این کشف تصادفی میتواند فرایند بهبود بینایی میلیونها نفر را دستخوش تغییر کند.
یک استاد شیمی که قصد داشت غضروف را با استفاده از الکتریسیته گرم کند، مرتکب اشتباهی شد که ممکن است عمل جراحی چشم را متحول کند. مایکل هیل، استاد کالج اکسیدنتال، بهطور اتفاقی در آزمایش خود از جریان الکتریسیته ضعیفتری استفاده کرد و موفق به کشف متدی شد که شاید بتواند جایگزین عمل لیزیک شود و شکل قرنیه را بدون نیاز به ایجاد برش در چشم اصلاح کند.
کشف او برای میلیونها نفری که از ضعف بینایی رنج میبرند و به دنبال جایگزین عینک و لنزهای تماسی هستند، اما از خطرات لیزیک واهمه دارند، مایه امیدواری است. جراحی چشم به کمک لیزر معمولاً موفقیتآمیز است، اما چشم در این عمل برش میخورد که میتواند باعث خشکی چشم و مشکلات بینایی شود و در موارد نادر به عوارض شدیدتر بیانجامد.
اتفاق خوشایندی پشت این کشف بوده است
هیل و همکار او، دکتر برایان وانگ، استاد امراض گوش و حلق و بینی و جراحی سر و گردن در دانشگاه کالیفرنیا در ارواین، از تلاش ناموفق خود برای تغییر شکل غضروف با استفاده از لیزر به تنگ آمده بودند که بهصورت کاملاً اتفاقی موفق به کشف این متد شدند.
هیل گفت که آنها تصمیم داشتند غضروف را بهجای لیزر با جریان الکتریسیته گرم کنند، اما به اشتباه از یک جریان بسیار ضعیفتر استفاده کردند. انتظار میرفت غضروف به نقطه جوش برسد، اما وقتی وانگ غضروف را لمس کرد، متوجه شد که اصلاً داغ نشده که نشان میداد پدیده دیگری در حال وقوع است.
وانگ یک پزشک و هیل یک فیزیکشیمیدان است. از اینرو، همکاری آنها سبب شد که ارتباط بین پدیدهها را کشف کنند.
جریان الکتریسیته ضعیف، پیاچ غضروف را تغییر داد، پیوندهای مولکولی را سست کرد و باعث نرمتر شدن بافت غضروف شد.
وانگ گفت: «و این همان شاخه برقشیمی است. هیدروژن و اکسیژن در حال آزاد شدن هستند. کشف این پدیده روی غضروف صددرصد تصادفی بوده است.»
جایگزین برش لیزری چشم
اعضای تیم هیل تکنیکی به نام تغییر شکل الکترومکانیکی را توسعه دادهاند که در آن از جریان ضعیف الکتریسیته برای افزایش انعطافپذیری قرنیه- بخش شفاف و گنبدیشکل چشم- و اصلاح شکل آن استفاده میشود.
جریان الکتریسیته بافت قرنیه را مثل خمیر نرم میکند. بعد از قطع جریان، بافت قرنیه در فرم جدید خود تثبیت میشود.
در آزمایشاتی که روی چشم خرگوش انجام شد، این فرایند حدود ۱ دقیقه به طول انجامید که مشابه عمل لیزیک است، اما نیازی به برش ندارد و بدون تجهیزات لیزری گرانقیمت و بدون برداشت بافت انجام میگیرد.
قرنیه نور را روی شبکیه متمرکز میکند. اگر قرنیه شکل صحیحی نداشته باشد، دید شما تار میشود. این مشکل در عمل لیزیک با سوزاندن مقدار کمی از بافت قرنیه و تغییر شکل آن برطرف میشود. اما لیزیک عملی تهاجمی است که خطرات خاص خود را دارد.
هیل در بیانیهای مطبوعاتی گفت: «لیزیک روشی پیشرفته برای انجام یک عمل سنتی است و همچنان باید بافت چشم را برش بزنیم، با این تفاوت که اینبار با لیزر برش میزنیم.» هیل قرار است یافتههای خود را در نشست پاییزه انجمن شیمی آمریکا در ماه اوت ارائه کند.
