創新光化學技術 不用外科手術也能治好近視!

近來,哥倫比亞大學(Columbia University)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》(Nature Photonics)期刊上。

近視問題愈加嚴重,已經成為困擾人類的一大健康問題。由於現代社會中的兒童,在戶外接受光照的時間逐漸減少,預計到2020 年,全球約25 億人將受近視困擾;到2050 年,全世界將近一半的人都將是近視眼

當前手術有局限性

目前,治療近視的一類主要手段是屈光手術,角膜屈光手術是針對角膜曲度和折射能力進行矯正,以求改變近、遠視或散光的問題。

傳統的屈光手術,如放射狀角膜切開術 (radial keratotomy) 或自動式層狀角膜切開術 (automated lamellar keratectomy) 等手術雖有不錯的療效,但因手術結果的不確定度較高且併發症較多,目前較少使用。

除此之外,基於雷射技術的視力矯正手術,例如準分子雷射近視手術與雷射屈光角膜切削術,仍然使用雷射燒蝕技術來磨薄角膜,這樣的手術有可能使角膜變得更脆弱。

新技術 新希望

哥倫比亞大學的Sinisa Vukelic教授團隊,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 使用了一種叫飛秒振盪器(1飛秒=10-15秒)的技術,這種技術可以產生能量極低、振盪頻率極高的雷射,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,透過改變角膜組織的宏觀幾何特徵來修正視力,雷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

光化學過程 療效佳更安全

這個方法的關鍵點在於,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。

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在聲明中表示,「這種療法與目前臨床上的主流飛秒雷射療法完全不同。」

Vukelic計劃在年末啟動臨床試驗,希望儘早將這項創舉應用於臨床醫學。

順帶一提,團隊也試圖用這種方法治療骨關節炎,目前初步試驗結果非常好,有望開啟通往無損修復角質組織的道路。

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