無需激光、無需刀片，也無需長期佩戴角膜塑形鏡，美國科學(xué)家宣布開發(fā)出一種全新的非侵入性近視矯正技術(shù)——僅憑微弱電流和瞬時的 pH 值變化即可重新塑形角膜，并在實驗室中逆轉(zhuǎn)近視。

業(yè)內(nèi)有人將其視為繼準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)（LASIK，俗稱“半飛秒”）以來，屈光矯正領(lǐng)域最具顛覆性的突破。這項新技術(shù)被命名為“機電重塑”（EMR）。

機電重塑前后的兔眼角膜；曲率半徑顯示近視緩解300度

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角膜與近視

角膜是眼球前端無血管的透明組織，被稱為眼睛的“光學(xué)窗口”。入射光線首先經(jīng)角膜進行第一次折射，再由晶狀體匯聚至視網(wǎng)膜成像。由于角膜承擔(dān)了約 2/3 的眼屈光力，其曲率異常更易導(dǎo)致屈光不正：

? 曲率過大 → 屈光力過強 → 成像焦點落于視網(wǎng)膜前 → 屈光性近視（眼軸正常）

? 曲率過平 → 屈光力不足 → 成像焦點落于視網(wǎng)膜后 → 遠視

? 不同子午線曲率不對稱 → 散光

睫狀肌的收縮可改變晶狀體厚度，實現(xiàn)“調(diào)節(jié)”功能，使眼睛看清近處物體。兒童調(diào)節(jié)痙攣可致“假性近視”；老年人晶狀體彈性下降、睫狀肌力量減弱，會看不清小字，則出現(xiàn)老視（老花眼）。

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現(xiàn)有屈光手術(shù)

對于希望擺脫框架眼鏡或隱形眼鏡的患者，激光角膜屈光手術(shù)仍是主流方案。盡管技術(shù)成熟，但激光手術(shù)仍屬有創(chuàng)操作，存在角膜切削、潛在并發(fā)癥（如角膜擴張）、費用較高等問題。

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機電重塑（EMR）技術(shù)原理

角膜主要由膠原蛋白構(gòu)成，其形狀依賴于帶電分子和蛋白質(zhì)的特定排列方式，改變其電化學(xué)性質(zhì)就能改變角膜的硬度。西方學(xué)院與加州大學(xué)歐文分校的研究團隊利用角膜膠原組織的電化學(xué)特性，實現(xiàn)了“先軟化—再塑形—后固化”的三步操作。

軟化：研究人員定制了一枚含鉑金電極的“隱形眼鏡”。當(dāng)施加毫安級微弱直流電時，角膜基質(zhì)中發(fā)生電解水反應(yīng)，局部 H?濃度瞬時升高，pH 值下降（約0.5–1.0個單位）。微環(huán)境酸化削弱膠原纖維間的電荷相互作用，使角膜剛度降低。

塑形：角膜軟化后，隱形眼鏡對角膜表面施加的壓力能精確改變其曲率，讓角膜變成隱形眼鏡的形狀。

固化：斷電后，局部pH值迅速恢復(fù)，膠原纖維重新交聯(lián)，角膜恢復(fù)原有剛度并“鎖定”新形狀。整個過程僅需約1分鐘，且對組織不造成損傷。而且這個塑形效果理論上是多次且可逆的。

EMR的過程

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實驗進展

目前，該團隊已在12只離體兔眼中完成驗證，其中 10 只達到預(yù)期近視矯正效果（平均曲率半徑增加0.3 mm，等效球鏡減少約300度）。研究尚處早期階段，下一步需開展活體動物實驗，確定該技術(shù)的適用范圍和長期穩(wěn)定性。

機電重塑技術(shù)成功地將這兔子角膜（橫截面）從原來的形狀（白線）壓平為矯正后的形狀（黃線）。

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編輯｜張毅

主編｜黎坤

總編輯｜吳新

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壹零社：用圖文、視頻記錄科技互聯(lián)網(wǎng)新鮮事、電商生活、云計算、ICT領(lǐng)域、消費電子，商業(yè)故事?！吨袊W(wǎng)》每周全文收錄；中國科技報刊100強；2021年微博百萬粉絲俱樂部成員；2022年抖音優(yōu)質(zhì)科技內(nèi)容創(chuàng)作者