Миллионы людей живут с размытым зрением, близорукостью и другими проблемами со зрением. Кому-то помогают очки и контактные линзы, а многие выбирают LASIK — процедуру, которая меняет форму роговицы с помощью лазера.
Но теперь ученые изучают другой подход. Он может однажды позволить корректировать зрение без лазеров, разрезов и инвазивной операции.
Метод называется электромеханическое ремоделирование, или EMR. Его разрабатывают исследователи из Occidental College и Калифорнийского университета в Ирвайне.
Идея звучит необычно: вместо того чтобы удалять часть ткани, как при LASIK, роговицу временно размягчают и аккуратно придают ей новую форму.
Первые испытания на глазах кроликов показали, что технология в будущем может стать более дешевой и менее инвазивной альтернативой лазерной коррекции зрения.
Чем новый метод отличается от LASIK
Роговица — это прозрачная куполообразная поверхность в передней части глаза. Она преломляет свет и помогает фокусировать изображение на сетчатке.
Если роговица слишком крутая, слишком плоская или имеет неправильную форму, зрение становится размытым.
LASIK решает эту проблему с помощью лазера: он удаляет крошечные участки ткани и таким образом меняет форму глаза. Процедура широко используется и в целом считается безопасной, но иногда может вызывать осложнения: сухость глаз, блики, ореолы вокруг источников света и ослабление структуры роговицы.
Один из авторов работы, профессор химии Майкл Хилл, объясняет, что суть LASIK все равно сводится к удалению ткани. Просто вместо обычного инструмента используется лазер.
Именно это ограничение подтолкнуло ученых искать способ изменить форму роговицы без разрезов.
Открытие получилось случайным
Идея EMR появилась неожиданно во время экспериментов с хрящом и другими тканями, богатыми коллагеном.
Профессор и хирург Брайан Вонг из Калифорнийского университета в Ирвайне говорит, что эффект обнаружили случайно. Он изучал живые ткани как материалы, которым можно придавать форму, и наткнулся на процесс химического изменения.
Ткани, богатые коллагеном, сохраняют форму благодаря сетям заряженных молекул. Поскольку в таких тканях много воды, ученые выяснили: слабый электрический ток может временно менять кислотность ткани, то есть уровень pH.
Когда pH сдвигается, молекулярные связи, удерживающие ткань жесткой, ослабевают. На короткое время ткань становится достаточно гибкой, чтобы ее можно было изменить. Затем pH возвращается к норме, ткань снова твердеет и фиксирует новую форму.
Раньше EMR уже проверяли на хряще уха кролика, свиной коже и рубцовой ткани. Но роговица оказалась особенно интересной целью: даже небольшие изменения ее кривизны могут заметно влиять на зрение.
Как глаз меняли с помощью электричества
Для проверки метода ученые создали специальные платиновые «контактные линзы». Их форма соответствовала той кривизне роговицы, которую исследователи хотели получить.
Глаза кроликов помещали в солевой раствор, имитирующий естественные слезы. Платиновая линза работала как электрод.
Когда ученые подавали небольшой электрический потенциал, роговица постепенно размягчалась и принимала форму линзы. Весь процесс занимал около одной минуты — примерно столько же, сколько требуется для LASIK. Но без разрезов ткани и без дорогих лазерных систем.
Метод протестировали на 12 глазах кроликов. Десять из них обрабатывали так, чтобы имитировать коррекцию близорукости. В этих глазах роговицы достигли нужной оптической силы, которая соответствовала бы улучшению зрения.
Важный момент: клетки в ткани остались живыми, потому что исследователи тщательно контролировали изменения pH во время процедуры.
Возможности могут быть шире, чем просто близорукость
Ученые сообщили и о другом интересном эффекте. В отдельных экспериментах похожий подход, по-видимому, мог обращать вспять некоторые формы химического помутнения роговицы.
Сейчас при тяжелом помутнении роговицы часто требуется полная пересадка.
Исследователи также изучают, можно ли со временем адаптировать EMR не только для близорукости, но и для дальнозоркости, астигматизма и некоторых реконструктивных процедур с тканями, богатыми хрящом.
Почему ученые считают метод перспективным
Главное преимущество EMR в том, что он не удаляет ткань роговицы. Теоретически это может помочь сохранить естественную прочность глаза лучше, чем процедуры, где ткань срезается или испаряется лазером.
Лабораторные методы визуализации показали, что структура коллагена в роговице после обработки в целом оставалась сохранной. Также в ранних экспериментах не увидели серьезной потери прозрачности или явных повреждений ткани.
Еще одна причина интереса — цена. Некоторые ученые считают, что такой подход в будущем может оказаться значительно дешевле лазерной хирургии, потому что ему могут не понадобиться крупные и сложные лазерные установки.
Но до клиники еще далеко
Несмотря на интерес к технологии, исследователи подчеркивают: EMR пока остается экспериментальным методом.
На данный момент его в основном проверяли на изолированных глазах кроликов, а не на живых животных или людях.
Следующий этап — более масштабные исследования на животных. Ученым нужно понять, насколько стабильной остается новая форма роговицы со временем и безопасна ли процедура для живой ткани.
Майкл Хилл признает, что между нынешними результатами и применением в клинике еще длинный путь. Но если метод удастся довести до практики, он может стать широко применимым, намного более дешевым и, возможно, даже обратимым.
Пока LASIK остается стандартным вариантом хирургической коррекции зрения. Но EMR показывает, что в будущем исправление размытого зрения может не обязательно требовать лазеров, разрезов и постоянного удаления ткани.
