忘记LASIK手术吧：更安全、更经济的视力矫正技术可能即将问世

西方学院（Occidental College）化学教授迈克尔·希尔（Michael Hill）将在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示其团队的研究成果。2025年ACS秋季会议将于8月17日至21日举行，届时将呈现约9,000场涵盖多领域科学议题的学术报告。

人眼角膜是位于眼球前部的穹顶状透明结构，其功能是折射外界光线并将其聚焦至视网膜，再由视网膜将信号传输至大脑解析为图像。若角膜形态异常则无法准确聚焦光线，导致成像模糊。激光原位角膜磨镶术（LASIK）通过专用激光精确切削角膜组织以实现形态重塑。该常规手术虽被视为安全，但仍存在局限性和风险，且切削角膜会损害眼球结构完整性。希尔解释道："LASIK仅是传统外科手术的精密化形式——本质仍是组织雕刻，只不过改用激光进行雕琢。"

那么能否实现无需切口即可重塑角膜形态？

这正是希尔与加州大学欧文分校教授兼外科医生布莱恩·黄（Brian Wong）合作探索的方向——他们采用机电重塑术（EMR）进行研究。"整个效应纯属偶然发现，"黄教授解释道，"我在研究活体组织的可塑性时，意外揭示了这种化学修饰的全过程。"

在生物体内，角膜等富含胶原蛋白的组织形态由带相反电荷成分间的引力维持。这些组织含水量高，施加电势可降低组织pH值使其酸性增强。pH值的改变松解了组织内部的刚性引力，从而获得形态可塑性。当原始pH值恢复时，组织即被锁定为新形态。

此前，研究团队已应用EMR技术重塑富含软骨的兔耳，并改造猪的瘢痕与皮肤组织。而他们迫切希望探索的下一个富含胶原蛋白的目标组织正是角膜。

本研究中，团队制备了特制铂金"隐形眼镜"，该镜片为矫正后的角膜形态提供模板。研究人员将镜片覆盖于浸渍在模拟天然泪液盐溶液中的兔眼眼球上。施加微量电势时，铂金镜片作为电极可精准改变局部pH值。约一分钟后，角膜曲率即与镜片形态吻合——耗时与LASIK手术相当，但操作步骤更少，设备成本更低且无需任何切口。

团队在12个独立兔眼眼球上重复该实验，其中10个模拟近视治疗。所有"近视"眼球均成功实现目标屈光力矫正，理论上可改善视力。通过精确控制pH梯度，眼球细胞在治疗中保持存活。此外在其他实验中，该技术显示出逆转化学物质所致角膜混浊的潜力——此类病症目前仅能通过全角膜移植治疗。

尽管初步成果积极，研究者强调该技术尚处早期阶段。黄教授指出下一步将开启"漫长而严谨的动物实验征程"，包括在活体兔眼（而非离体眼球）上进行测试。团队还将探索EMR技术可实现的视力矫正类型（如近视、远视及散光）。尽管后续计划明确，科研资金的不确定性使项目暂缓推进。"从实验室到临床应用尚有漫漫长路。但若能成功，这项技术将具备广泛适用性、显著成本优势，甚至可能实现逆向操作，"希尔总结道。

标题 电化学角膜屈光矫正

摘要 角膜作为高度有序的透明解剖结构，承担眼球约2/3的屈光力。角膜基质由正交堆叠的胶原纤维板层构成，其分子组成与精确的大分子几何结构可消除背向散射光并维持角膜形态。解剖变异、先天缺陷、创伤及各类病变均可改变角膜形态、结构稳定性及透明度，进而影响视力。治疗近视、远视及散光的外科手段包括激光原位角膜磨镶术（LASIK）与准分子激光角膜切削术（PRK）。尽管应用广泛，这些术式费用昂贵且会永久性削弱角膜生物力学强度。本文报道应用机电重塑术（EMR）作为基于分子机制的非消融性/非切开式激光屈光矫正替代方案的研究成果（采用离体兔眼眼球）。EMR利用短时电化学脉冲电解组织间隙水，质子随后扩散至胶原组织细胞外基质；基质内固定阴离子的质子化作用可破坏维持结构完整性的离子键网络，使组织获得短暂机械重塑响应性；后续生理pH值再平衡将恢复离子基质，实现组织形态持久改变。光学相干断层扫描（OCT）、二次谐波生成（SHG）及共聚焦显微镜检测表明，EMR在调控角膜轮廓的同时，能维持底层大分子胶原结构与基质细胞活性。

本研究由美国国立卫生研究院国家眼科研究所（National Eye Institute of the National Institutes of Health）及约翰·斯托弗慈善信托基金（John Stauffer Charitable Trust）资助。