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

業(yè)內有人將其視為繼準分子激光原位角膜磨鑲術（LASIK，俗稱“半飛秒”）以來，屈光矯正領域最具顛覆性的突破。這項新技術被命名為“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。由于角膜承擔了約 2/3 的眼屈光力，其曲率異常更易導致屈光不正：

? 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)“調節(jié)”功能，使眼睛看清近處物體。兒童調節(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

對于希望擺脫框架眼鏡或隱形眼鏡的患者，激光角膜屈光手術仍是主流方案。盡管技術成熟，但激光手術仍屬有創(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）技術原理

角膜主要由膠原蛋白構成，其形狀依賴于帶電分子和蛋白質的特定排列方式，改變其電化學性質就能改變角膜的硬度。西方學院與加州大學歐文分校的研究團隊利用角膜膠原組織的電化學特性，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”。當施加毫安級微弱直流電時，角膜基質中發(fā)生電解水反應，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，膠原纖維重新交聯(lián)，角膜恢復原有剛度并“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，確定該技術的適用范圍和長期穩(wěn)定性。

機電重塑技術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)質科技內容創(chuàng)作者