Milijonai amerikiečių pakeitė regėjimą, pradedant nuo neryškumo iki aklumo. Tačiau ne visi nori dėvėti receptinius akinius ar kontaktinius lęšius. Atitinkamai, šimtams tūkstančių žmonių kiekvienais metais atliekama koreguojančiomis akių operacijomis, įskaitant LASIK-lazeriu padedama operacija, kuri keičia rageną ir ištaiso regėjimą. Procedūra gali sukelti neigiamą šalutinį poveikį, paskatindama tyrėjus išimti lazerį iš LASIK, rekonstravus rageną, o ne pjaustant ją pradiniuose gyvūnų audinių bandymuose.
Occidental koledžo chemijos profesorius Michaelas Hillas pristatys savo komandos rezultatus Amerikos chemijos draugijos (ACS) rudens susitikime. ACS 2025 m. Renka vyksta rugpjūčio 17–21 d.; Jame pateikiama apie 9000 pristatymų įvairiomis mokslo temomis.
Žmogaus ragenos yra kupolo formos, skaidrios struktūros, sėdinčios akies priekyje, sulenkdami šviesą iš aplinkos ir sutelkiant ją į tinklainę, kur ji siunčiama į smegenis ir aiškinamas kaip vaizdas. Bet jei ragena yra netinkama, ji netinkamai sufokusuoja šviesą, todėl susidaro neryškus vaizdas. Su Lasik specializuotais lazeriais pertvarkykite rageną pašalindami tikslias audinio dalis. Ši bendra procedūra laikoma saugia, tačiau ji turi tam tikrų apribojimų ir rizikos, o ragenos mažinimas pakenkia akies struktūriniam vientisumui. Hill paaiškina, kad „Lasik yra tik išgalvotas tradicinės operacijos atlikimo būdas. Tai vis dar drožinėja audiniu – tai tiesiog drožyba su lazeriu”.
O kas, jei rageną būtų galima pakeisti nereikalaujant jokių pjūvių?
Štai ką Hill ir bendradarbis Brianas Wong'as tyrinėja procesą, vadinamą elektromechaniniu pertvarkymu (EMR). „Visas efektas buvo aptiktas atsitiktinai“, – aiškina Wong, profesorius ir chirurgas Kalifornijos universitete, Irvine. „Aš žiūrėjau į gyvus audinius kaip suformuotas medžiagas ir atradau visą šį cheminio modifikavimo procesą.”
Kūne daugelio kolageno turinčių audinių, įskaitant ragenas, formos yra laikomos priešingai įkrautų komponentų atrakcionais. Šiuose audiniuose yra daug vandens, todėl naudojant elektros potencialą jiems sumažėja audinio pH, todėl jis tampa rūgštesnis. Keisdami pH, standžios audinio lankytini objektai yra atlaisvinami ir padaro formą kalimą. Kai atkurtas pradinis pH, audinys užfiksuotas į naują formą.
Anksčiau tyrėjai panaudojo EMR, norėdami pakeisti kremzlės turtingą triušių ausis, taip pat keičiant randus ir odą kiaulėms. Bet vienas kolageno turtingas audinys, kurį jie norėjo ištirti, buvo ragena.
Šiame darbe komanda sukonstravo specializuotą platiną „kontaktinius lęšius“, kurie pateikė pataisytos ragenos formos šabloną, po to kiekviena per triušio akies obuolį padėjo druskos tirpale, skirtoje imituoti natūralias ašaras. Platinos lęšis veikė kaip elektrodas, kad būtų padarytas tikslus pH pokytis, kai tyrėjai objektyvas pritaikė nedidelį elektrinį potencialą. Maždaug po minutės ragenos kreivumas atitiko objektyvo formą – maždaug tiek pat laiko LASIK, tačiau su mažiau žingsnių, pigesnės įrangos ir jokių pjūvių.
