想象一下，不到一分钟就能矫正视力——无需激光、刀片，也无需疼痛。科学家们开发出了一种新颖的非侵入性技术，只需使用微弱的电流和暂时的pH值变化即可重塑角膜。在早期试验中，该技术无需传统手术即可逆转近视——这可能是自LASIK激光视力矫正手术以来视力矫正技术领域最彻底的进步。
西方学院和加州大学欧文分校的研究人员在本周美国化学学会 2025 年秋季会议上详细介绍了一种可以通过温和电势重塑角膜的新兴方法，称为机电重塑 (EMR)。
角膜是位于眼睛前部的透明穹顶状表面，如同一个透明的窗口，帮助聚焦入射光线。它由紧密排列的胶原纤维构成，坚韧光滑。光线进入眼睛后，角膜是它到达的第一个晶状体——光线的大部分弯曲（折射）都发生在这里，以便将光线聚焦到眼睛后部的视网膜上。然而，如果角膜弯曲不规则，就会导致近视和远视等疾病。
EMR图示 Hill 等人/ ACS 生物材料科学与工程/（CC By 4.0）
对于那些想要摆脱矫正镜片的人来说，主要的选择是LASIK（激光辅助原位角膜磨镶术），该手术使用激光重塑角膜，切除薄角膜瓣下方的微小组织，使光线能够正确地聚焦在视网膜上。虽然对于适合治疗的人来说，LASIK的成功率很高——大约95%的患者在术后恢复几天后就可以摘掉眼镜了——但LASIK手术费用昂贵且具有侵入性，切开角膜会改变眼睛的结构完整性。
“LASIK只是传统手术的一种花哨做法，”首席研究员兼主持人、西方学院化学教授迈克尔·希尔说道。“它仍然是在雕刻组织——只是用激光雕刻而已。”
机电重塑技术成功地将兔子角膜（横截面图）从原始形状（白线）矫正为矫正后的形状（黄线）。丹尼尔·金 (Daniel Kim) 和 Mimi Chen
Hill 及其同事提出的方案是利用角膜的成分来重塑穹顶，而无需移除任何物质。角膜主要由胶原蛋白构成，其形状的维持得益于带电分子和蛋白质的排列。研究人员发现，通过一个特制的铂金“隐形眼镜”电极施加低强度电流，可以改变角膜组织的 pH 值，增加其酸度，使其具有足够长的柔韧性，以便重塑——就像把东西放进模具里一样。在这种情况下，这个模具就是铂金隐形眼镜。
然后，一旦电流停止，pH 值恢复正常，角膜就会再次变硬，并保持其模具贴合的形状。整个过程大约需要一分钟，无需切割或移除组织，到目前为止，测试样本中没有出现结构损伤或细胞死亡。研究人员相信，EMR 可以取代 LASIK 手术。
“整个效应是偶然发现的，”加州大学欧文分校教授兼外科医生布莱恩·黄（Brian Wong）说。“我当时正在研究活体组织作为可塑材料，发现了整个化学修饰过程。”
EMR 治疗前后的兔角膜；曲率半径 (C) 显示角膜屈光力发生了 -3.12 屈光度变化 Hill 等人/ ACS 生物材料科学与工程/（CC By 4.0）
在这项研究中，研究人员在12只兔子的眼球上测试了EMR疗法，并对其中10只兔子的眼球进行了重塑，以模拟近视所需的矫正效果。短暂接触电流后，每只兔子的角膜都与电极“透镜”内置的形状相符，初步测量显示角膜矫正成功——无需切口、激光或眼部损伤。
虽然 EMR 仍处于早期研发阶段，且测试有限（仅在单只眼睛上进行，而非活体模型），但 Wong 补充道，接下来需要“通过详细而精确的动物研究进行漫长的征程”。该团队还将确定 EMR 可以实现哪些类型的角膜矫正。
“从我们目前的研究成果到临床应用（以及商业化应用），还有很长的路要走，”希尔补充道。“但如果我们能够实现，这项技术将具有广泛的应用前景，成本更低，甚至可能实现逆转。”
ACS《生物材料科学与工程》杂志2023年的一篇论文详细介绍了EMR的开发和应用。本周，在美国化学学会2025年秋季会议上，研究人员Michael Hill、Daniel Kim和Michelle Chen 在一系列报告中介绍了这项最新研究。
来源：美国化学学会