Ένας καθηγητής χημείας που προσπαθούσε να θερμάνει χόνδρο με ηλεκτρικό ρεύμα έκανε ένα λάθος που μπορεί να αλλάξει την οφθαλμική χειρουργική. Ο Μάικλ Χιλ του Occidental College χρησιμοποίησε κατά λάθος πολύ λίγο ρεύμα στο πείραμά του και ανακάλυψε τυχαία μια μέθοδο που μπορεί να αντικαταστήσει τη μέθοδος διόρθωσης της όρασης LASIK με μια πιο ήπια θεραπεία που αναδιαμορφώνει τον κερατοειδή χιτώνα χωρίς να κόβει το μάτι.
Η ανακάλυψη μπορεί να προσφέρει ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους με προβλήματα όρασης που επιθυμούν μια εναλλακτική λύση στα γυαλιά και τους φακούς επαφής, αλλά φοβούνται τους κινδύνους της LASIK. Αν και η χειρουργική επέμβαση με λέιζερ στα μάτια είναι γενικά επιτυχής, περιλαμβάνει τομή στο μάτι και μπορεί να προκαλέσει επιπλοκές, όπως ξηροφθαλμία, προβλήματα όρασης και, σε σπάνιες περιπτώσεις, σοβαρές παρενέργειες.
Η ευτυχής σύμπτωση πίσω από την ανακάλυψη
Η ανακάλυψη έγινε εντελώς τυχαία, όταν ο Χιλ και ο συνεργάτης του, ο Δρ Μπράιαν Ουόνγκ, καθηγητής ωτορινολαρυγγολογίας και χειρουργικής κεφαλής και τραχήλου στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας-Ίρβαϊν, ήταν απογοητευμένοι από τις προσπάθειές τους να αναδιαμορφώσουν τον χόνδρο χρησιμοποιώντας λέιζερ.
Ο Χιλ είπε ότι αποφάσισαν να δοκιμάσουν να θερμάνουν το υλικό χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά κατά λάθος χρησιμοποίησαν πολύ μικρότερο ρεύμα από αυτό που σκόπευαν. Περίμεναν να δουν τον χόνδρο να φουσκώνει και να τρέμει. Ωστόσο, όταν ο Ουόνγκ άγγιξε τον χόνδρο, δεν ήταν ζεστός, γεγονός που υποδηλώνει ότι υπήρχε κάποιο άλλο φαινόμενο.
Ενώ ο Ουόνγκ είναι ιατρός, ο Χιλ είναι φυσικός-χημικός, και η συνεργασία τους τους επέτρεψε να συνδέσουν τα σημεία.
Τα χαμηλά ηλεκτρικά ρεύματα αλλάζουν το pH του χόνδρου, χαλαρώνοντας τους μοριακούς δεσμούς και καθιστώντας τους ιστούς πιο εύπλαστους.
«Είναι σαν να πρόκειται για ηλεκτροχημεία», είπε ο Γουόνγκ. «Αυτό είναι υδρογόνο και οξυγόνο που εξελίσσονται, οπότε η ανακάλυψη έγινε εξ ολοκλήρου τυχαία στον χόνδρο — 100% τυχαία».
Εναλλακτική λύση στη χάραξη του ματιού με λέιζερ
Η ομάδα του Χιλ έχει αναπτύξει μια τεχνική που ονομάζεται ηλεκτρομηχανική αναδιαμόρφωση (EMR) και χρησιμοποιεί μικρά ηλεκτρικά ρεύματα για να κάνει τον κερατοειδή χιτώνα – το διαυγές, θολωτό μπροστινό μέρος του ματιού – πιο εύπλαστο ώστε στη συνέχεια να τον διαμορφώσει στο σωστό σχήμα.
Το ηλεκτρικό ρεύμα κάνει τον ιστό του κερατοειδούς πιο εύπλαστο, σαν πηλό. Μόλις σταματήσει το ρεύμα, ο ιστός σταθεροποιείται στη νέα του διαμόρφωση.
Σε δοκιμές σε μάτια κουνελιών, η διαδικασία διήρκεσε περίπου ένα λεπτό – συγκρίσιμη με την ταχύτητα της LASIK, αλλά χωρίς τομές, ακριβό εξοπλισμό λέιζερ ή αφαίρεση ιστού.
Ο κερατοειδής χιτώνας εστιάζει το φως στον αμφιβληστροειδή. Αν είναι παραμορφωμένος, η όραση γίνεται θολή. Η χειρουργική επέμβαση LASIK διορθώνει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας λέιζερ για να κάψει μια μικρή ποσότητα υλικού και να αναδιαμορφώσει τον κερατοειδή χιτώνα, αλλά είναι μια επεμβατική διαδικασία με πιθανούς κινδύνους.
«Η LASIK είναι απλώς ένας φανταχτερός τρόπος για να κάνεις παραδοσιακή χειρουργική επέμβαση. Εξακολουθεί να είναι αποκοπή ιστού – απλώς γίνεται με λέιζερ», δήλωσε ο Χιλ, ο οποίος παρουσίασε τα ευρήματά του στην φθινοπωρινή συνάντηση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, που πραγματοποιήθηκε στις 17-21 Αυγούστου.