این آزمایش روی چشم ۱۲ خرگوش تکرار شد که ۱۰ مورد از آنها به کمک شبیهسازی نزدیکبین شده بودند. فرایند درمان در تمام موارد باعث تغییر قدرت تمرکز چشم شد که از پتانسیل بالای این روش در اصلاح بینایی حکایت دارد. سلولهای درون کره چشم زنده ماندند، زیرا محققان سطح اسیدیته بافت را به شکل دقیق تحت کنترل داشتند.
از این گذشته، آنها نشان دادند که این روش میتواند کدورت قرنیه بر اثر آسیبهای شیمیایی را بهبود دهد؛ عارضهای که در حال حاضر با پیوند قرنیه برطرف میشود.
هیل و وانگ در حال بررسی این مسئله هستند که آیا میتوان قرنیه را بدون ایجاد برش و به کمک تغییر شکل الکترومکانیکی اصلاح کرد یا خیر.
دکتر جیمز آر. کلی، چشمپزشک مرکز کلی ویژن و مدیر آموزش جراحی عیوب انکساری در نورثول هلث در نیویورک، که نقشی در این مطالعه نداشت، به اپک تایمز گفت که تغییر شکل الکترومکانیکی میتواند «روی کاغذ» خطر عوارضن ناشی از برش و سوزاندن بافت را به شکل قابلتوجهی کاهش دهد.
او گفت: «در این روش دیگر فلپی وجود ندارد که دچار دررفتگی شود، خبری از برش لیزری نیست و فشار کمتری نیز به عصبهای قرنیه وارد میشود. از اینرو، خشکی چشم بعد از عمل به حداقل میرسد. همچنین اگر تغییر شکل الکترومکانیکی برگشتپذیر باشد، نسبت به روشهای لیزری موجود دست بالا را پیدا خواهد کرد.»
ایمنی و دسترسی بیشتر
هیل افزود که اعضای تیم او به دنبال دستیابی به روشی ایمنتر و در دسترستر نسبت به روشهای لیزری بودهاند.
به گفته او، تغییر شکل الکترومکانیکی بهطور موقت پیاچ بافت قرنیه را تغییر میدهد که «خطرات بالقوهای» به همراه دارد و این خطرات تنها در مطالعات انسانی قابل بررسی هستند.
هیل گفت: «دادههای ما به ارزیابیهای آزمایشگاهی مربوط میشوند و نشان میدهند که تغییر شکل الکتروشیمیایی تغییر شدیدی در ساختار کلاژن قرنیه ایجاد نمیکند و موجب مرگ سلولی نمیشود. با اینحال، این دادهها بسیار بسیار محدود هستند.»
به گفته کلی، دغدغه اصلی او این است که آیا تغییر شکل قرنیه به مرور زمان به پایداری میرسد یا خیر.
او افزود که قرنیه یک بافت «زیستفعال» است و ساختار کلاژن و میزان آبپوشی آن میتواند در روند بهبود، با افزایش سن و در موارد التهاب دستخوش تغییر شود. تا زمانی که روی موجودات زنده آزمایش نکنیم، نمیتوانیم با اطمینان بگوییم که اصلاح بینایی پایدار میماند، شکل قرنیه بهصورت غیرمنتظره تغییر نمیکند یا شفافیت قرنیه دستخوش تغییر نمیشود.»
کلی افزود که «دوام، پایداری و کیفیت بینایی» در سالهای آتی جزو معیارهای سنجش روش تغییر شکل الکتروشیمیایی خواهند بود تا این روش بهعنوان جایگزینی معتبر برای لیزیک در دستور کار قرار بگیرد. او معتقد است که شاید ۲۰ سال یا بیشتر زمان ببرد تا این فناوری درصورت امکان به مرحله تجاری برسد.
بلاتکلیفی در تأمین بودجه روند پیشرفت این پروژه را بهطور موقت متوقف کرده است، اما هیل خوشبین بوده و معتقد است که از دستاورد کنونی تا کاربرد بالینی «راه درازی» در پیش است.
«قدم بعدی قطعاً انجام آزمایش روی یک موجود زنده خواهد بود.»