Jie pakartojo šią sąranką ant 12 atskirų triušių akies obuolių, iš kurių 10 buvo traktuojami taip, lyg jie turėtų trumparegystę ar trumparegiškumą. Visuose „trumparegystės“ akies obuolyje gydymas buvo surinktas tikslinėje akies fokusavimo galioje, o tai atitiktų pagerėjusį regėjimą. Akies obuolio ląstelės išgyveno gydymą, nes tyrėjai kruopščiai kontroliavo pH gradientą. Be to, atliekant kitus eksperimentus, komanda parodė, kad jų technika gali pakeisti tam tikrą cheminių medžiagų sukeltą debesuolį į rageną-būklę, kurią šiuo metu galima išgydyti tik atliekant visišką ragenos transplantaciją.
Nors šis pradinis darbas yra daug žadantis, tyrėjai pabrėžia, kad jis yra labai ankstyvose stadijose. Kitas dalykas yra tai, ką Wongas apibūdina kaip „ilgą žygį per išsamius ir tikslus tyrimus su gyvūnais“, įskaitant gyvojo triušio, o ne tik jo akies obuolio testus. Jie taip pat planuoja nustatyti, kokią regėjimo pataisos tipus galima naudoti naudojant EMR, pavyzdžiui, beveik ir budrumą bei astigmatizmą. Nors kiti veiksmai planuojami, komandos mokslinio finansavimo netikrumas juos sustabdė. „Tarp to, ką mes padarėme, ir klinikos, yra ilgas kelias. Bet jei mes ten pateksime, ši technika yra plačiai pritaikoma, žymiai pigesnė ir potencialiai net grįžtama”, – reziumuoja Hill.
Pavadinimas Elektrocheminė ragenos refrakcija
Anotacija Ragena yra skaidri, labai organizuota anatominė struktūra, atsakinga už ~ 2/3 akies lūžio galią. Ragenos stromą sudaro ortogoniškai sukrautos kolageninės fibrilio lamelės, kurių molekulinė sudėtis ir tiksli makromolekulinė geometrija pašalina atgalinę šviesą ir palaiko ragenos formą. Anatominiai kitimai, apsigimimai, traumos ir įvairios patologijos gali pakeisti ragenos formą, struktūrinį stabilumą ir skaidrumą, taip paveikdama regėjimą. Chirurginės intervencijos trumparegystei, hiperopijai ir astigmatizmui gydyti apima lazeriu in situ keratomileusis (LASIK) ir fotorefakacinę keratektomiją (PRK). Nepaisant jų populiarumo, šios procedūros yra brangios ir nuolat mažina ragenos biomechaninę stiprumą. Čia mes pranešame apie savo pastangas pritaikyti elektromechaninį pertvarkymą (EMR) kaip molekulinę, neginčijamą/neakistinę alternatyvą lazerio matymo refrakcijai, naudojant ex vivo triušių gaublius. EMR remiasi trumpais elektrocheminiais impulsais į elektrolizuojantį intersticinį vandenį, po to protonų difuzija į tarpląstelinę kolageninių audinių matricą; Imobilizuotų anijonų protonavimas šioje matricoje sutrikdo jonų jungimosi tinklą, kuris suteikia struktūrinį vientisumą. Tai palieka audinį laikinai reaguoti į mechaninį rekonstravimą; Vėlesnis pakartotinis subalansavimas į fiziologinį pH atkuria joninę matricą, dėl kurios atsiranda nuolatinis audinio formos keitimas. Optinės koherencijos tomografija (OCT), antrosios harmoninė karta (SHG) ir konfokalinė mikroskopija rodo, kad EMR leidžia kontroliuoti ragenos kontūravimą, išlaikant pagrindinę makromolekulinės kolageno struktūrą ir stromos ląstelių gyvybingumą.
Šį tyrimą finansavo Nacionalinis Nacionalinio sveikatos instituto institutas ir „John Stauffer Charitable Trust“.
Nuoroda į informacijos šaltinį
