Ett team av forskare inom bioteknik vid University of Maryland har utvecklat en mikroskopiteknik som en dag skulle kunna användas för att förbättra LASIK och eliminera den "kirurgiska" aspekten av proceduren. Deras resultat publicerades idag i Fysiska granskningsbrev .

Under de 20 åren sedan FDA först godkände LASIK-operation, mer än 10 miljoner amerikaner har genomgått proceduren för att korrigera sin syn. När det utförs på båda ögonen, hela proceduren tar cirka 20 minuter och kan befria patienter från behovet av att bära glasögon eller kontaktlinser.

Även om LASIK har en mycket hög framgångsfrekvens, praktiskt taget varje procedur innefattar ett element av gissningar. Detta beror på att läkare inte har något sätt att exakt mäta ögats brytningsegenskaper. Istället, de förlitar sig mycket på uppskattningar som korrelerar med patientens synskärpa – hur nära 20/20 han eller hon kan se utan hjälp av glasögon eller kontakter.

På jakt efter en lösning, Giuliano Scarcelli, en biträdande professor vid University of Marylands Fischell Department of Bioengineering (BIOE), och medlemmar av hans Optics Biotech Laboratory har utvecklat en mikroskopiteknik som kan göra det möjligt för läkare att utföra LASIK med hjälp av exakta mätningar av hur ögat fokuserar ljus, istället för uppskattningar.

"Detta kan representera en enorm förstagång för LASIK och andra brytningsprocedurer, ", sa Scarcelli. "Ljus fokuseras av ögats hornhinna på grund av dess form och vad som kallas dess brytningsindex. Men tills nu, vi kunde bara mäta dess form. Således, dagens brytningsprocedurer förlitar sig enbart på observerade förändringar i hornhinnan, och de är inte alltid korrekta."

Hornhinnan – det yttersta lagret av ögat – fungerar som ett fönster som styr och fokuserar ljuset som kommer in i ögat. När ljus träffar hornhinnan, den är böjd — eller bruten. Linsen finjusterar sedan ljusets väg för att producera en skarp bild på näthinnan, som omvandlar ljuset till elektriska impulser som tolkas av hjärnan som bilder. Vanliga synproblem, såsom närsynthet eller långsynthet, orsakas av ögats oförmåga att skarpt fokusera en bild på näthinnan.

För att fixa detta, LASIK-kirurger använder laser för att ändra formen på hornhinnan och ändra dess brännpunkt. Men, de gör detta utan någon förmåga att exakt mäta hur mycket ljusets väg böjs när den kommer in i hornhinnan.

För att mäta vägen ljuset tar, man behöver mäta en kvantitet som kallas brytningsindex; det representerar förhållandet mellan ljusets hastighet i vakuum och dess hastighet i ett visst material.

Genom att kartlägga fördelningen och variationerna av det lokala brytningsindexet i ögat, läkare skulle veta den exakta graden av hornhinnerefraktion. Utrustad med denna information, de kunde bättre skräddarsy LASIK-proceduren så att snarare än förbättrad syn, patienter kan förvänta sig att gå därifrån med perfekt syn – eller syn som toppar 20/20.

Ännu mer, läkare kanske inte längre behöver skära i hornhinnan.

"Icke-ablativa teknologier utvecklas redan för att ändra hornhinnans brytningsindex, lokalt, med hjälp av laser, "Sade Scarcelli. "Att tillhandahålla lokala brytningsindexmätningar kommer att vara avgörande för deras framgång."

Att veta detta, Scarcelli och hans team utvecklade en mikroskopiteknik som kan mäta det lokala brytningsindexet med hjälp av Brillouin-spektroskopi - en ljusspridningsteknik som tidigare användes för att känna av de mekaniska egenskaperna hos vävnader och celler utan att störa eller förstöra heller.

"Vi har experimentellt visat att genom att använda en dubbel Brillouin spridningsteknik, vi kan bestämma brytningsindex direkt, samtidigt som tredimensionell rumslig upplösning uppnås, ", sa Scarcelli. "Detta betyder att vi kan mäta brytningsindex för celler och vävnader på platser i kroppen - som ögonen - som bara kan nås från en sida."

Förutom att mäta hornhinne- eller linsbrytning, gruppen arbetar på att förbättra sin resolution för att analysera massdensitetsbeteende i cellbiologi eller till och med cancerpatogenes, sa Scarcelli.