Альтернатива LASIK — без лазеров
У миллионов американцев ухудшилось зрение, от нечёткости до полной слепоты. Но не все хотят носить очки или контактные линзы. Поэтому ежегодно сотни тысяч людей проходят коррекцию зрения, включая LASIK — лазерную коррекцию формы роговицы и коррекцию зрения.
Процедура может иметь негативные побочные эффекты , что побудило исследователей отказаться от лазера в LASIK, ремоделируя роговицу, а не разрезая ее, в ходе первоначальных испытаний на тканях животных.
Майкл Хилл, профессор химии в колледже Оксидентал, представил результаты своей команды на осеннем заседании Американского химического общества ( ACS Fall 2025 ), проходившем с 17 по 21 августа.
Роговица человека представляет собой куполообразную, прозрачную структуру, расположенную в передней части глаза. Она преломляет свет из окружающей среды и фокусирует его на сетчатке, откуда он поступает в мозг и интерпретируется как изображение. Однако, если роговица деформирована, она не может правильно фокусировать свет, что приводит к размытому изображению. При LASIK специализированные лазеры меняют форму роговицы, удаляя точные участки ткани.
Эта распространённая процедура считается безопасной, но имеет определённые ограничения и риски, а разрез роговицы нарушает структурную целостность глаза. Хилл объясняет: «LASIK — это всего лишь модный способ традиционной хирургии. Это всё ещё рассечение ткани — просто рассечение лазером».
Но что, если бы можно было изменить форму роговицы без необходимости делать какие-либо разрезы?
Именно это Хилл и его коллега Брайан Вонг исследуют в рамках процесса, известного как электромеханическое преобразование (ЭМИ). «Весь эффект был обнаружен случайно», — объясняет Вонг, профессор и хирург Калифорнийского университета в Ирвайне. «Я рассматривал живые ткани как формуемые материалы и открыл для себя весь этот процесс химической модификации».
В организме форма многих коллагенсодержащих тканей, включая роговицу, удерживается за счёт притяжения противоположно заряженных компонентов. Эти ткани содержат много воды, поэтому приложение к ним электрического потенциала снижает pH ткани, делая её более кислой. Изменение pH ослабляет жёсткие связи внутри ткани и делает её пластичной. Когда исходный pH восстанавливается, ткань фиксируется в новой форме.
Ранее исследователи использовали ЭМИ для изменения формы богатых хрящом ушей кроликов, а также для изменения рубцов и кожи у свиней. Но одной богатой коллагеном тканью, которую они с нетерпением ждали, стала роговица.
В ходе этой работы группа создала специальные платиновые « контактные линзы », которые служили шаблоном для коррекции формы роговицы, а затем поместила каждую линзу на глазное яблоко кролика в солевой раствор, имитирующий естественные слёзы. Платиновая линза служила электродом для точного изменения pH при приложении к линзе небольшого электрического потенциала.
Примерно через минуту кривизна роговицы приняла форму хрусталика — примерно столько же времени занимает операция LASIK, но с меньшим количеством этапов, менее дорогим оборудованием и без разрезов.
Они повторили эту процедуру на 12 отдельных глазных яблоках кроликов, 10 из которых лечили так, как будто у них была миопия (близорукость). Во всех «миопических» глазных яблоках лечение позволило настроить фокусирующую способность глаза, что соответствовало улучшению зрения.
Клетки глазного яблока пережили лечение, поскольку исследователи тщательно контролировали градиент pH. Кроме того, в других экспериментах команда продемонстрировала, что их метод может устранить помутнение роговицы, вызванное химическими веществами, — состояние, которое в настоящее время поддаётся лечению только путём полной пересадки роговицы.
Хотя эта первоначальная работа многообещающа, исследователи подчёркивают, что она находится на самой ранней стадии. Далее, по словам Вонга, предстоит «долгий путь детальных и точных исследований на животных», включая испытания на живом кролике, а не только на его глазном яблоке. Они также планируют определить типы коррекции зрения, возможные с помощью ЭМИ, такие как близорукость, дальнозоркость и астигматизм.
Хотя следующие шаги уже запланированы, неопределённость в научном финансировании группы задержала их реализацию. «Между нашими достижениями и клиническими испытаниями пролегает долгий путь. Но если мы добьёмся этого, эта методика будет широко применима, значительно дешевле и, возможно, даже обратима», — заключает Хилл.