Die elektromechanische Umgestaltung könnte eine sanftere Alternative zu Lasik sein
Millionen von Amerikanern haben die Vision verändert und reichen von Unschärfe bis hin zu Blindheit. Aber nicht jeder möchte verschreibungspflichtige Brillen oder Kontaktlinsen tragen. Dementsprechend werden jedes Jahr Hunderttausende von Menschen einer Korrektur einer Augenoperation unterzogen, einschließlich LASIK – eine laserunterstützte Operation, die die Hornhaut formuliert und das Sehen korrigiert. Das Verfahren kann zu negativen Nebenwirkungen führen und die Forscher dazu veranlassen, den Laser aus LASIK zu nehmen, indem er die Hornhaut umgestaltet, anstatt ihn in anfänglichen tierischen Gewebetests zu schneiden.
Michael Hill, Professor für Chemie am Occidental College, wird die Ergebnisse seines Teams beim Herbsttreffen der American Chemical Society (ACS) präsentieren. ACS Herbst 2025 findet vom 17. bis 21. August statt; Es verfügt über etwa 9.000 Präsentationen zu einer Reihe von wissenschaftlichen Themen.
Menschliche Hornhäute sind kuppelförmige, klare Strukturen, die vor dem Auge sitzen, Licht aus der Umgebung beugen und auf die Netzhaut fokussieren, wo es an das Gehirn geschickt und als Bild interpretiert wird. Aber wenn die Hornhaut falsch ist, konzentriert sie sich nicht richtig auf Licht, was zu einem verschwommenen Bild führt. Mit LASIK verändern spezielle Laser die Hornhaut, indem sie präzise Abschnitte des Gewebes entfernen. Dieses gemeinsame Verfahren wird als sicher angesehen, hat jedoch einige Einschränkungen und Risiken, und das Schneiden der Hornhaut beeinträchtigt die strukturelle Integrität des Auges. Hill erklärt, dass „Lasik nur eine ausgefallene Möglichkeit für traditionelle Operationen ist. Es ist immer noch ein Schnitzgewebe – es schnitzt nur mit einem Laser.“
Aber was ist, wenn die Hornhaut umgestaltet werden könnte, ohne dass es nach Einschnitten benötigt wird?
Dies ist, was Hill und Mitarbeiter Brian Wong durch einen Prozess untersuchen, der als elektromechanische Umgestaltung (EMR) bekannt ist. „Der gesamte Effekt wurde zufällig entdeckt“, erklärt Wong, Professor und Chirurg an der University of California, Irvine. „Ich habe lebende Gewebe als Formmaterial angesehen und diesen gesamten Prozess der chemischen Modifikation entdeckt.“
Im Körper werden die Formen vieler kollagenhaltiger Gewebe, einschließlich Hornhäute, durch Attraktionen entsprechend aufgeladener Komponenten an Ort und Stelle gehalten. Diese Gewebe enthalten viel Wasser, sodass das Auftragen eines elektrischen Potentials auf sie den pH -Wert des Gewebes senkt, was es saurer macht. Durch die Änderung des pH -Werts werden die starren Attraktionen im Gewebe gelockert und machen die Form formbar. Wenn der ursprüngliche pH wiederhergestellt wird, ist das Gewebe in die neue Form eingeschlossen.
Zuvor verwendeten die Forscher EMR, um knorpelreiche Kaninchenohren sowie Narben und Haut bei Schweinen zu verändern. Aber ein kollagenreiches Gewebe, das sie zu erforschen wollten, war die Hornhaut.
In dieser Arbeit konstruierte das Team spezielle Platin -„-Kontaktlinsen“, die eine Vorlage für die korrigierte Form der Hornhaut lieferten, und legte dann jeden über einen Kaninchen -Augapfel in einer Kochsalzlösung, die natürliche Tränen nachahmen soll. Die Platinlinse fungierte als Elektrode, um eine genaue pH -Änderung zu erzeugen, wenn die Forscher ein kleines elektrisches Potential auf die Linse anwendeten. Nach ungefähr einer Minute entsprach die Krümmung der Hornhaut an die Form der Linse – ungefähr die gleiche Zeit, die LASIK dauert, jedoch mit weniger Schritten, weniger teuren Geräten und ohne Schnitte.
Sie wiederholten dieses Setup auf 12 separaten Kaninchen -Augäpfeln, von denen 10 so behandelt wurden, als hätten sie Myopie oder kurzsichtige. In all den „myopischen“ Augäpfeln wurde die Behandlung in der gezielten Fokussierkraft des Auges gewählt, was einem verbesserten Sehen entsprechen würde. Die Zellen im Augapfel überlebten die Behandlung, weil die Forscher den pH -Gradienten sorgfältig kontrollierten. Darüber hinaus zeigte das Team in anderen Experimenten, dass seine Technik möglicherweise einige chemisch verursachte Trübung in der Hornhaut umkehren kann – eine Erkrankung, die derzeit nur durch eine vollständige Hornhauttransplantation behandelt werden kann.
Obwohl diese erste Arbeit vielversprechend ist, betonen die Forscher, dass es sich in den sehr frühen Stadien befindet. Als nächstes beschreibt Wong als „den langen Marsch durch Tierstudien, die detailliert und präzise sind“, einschließlich Tests auf einem lebenden Kaninchen und nicht nur seinem Augapfel. Sie planen auch, die Arten der Sehkorrektur zu bestimmen, die mit EMR möglich sind, wie z. B. Nah- und weitaussichtige und Astigmatismus. Obwohl die nächsten Schritte geplant sind, haben sie Unsicherheiten in der wissenschaftlichen Finanzierung des Teams in die Warteschleife gebracht.
Es gibt einen langen Weg zwischen dem, was wir getan haben, und der Klinik. Wenn wir jedoch dort ankommen, ist diese Technik weithin anwendbar, sehr billiger und möglicherweise sogar reversibel. „
Michael Hill, Professor für Chemie, Occidental College
Diese Forschung wurde vom National Eye Institute der National Institutes of Health und des John Stauffer Charitable Trust finanziert.
Quellen:
