世界卫生组织预测，到2050年世界一半人口将患近视。其中，度数超过- 5.0 D的高度近视患者约占20%，即911万人。这些近视病例中有相当一部分是进行性高度近视。虽然标准的光学矫正如眼镜、角膜塑形术、LASIK、ICL、IOL和角膜屈光手术这些传统的治疗方法可以纠正屈光不正，但进行性高度近视往往会进一步恶化，导致许多患者出现严重的眼部变形和视网膜、脉络膜、巩膜的改变，视野缺损等病理性症状。随着病理性近视的发展，患者失明的风险显著增加。为更好地探究解决进行性高度近视的新型治疗方式：四川省人民医院钟捷教授团队联合电子科技大学薛欣宇教授团队在《Nature Communications》（影响因子16.6）上发表《A wireless battery-free eye modulation patch for high myopia therapy》（一种用于高度近视治疗的无线无电池眼部贴片），第一作者钟天延博士。

目前治疗进行性高度近视通常有两种主要方法。第一种是巩膜后交联，这是一种利用药物和光来加强巩膜和控制眼轴生长的化学方法。这项技术在动物实验中显示出良好的结果，有效地增强了后巩膜的力量。第二种方法是后巩膜加固(posterior scleral reinforcement. PSR)，使用各种材料加固后巩膜。PSR用于治疗高度近视和相关黄斑疾病已有20多年的历史，被认为是一种安全有效的方法。已有研究表明，PSR可以缓解近视性黄斑劈裂等疾病，并帮助重新附着黄斑，减少进一步眼内手术的需要。但目前的手术方法依然面临着挑战。在后巩膜交联中，手术中完全暴露后极巩膜是困难的，通常将手术限制在赤道区域这会影响其疗效。PSR需要广泛的术中暴露，增加手术的复杂性和持续时间。并且，PSR的有效性依赖于外科医生的技术，缺乏精确的术中测量。为解决传统高度近视治疗的局限性，多功能治疗贴片已被开发。这种贴片结合了巩膜交联和PSR的优点，提供了一种无线控制的无电池解决方案。它包括压电换能器、电化学微致动器、药物微针阵列、μ- led、柔性电路和生物相容性封装，所有这些都集成到一个紧凑的无线设计中。该贴片位于视神经附近的巩膜上，与黄斑区域相对应，利用压电转导将外部超声转换为电能。这种能量驱动和控制设备的组件。微致动器产生气泡，使膜扩张并收缩黄斑后面的巩膜，有效缩短AXL，用于视力矫正。本研究主要集中在优化两极之间的距离，即眼轴的长度。为了将贴片固定在与眼球赤道平行的后巩膜上。贴片位于视神经附近，与黄斑相对应。对于无眼底病变的进行性高度近视患者，可以使用贴片将巩膜胶原交联后取出，增强后巩膜的强度，防止眼轴进一步延伸和病理改变。在病理性近视的病例中，治疗后的贴片仍然存在，为后眼提供长期支持，并作为后巩膜加固的一种形式，以阻止进一步恶化。这种多功能贴片为治疗和预防高度近视提供了一种有效的方法，潜在地降低了与眼轴增长相关的严重眼部并发症的风险。

实验方法

实验动物选用常规级新西兰大白兔，雄性5只，雌性5只，3月龄，体重2.5-3.0 kg。将实验兔置于12小时光照/12小时黑暗条件下。排除角膜、晶状体或眼底有任何形式病变的兔。10只新西兰大白兔参与本研究。只在兔的右眼植入贴片，而对其相应的左眼不进行干预。为了减少个体差异的影响，治疗组的右眼在眼轴长度调整手术中，在植入眼罩前(治疗前)和治疗后(治疗后)同时作为对照眼和实验眼。术前测量兔双眼眼压、眼轴长、OCT及眼底图像。所有兔右眼均作360°结膜切口，分离眼外肌和直肌，充分暴露眼球后巩膜。将贴片植入右眼，调整贴片位置。双眼间接检眼底观察。顶压点的适宜位置在视盘及水平缝下方5 ~ 8mm范围内。在确定合适的实验部位后，将贴片小心地放置在指定位置并压在暴露的巩膜上。准确放置后，使用可吸收缝线将贴片的三条腿安全地缝合到巩膜上。交联后再次测量左右眼的眼压和眼轴长度。再次测量两眼眼压、眼轴长、OCT及眼底图像。兔子被密切监视，直到它们恢复意识，然后被送回动物室。每天观察实验兔的生命体征和眼部情况，测量体重和体温。

