Problemi s vidom pogađaju ogroman dio svjetske populacije, manifestirajući se u rasponu od blage zamućenosti slike do potpune sljepoće. Iako su dioptrijske naočale i kontaktne leće standardna rješenja, mnogi traže trajniju alternativu. Upravo zato stotine tisuća ljudi svake godine odlučuje se za korektivnu operaciju oka, pri čemu je LASIK metoda jedna od najpopularnijih. Ovaj laserski potpomognut zahvat, koji preoblikuje rožnicu i ispravlja vid, unatoč visokoj stopi uspješnosti nosi i određene rizike. Potaknuti time, znanstvenici razvijaju revolucionarnu tehniku koja bi mogla u potpunosti eliminirati laser i rezanje iz jednadžbe, nudeći preoblikovanje rožnice na molekularnoj razini.

Na znanstvenom skupu Američkog kemijskog društva (ACS), koji se upravo održava ovih dana, predstavljeni su rezultati koji bi mogli zauvijek promijeniti oftalmologiju. Michael Hill, profesor kemije na Occidental Collegeu, izložio je rad svog tima na novoj metodi koja se temelji na elektrokemijskim principima, a prva testiranja na životinjskom tkivu pokazuju izvanredan potencijal.

Kako funkcionira naš vid i zašto dolazi do grešaka?

Da bismo razumjeli važnost ovog otkrića, ključno je poznavati osnove ljudskog oka. Rožnica, prozirna kupolasta struktura na prednjem dijelu oka, ima presudnu ulogu u našem vidu. Njezina je glavna zadaća lomiti svjetlosne zrake koje dolaze iz okoline i precizno ih usmjeriti (fokusirati) na mrežnicu, sloj stanica osjetljivih na svjetlo na stražnjem dijelu oka. Mrežnica te svjetlosne signale pretvara u električne impulse koje šalje u mozak, gdje se oni interpretiraju kao slika koju vidimo. Bilo kakvo odstupanje od idealnog oblika rožnice dovodi do nepravilnog loma svjetlosti, što rezultira zamućenom slikom. Upravo su te nepravilnosti uzrok najčešćih refrakcijskih grešaka poput kratkovidnosti (miopije), dalekovidnosti (hiperopije) i astigmatizma.

Dominacija LASIK-a: Precizno rezanje s potencijalnim posljedicama

Već desetljećima, LASIK (Laser-Assisted in Situ Keratomileusis) predstavlja zlatni standard u kirurškoj korekciji vida. Postupak uključuje korištenje dvaju lasera: prvo, femtosekundni laser stvara tanki, precizni poklopac (tzv. "flap") na površini rožnice. Taj se poklopac zatim podiže, a ekscimer laser, vođen računalom, uklanja mikroskopske dijelove tkiva ispod njega, mijenjajući zakrivljenost rožnice kako bi se ispravila refrakcijska greška. Nakon toga, poklopac se vraća na mjesto gdje prirodno prianja bez potrebe za šavovima.

Iako se LASIK smatra izuzetno sigurnim i učinkovitim zahvatom, on nije bez nedostataka. Sam čin rezanja tkiva, iako laserski precizan, nepovratno narušava strukturalni integritet oka. Potencijalne nuspojave uključuju sindrom suhog oka, probleme s noćnim vidom poput bliještanja ili pojava aureola oko izvora svjetlosti, te u vrlo rijetkim slučajevima, ozbiljnije komplikacije povezane s poklopcem. Kako ističe profesor Hill, "LASIK je zapravo samo sofisticirani način izvođenja tradicionalne operacije. I dalje se radi o rezbarenju tkiva – samo što se umjesto skalpela koristi laser." Postavlja se pitanje: što ako bismo mogli postići isti, pa čak i bolji rezultat, bez ijednog reza?

Revolucija na pomolu: Elektromehaničko preoblikovanje (EMR)

Odgovor na to pitanje leži u inovativnom pristupu nazvanom elektromehaničko preoblikovanje (EMR). Ovu je metodu, kako to često biva u znanosti, otkrio gotovo slučajno dr. Brian Wong, profesor i kirurg na Sveučilištu Kalifornija u Irvineu i Hillov suradnik na projektu. "Promatrao sam živa tkiva kao materijale koje je moguće oblikovati i tako otkrio cijeli ovaj proces kemijske modifikacije", objašnjava Wong.

