鐳射技術的視力矯正手術,例如準分子鐳射原位角膜磨鑲術(LASIK)與準分子角膜切削術(PRK),仍然使用鐳射燒蝕技術來磨薄角膜,從而達到治療目的。這樣的手術有可能使角膜變得更脆弱。

在最新的《自然-光子學》(Nature Photonics)上,哥倫比亞大學的Sinisa Vukelic 開發出了一種非侵入性的方法來永久矯正近視患者的視力,這種方法在臨床前模型中表現出巨大的潛力。

Vukelic使用了一種叫飛秒震盪器(1飛秒 = 10^-15秒)的技術,這種技術可以產生能量極低、振盪頻率極高的鐳射,用來選擇性地改變角膜組織局部的生化和生物力學性質。Vukelic開發的這種方法通過改變角膜組織的宏觀幾何特徵來修正視力,鐳射在焦點區域產生低密度等離子體,但其能量不足以破壞治療區域的組織。因此,患者不需要外科手術,與角膜手術相比副作用和局限性也更小。例如,天生角膜較薄、乾眼症和其他眼部疾病的患者都不能接受角膜手術。這項研究有望完全治癒近視、遠視、散光等眼部疾病。

“在多照片成像中我們可以觀測到低密度等離子體,它通常被看作一種不希望存在的副作用,”Vukelic說,“我們現在將這種副作用變成提高角質組織力學性能的一種新方法。”

Vukelic提出的方法的關鍵點在於,低密度等離子體的引入會導致角膜中水分子的電離。電離過程會產生活性氧簇(一種不穩定的分子,很容易與細胞內其他分子發生化學反應),它們與角質蛋白發生反應,形成化學鍵或化學交聯。

當Vukelic將這種方法應用於角膜時,引入的化學交聯在目標處會改變角膜組織的性質,最終導致整個角膜宏觀結構的變化。這種療法的原理是將角膜內的目標分子電離,從而避免了對角膜組織的光學損傷。由於這是一個光化學過程,所以它不會造成組織紊亂,而且療效可以一直保持。

“如果我們謹慎地調整這些變化,就可以改變角膜的曲率,從而改變眼睛的屈光力,”Vukelic說,“這種療法與目前臨床上的主流飛秒鐳射療法完全不同,後者主要依賴對目標組織的光學擊穿以及隨後形成的氣泡。”

“屈光手術已經發展了若干年,雖然它現在已經成為一項成熟的技術,近視治療領域仍然一直在尋找一種更為簡便、侵入性更低的替代方案,” 沒有參與這項研究的哥倫比亞大學醫學中心副教授Leejee H.Suh說,“Vukelic提出的革新性療法非常有前景。這很有可能是近視治療領域的一大突破,從而治癒更多的近視患者。”

“尤其令人激動的一點是,我們的方法不僅限於眼部治療,它也可以用於其他富含角質的組織,”Vukelic補充道,“我們目前一直在和Gerard Ateshian 教授的實驗室合作,試圖用這種方法治療骨關節炎。目前初步試驗結果非常好。我們認為這種非侵入性的療法非常有潛力,它開啟了通往無損修復角質組織的道路。”◆

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