图片11

在离体猪眼实验中，将眼调节贴片置于眼球上，可有效调节AXL。补片的植入位置如补充图11所示，眼底彩照图像显示眼底右侧变形，表明补片对黄斑施加轴向压力。

图片3（i，j）

图湃全域扫频OCT B-Scan扫描(图3i, j)，显示了贴片调节AXL的能力，在猪眼后极植入贴片后，基本眼轴长度减少。在微致动器运行前后实现了约590 μm的变化。

图5（g-i）

图5g-i显示了OCT B-scan扫描图像，分别显示了治疗前、贴片植入和治疗后的进展。图像显示明显的巩膜隆起，与治疗前相比，治疗后巩膜高度累计变化约1030 μm。

图5（j）

(图5j)OCT 3D显示图像也显示了巩膜后极的变形，与OCT B-scan扫描的变形相对应。

研究结果

研究主要围绕无线超声调制、高度近视治疗和巩膜核黄素微针药物缓释三个关键领域展开。与传统的眼科手术相比，无线超声控制眼调制贴片提供了几个好处，包括侵入性较小的体外操作治疗。这减少了术中暴露的需要，缩短了手术时间，简化了整体治疗。该技术通过超声波实现精确的AXL调节和SCXL性能，提高了治疗准确性，减少了重复手术的需要。该研究在兔眼中实现了大约1.217 mm的平均轴长调整，可能转化为人类(-2.5屈光度)的显著近视矫正。研究的创新方法结合核黄素微针/蓝μ- led处理巩膜交联，使得巩膜强度显著增加约387%。在兔子身上的初步结果为未来的人类应用提供了坚实的基础。本研究为今后更大规模的实验和贴片治疗的优化提供了有价值的指导和基础。

讨论

图湃40万速全域扫频OCT极致的光学设计不仅可以在不依托任何外接适配镜的情况下清晰获取动物眼的OCT和OCTA影像，更可以利用设备自带3D显示功能立体还原眼底形态。无论是各种动物实验亦或是人眼球形变可能导致眼结构的病理改变，如儿童近视防控中近视发展与眼轴及眼球形态发展，近视眼球形态分析与长期监控，高度近视视网膜病变与视网膜形态之间关系的研究，高度近视视网膜劈裂与后巩膜葡萄肿之间的关系等多方面研究提供坚实的技术支持。

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第一作者

钟天延

电子科技大学

电子科技大学物理学专业的博士研究生，专注于纳米材料及其在医学工程交叉领域的应用。至今已成功发表9篇被SCI收录的学术论文，其中5篇为一区顶级期刊的第一作者。

通讯作者

钟捷

四川省人民医院

钟捷，四川省人民医院眼科副主任，主任医师，硕士生导师。四川省卫健委学术技术带头人。从事眼底病临床及科研工作30年。在小儿眼底疾病、病理性近视，糖尿病视网膜病变的筛查、治疗以及人工智能诊断方面已建立良好的基础。研发早产儿视网膜病变人工智能辅助诊断系统，建立了糖尿病视网膜病变区域防控平台。发表文章70余篇，其中SCI 20余篇。主持和参与国自然、省部级和厅局级课题10余项。获得国家发明专利1项。

薛欣宇

电子科技大学

长期稳定地围绕表面传感过程开展研究，并创新性地将其与小尺度压电效应相耦合开展研究，提出了新型脑感知技术。新的压电耦合传感过程具有典型的非线性特性，小尺度压电效应和传感过程并不是简单叠加，压电短时脉冲信号带有丰富的传感信息（如气敏、光敏、力敏和生物传感等），可将外界环境信息直接输入大脑，其本身的能量属性可直接刺激多个脑区，初步实现了实时参与感知过程和行为操控。从物理方面来看，在小尺度下，表面态和压电效应具有很强的关联，二者的非线性耦合可能会出现很多新的物理现象。这一新型脑感知技术，初步摆脱了复杂系统实现实时人机交互，并可受人体驱动，可像真实器官一样伴随人体长期工作，为感官替代和感官超越提出了新思路。积累了较丰硕的研究成果：截止至2019年4月，在SCI期刊上发表学术论文120篇，SCI他人引用超过4200次，h因子达39。其中，研究成果“自充电电池”被英国物理学会评为2012年度世界十大物理学突破。

原文作者：

钟天延（第一作者）电子科技大学等，共同通讯作者：钟捷 四川省人民医院，薛欣宇 电子科技大学

新闻编辑：周雪，图湃医疗

内容校对：周健，图湃医疗