Temelj EMR-a leži u fundamentalnoj strukturi kolagenskih tkiva, kojima pripada i rožnica. Oblik i čvrstoća ovih tkiva održavaju se zahvaljujući složenoj mreži kolagenskih vlakana i elektrostatskim privlačnostima između suprotno nabijenih molekularnih komponenti. Budući da su ta tkiva bogata vodom, primjena blagog električnog potencijala na njihovu površinu može uzrokovati lokalnu promjenu pH vrijednosti, čineći tkivo kiselijim. Ta promjena u kiselosti privremeno "otpušta" krute veze unutar tkiva, čineći ga savitljivim i podložnim oblikovanju. Kada se električni potencijal isključi i pH vrijednost vrati na normalu, tkivo se "zaključava" u novom, željenom obliku.

Prije nego što su se usredotočili na oko, istraživači su uspješno primijenili EMR za preoblikovanje hrskavice u zečjim ušima te za mijenjanje strukture ožiljaka i kože kod svinja, dokazujući svestranost i učinkovitost ove tehnologije.

[Image of the human cornea structure]

Prvi eksperimenti na rožnici: Obećavajući rezultati bez skalpela

U najnovijem istraživanju, znanstveni tim je primijenio ovu tehniku na izoliranim očnim jabučicama kunića. Konstruirali su specijalizirane "kontaktne leće" izrađene od platine, koje su služile kao kalup za ispravljeni oblik rožnice. Svaka leća postavljena je preko očne jabučice uronjene u fiziološku otopinu, koja simulira prirodno okruženje suza. Platinasta leća ujedno je služila i kao elektroda.

Primjenom malog električnog potencijala na leću, istraživači su generirali preciznu promjenu pH vrijednosti u rožnici. U svega šezdesetak sekundi, zakrivljenost rožnice prilagodila se obliku leće. Cijeli proces traje otprilike jednako dugo kao i LASIK, ali zahtijeva znatno manje koraka, koristi jeftiniju opremu i, što je najvažnije, ne uključuje nikakve rezove. Postupak je ponovljen na 12 zasebnih očnih jabučica, od kojih je 10 tretirano kao da imaju kratkovidnost. U svih 10 "kratkovidnih" slučajeva, tretman je uspješno postigao ciljanu promjenu u moći fokusiranja oka, što bi u živom organizmu odgovaralo značajnom poboljšanju vida.

Više od korekcije vida: Potencijal za liječenje bolesti

Analize su pokazale da su stanice u rožnici preživjele tretman bez oštećenja, zahvaljujući pažljivo kontroliranom gradijentu pH vrijednosti. No, potencijal ove tehnologije seže i dalje od puke korekcije dioptrije. U drugim eksperimentima, tim je demonstrirao da bi njihova tehnika mogla biti u stanju preokrenuti određene oblike zamućenja rožnice uzrokovane kemikalijama. To je stanje koje se trenutno može liječiti jedino potpunom transplantacijom rožnice, složenim kirurškim zahvatom koji sa sobom nosi rizik od odbacivanja tkiva.

Put do kliničke primjene: Izazovi i budućnost

Unatoč iznimno obećavajućim početnim rezultatima, istraživači naglašavaju da je rad još uvijek u vrlo ranoj fazi. Sljedeći korak, kako ga opisuje Wong, jest "dugi marš kroz detaljne i precizne studije na životinjama", što uključuje testiranje na živim kunićima, a ne samo na njihovim izoliranim očnim jabučicama. Također planiraju utvrditi puni opseg mogućnosti EMR-a, odnosno može li se tehnika koristiti za korekciju svih vrsta refrakcijskih grešaka, uključujući dalekovidnost i astigmatizam.

Iako su sljedeći koraci jasno definirani, budućnost projekta je neizvjesna zbog poteškoća u osiguravanju financiranja za daljnja istraživanja. "Dug je put od onoga što smo postigli do primjene u klinici. Ali, ako uspijemo stići do cilja, ova tehnika ima potencijal za široku primjenu, bit će znatno jeftinija, a možda čak i reverzibilna", zaključuje Hill, ostavljajući nadu da bismo uskoro mogli svjedočiti novoj eri u brizi za zdravlje očiju.