Η ομάδα επανέλαβε τη διαδικασία στα μάτια 12 κουνελιών, εκ των οποίων τα 10 είχαν προσομοιωμένη μυωπία. Σε όλες τις περιπτώσεις, η θεραπεία ρύθμισε την εστιακή δύναμη του ματιού, υποδεικνύοντας το δυναμικό για διόρθωση της όρασης. Τα κύτταρα των ματιών επέζησαν επειδή οι ερευνητές έλεγξαν προσεκτικά τα επίπεδα οξύτητας του ιστού.
Απέδειξαν επίσης ότι η τεχνική μπορεί να αντιστρέψει κάποια θολότητα του κερατοειδούς που προκαλείται από χημική βλάβη, η οποία επί του παρόντος απαιτεί μεταμόσχευση κερατοειδούς.
Ο Χιλ και ο Ουόνγκ ερευνούν τώρα εάν ο κερατοειδής μπορεί να αναδιαμορφωθεί χωρίς τομές, χρησιμοποιώντας EMR.
Ο Δρ Τζέιμς Ρ. Κέλλυ, οφθαλμίατρος στο Kelly Vision και διευθυντής της Εκπαίδευσης Διαθλαστικής Χειρουργικής στο Northwell Health στη Νέα Υόρκη, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, δήλωσε στην εφημερίδα The Epoch Times ότι η EMR θα μπορούσε θεωρητικά να εξαλείψει την μυωπία.
«Δεν υπάρχει πτερύγιο που να μετατοπίζεται, δεν γίνεται αφαίρεση ιστού με λέιζερ και υπάρχει μικρότερη διαταραχή στην παροχή νεύρων στον κερατοειδή», είπε. Αυτό θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα λιγότερα συμπτώματα ξηροφθαλμίας μετά τη χειρουργική επέμβαση.
«Επιπλέον, εάν η EMR αποδειχθεί αναστρέψιμη, αυτό θα ήταν ένα σημαντικό πλεονέκτημα ασφάλειας σε σχέση με τις τρέχουσες θεραπείες που βασίζονται στο λέιζερ», πρόσθεσε.
Μεγαλύτερη ασφάλεια και προσβασιμότητα
Ο Χιλ σημείωσε ότι ο στόχος της ομάδας ήταν να βρει μια τεχνική που να είναι πιο προσβάσιμη και ασφαλής από τις τρέχουσες θεραπείες που βασίζονται στο λέιζερ.
Ωστόσο, η EMR μεταβάλλει προσωρινά το pH του ιστού και υπάρχουν «πιθανοί κίνδυνοι», οι οποίοι μπορούν να επιλυθούν μόνο μέσω ζωντανής μελέτης, είπε.
«Έχουμε δεδομένα από ex vivo δείγματα που υποδηλώνουν ότι η ηλεκτροχημική τεχνική δεν προκαλεί οξείες αλλαγές στην υποκείμενη δομή κολλαγόνου του κερατοειδούς ούτε άμεση κυτταρική νέκρωση, αλλά αυτά τα δεδομένα είναι πάρα πολύ περιορισμένα», είπε ο Χιλ.
Ο Κέλλυ είπε ότι η μεγαλύτερη ανησυχία του είναι αν η αναδιαμόρφωση διατηρείται σε βάθος χρόνου και κατά πόσο παραμένει ομοιόμορφη.
Σημείωσε ότι ο κερατοειδής είναι «βιολογικά ενεργός» και η δομή του κολλαγόνου και η ενυδάτωσή του μπορούν να αλλάξουν με την επούλωση, τη γήρανση ή τη φλεγμονή. Χωρίς μακροπρόθεσμα δεδομένα in vivo, «δεν γνωρίζουμε αν το διαθλαστικό αποτέλεσμα θα υποχωρήσει, θα μεταβληθεί απρόβλεπτα ή θα επηρεάσει τη διαφάνεια του κερατοειδούς».
Η ανθεκτικότητα, η σταθερότητα και η οπτική ποιότητα για πολλά χρόνια θα είναι βασικά κριτήρια για την EMR προτού αυτή θεωρηθεί βιώσιμη εναλλακτική λύση της LASIK, δήλωσε, παρατηρώντας ότι θα χρειαστούν τουλάχιστον είκοσι χρόνια προτού αυτή η τεχνική καταστεί εμπορικά διαθέσιμη — αν ποτέ καταστεί.
Ενώ η αβεβαιότητα για τη χρηματοδότηση έχουν προσωρινά σταματήσει την πρόοδο, ο Χιλ παραμένει αισιόδοξος, σημειώνοντας ότι υπάρχει «πολύς δρόμος» μεταξύ αυτού που έχει επιτευχθεί και της κλινικής χρήσης.
«Τα επόμενα βήματά μας είναι σίγουρα η διεξαγωγή μιας μελέτης σε ζωντανά ζώα».
