Забудьте о LASIK: более безопасная и дешевая коррекция зрения без лазеров и хирургии

Миллионы американцев живут с нечетким зрением, близиозоркостью или более серьёзными проблемами зрения. Очки и контактные линзы помогают многим, но миллионы обратились к коррекционным процедурам, таким как LASIK, чтобы повысить остроту зрения. Ученые однако исследуют совершенно иной подход, который однажды сможет изменить форму глаза без лазеров, разрезов или инвазивной хирургии.

Исследователи из Occidental College и Университета Калифорнии в Ирвайне разрабатывают экспериментальную технику, называемую электромеханическим переформированием (electromechanical reshaping, EMR). Вместо того чтобы вырезать ткань, как при LASIK, метод временно размягчает роговицу, чтобы её можно было деликатно придать новой форме.

Ранние испытания на кроличьих глазах показывают, что технология однажды может стать более дешёвой и менее инвазивной альтернативой традиционной лазерной коррекции зрения.

Роговица — это прозрачная куполообразная поверхность на передней части глаза. Она преломляет входящий свет и помогает фокусировать изображения на сетчатке. Когда роговица слишком крутая, слишком плоская или имеет неравномерную форму, зрение становится размытым.

LASIK корректирует эти проблемы, используя лазеры для удаления небольших участков роговичной ткани и постоянного изменения формы глаза. Хотя процедура широко применяется и считается в целом безопасной, она иногда может приводить к осложнениям, включая сухость глаз, блики, ореолы и ослабление структуры роговицы.

Майкл Хилл, профессор химии в Occidental College, говорит, что основная концепция LASIK по сути сводится к удалению ткани.

«LASIK — это просто причудливый способ выполнения традиционной хирургии. Это по-прежнему вырезание ткани — просто вырезание лазером».

Это ограничение побудило исследователей искать способ изменить форму роговицы без каких-либо разрезов.

Открытие, которое произошло случайно

Идея EMR возникла неожиданно во время ранних экспериментов с хрящевой и другими коллагенсодержащими тканями.

«Весь эффект был обнаружен случайно», — объясняет Брайан Вонг, профессор и хирург в Университете Калифорнии в Ирвайне. «Я изучал живые ткани как формуемые материалы и обнаружил этот процесс химической модификации».

Коллагенсодержащие ткани по всему телу, включая роговицу, сохраняют форму благодаря сетям заряженных молекул, которые удерживают структуру. Поскольку эти ткани содержат много воды, учёные обнаружили, что применение слабого электрического тока может временно изменить кислотность ткани, то есть её pH.

Когда pH смещается, молекулярные связи, делающие ткань жёсткой, начинают ослабевать. Это делает ткань достаточно гибкой, чтобы изменить форму. После возврата pH к норме ткань снова затвердевает и фиксируется в новой форме.

Ранее исследователи испытывали EMR на хряще уха кроликов, свиной коже и рубцовой ткани. Роговица стала одной из самых многообещающих целей, потому что даже небольшие изменения её кривизны могут существенно улучшить зрение.

Чтобы испытать технику, команда создала специализированные платиновые «контактные линзы», сформированные в соответствии с желаемой кривизной роговицы. Кроличьи глазные яблоки помещали в солевой раствор, имитирующий естественные слёзы, а платиновая линза служила электродом.

Когда исследователи подавали небольшое электрическое напряжение, роговица постепенно размягчалась и повторяла форму линзы. Весь процесс занимал примерно одну минуту, что сопоставимо со временем самой процедуры LASIK, но без разрезания ткани или использования дорогих лазерных систем.

Команда протестировала процедуру на 12 кроличьих глазных яблоках. Десять глаз лечили так, как будто корректировали миопию, также известную как близорукость. В этих глазах роговицы успешно достигли желаемой фокусирующей силы, что соответствовало бы улучшению зрения.

Важно, что клетки ткани оставались живыми, поскольку исследователи тщательно контролировали изменения pH во время лечения.

Исследователи также сообщили о ещё одной интригующей возможности. В отдельных экспериментах тот же метод, по-видимому, был способен обратить некоторые виды химической помутнённости роговицы. В настоящее время при тяжёлой помутнённости роговицы часто требуется полная трансплантация роговицы.

Почему учёные воодушевлены EMR

Учёные считают, что EMR потенциально может избежать некоторых основных недостатков, связанных с LASIK и родственными процедурами, такими как PRK. Поскольку метод не удаляет роговичную ткань, он может сохранить большую часть естественной структурной прочности глаза.

Лабораторные исследования визуализации с использованием оптической когерентной томографии (OCT), конфокальной микроскопии и микроскопии второго гармонического поколения также свидетельствовали о том, что коллагеновая структура роговицы в основном оставалась нетронутой после лечения. В отчётах об исследованиях не сообщалось о значительной потере прозрачности или очевидном повреждении ткани на ранних этапах экспериментов.

Более свежие отчёты и инженерные обновления продолжили совершенствовать технологию. Учёные сейчас разрабатывают продвинутые электродные контактные линзы, способные отслеживать форму роговицы, её гидратацию и прозрачность во время лечения. Исследователи также изучали, можно ли в будущем адаптировать EMR для состояний помимо близорукости, включая дальнозоркость, астигматизм и некоторые реконструктивные процедуры, затрагивающие ткани с высоким содержанием хряща.

Некоторые учёные полагают, что подход в конечном счёте может стать гораздо дешевле лазерной хирургии, поскольку ему, возможно, не потребуются большие сложные лазерные системы.

Несмотря на воодушевление вокруг технологии, исследователи предупреждают, что EMR остаётся высокоэкспериментальным.

Пока техника в основном испытывалась на изолированных кроличьих глазах, а не на живых животных или людях. Следующий этап включает более масштабные животные исследования, чтобы определить, насколько стабильно остаётся изменённая роговица со временем и безопасна ли процедура в живых тканях.

«Между тем, что мы сделали, и клиникой — долгий путь», — заключает Хилл. «Но если мы доберёмся до этого, техника будет широко применима, существенно дешевле и потенциально даже обратима».

Исследователи также продолжают изучать, насколько точно процедура может корректировать разные типы нарушений зрения и могут ли со временем возникнуть долгосрочные побочные эффекты после лечения.

Пока что LASIK остаётся стандартным вариантом хирургической коррекции зрения. Но EMR открыло дверь в будущее, где исправление нечеткого зрения может больше не требовать лазеров, разрезов или постоянного удаления ткани.

Исследование финансировалось Национальным институтом глаз Национальных институтов здравоохранения и благотворительным фондом Джона Стауффера.