数百万美国人正面临从轻度模糊到严重视力丧失的视力问题。虽然眼镜和隐形眼镜可以矫正许多常见问题，但每年仍有数十万美国人选择接受矫正手术，其中包括LASIK——一种利用激光重塑角膜以改善眼睛聚焦光线方式的手术。如今，研究人员正在探索一种截然不同的方法：不是用激光切除角膜组织，而是测试一种能让角膜暂时变得足够柔韧以便重塑的技术。利用兔眼组织的早期实验表明，该方法有望在约一分钟内矫正视力，无需切口，且所需设备比LASIK简单得多。

角膜形状为何至关重要

角膜是覆盖在眼睛前部的透明穹顶状表面。它通过弯曲入射光线使其聚焦到视网膜上，在视觉中发挥主要作用。视网膜将光线转化为大脑解读为图像的信号。当角膜曲率不正确时，光线可能无法正确聚焦，导致近视等屈光不正。LASIK通过使用专用激光去除极精确量的角膜组织来改变其形状，从而矫正这些问题。该手术广泛使用且通常被认为安全，但仍涉及永久性去除组织，并可能带来副作用和其他风险。西方学院化学教授迈克尔·希尔更直白地指出：“LASIK只是传统手术的一种花哨方式。它仍然是在切割组织——只是用激光切割而已。”这促使研究人员考虑一个截然不同的问题：能否在不切割的情况下重塑角膜？

用电重塑眼睛

希尔和合作者布莱恩·黄正在研究一种称为电机械重塑（EMR）的技术。EMR不是物理去除组织，而是使用小电势暂时改变组织内的化学环境。加州大学欧文分校教授兼外科医生黄解释说：“整个效应是偶然发现的。我当时将活组织视为可塑材料，并发现了整个化学修饰过程。”该方法利用了帮助组织维持形状的化学原理。角膜含有大量胶原蛋白，这是一种结构蛋白，也存在于皮肤、软骨、肌腱等组织中。在富含胶原蛋白的组织中，带电成分相互吸引，帮助结构牢固地保持原位。由于这些组织还含有大量水分，施加电势可以改变其pH值。降低pH值使组织更酸，并暂时削弱一些保持其结构刚性的电吸引力。在那短暂的窗口期内，组织变得更容易重塑。一旦其正常pH值恢复，这些相互作用就会恢复，组织可以保持新的形状。研究人员此前曾使用EMR重塑富含软骨的兔耳，以及修饰猪的疤痕和皮肤。角膜是一个特别引人注目的目标，因为其精确的曲率决定了眼睛聚焦光线的效率。

铂金“隐形眼镜”塑造角膜

在新的实验中，研究人员建造了专门的铂金“隐形眼镜”，旨在作为所需角膜形状的模具。他们将镜片放置在浸入模拟天然泪液的生理盐水溶液中的兔眼球上。由于铂金导电，镜片也充当电极。当施加小电势时，它会在角膜内产生精心控制的pH变化。在大约一分钟内，角膜的曲率就转变为与铂金镜片的形状相匹配。这与LASIK激光部分所需的时间大致相当，但实验性EMR方法无需切口，并可能使用更简单、更便宜的设备。研究人员在12只兔眼球上测试了该方法。其中10只被当作近视眼治疗。在每一个“近视”眼中，EMR都足以改变角膜以达到预期的聚焦力。实际上，如果同样的效果最终能安全地在活眼中重现，这种光学变化有望改善视力。重要的是，治疗眼中的细胞在手术中存活下来。研究人员通过精心控制pH梯度实现了这一点，使化学变化足以重塑角膜而不会造成过度损伤。实验还暗示了另一种可能用途。在单独的测试中，研究人员发现EMR可能能够逆转某些化学原因导致的角膜混浊——这种疾病目前只能通过完整的角膜移植来治疗。如果这一结果在未来研究中得到证实，该技术可能具有超越普通视力矫正的应用。

距离取代LASIK还有很长的路

尽管结果令人鼓舞，但研究人员强调EMR仍处于非常早期的阶段。到目前为止，视力矫正实验是在离体兔眼球上进行的，而不是在活体动物上。下一个主要步骤是黄所描述的“漫长而细致的动物研究长征”，包括在活兔中测试该技术。研究人员还需要确定EMR究竟能矫正哪些类型的屈光不正。这些可能包括近视、远视和散光——一种由角膜或晶状体形状不规则引起的常见疾病。在广泛测试于人类之前，还需要回答许多其他问题，包括重塑随时间的稳定性，以及活眼中是否会出现重复或长期效应。目前，该团队的科学资金不确定性也减缓了进展。希尔总结道：“从我们所做的到临床应用还有很长的路要走。但如果我们成功了，这项技术将广泛适用，成本大大降低，甚至可能可逆。”

本研究由国家卫生研究院国家眼科研究所和约翰·斯托弗慈善信托基金资助。