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快資訊丨中科大校友一次意外事故 造就了讓3000萬人摘掉眼鏡的手術(shù)

密歇根大學(xué)一次意外的實(shí)驗(yàn)室事故，導(dǎo)致中國(guó)博士生視網(wǎng)膜中心燒傷（嘶，好痛）。但也就是這么一次意外，后來造福了3000多萬近視患者——飛秒激光LASIK手術(shù)就此萌芽。今年的金鵝獎(jiǎng)，就頒給了該實(shí)驗(yàn)室的五人組，以表彰他們?cè)诮暿中g(shù)領(lǐng)域所做出的突出貢獻(xiàn)。

(相關(guān)資料圖)

△杜德濤（左上角）與穆魯、斯特里克蘭、庫(kù)爾茨、尤哈斯

5人名單中第三位，也是飛秒LASIK核心專利的第二發(fā)明人，正是開頭說的這位有點(diǎn)“倒霉”的博士生，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)校友杜德濤。

那么，當(dāng)年的那場(chǎng)意外，究竟為杜德濤和飛秒手術(shù)帶來了什么？

博士生眼球意外成測(cè)試樣本

此前，杜德濤在飛秒LASIK上的貢獻(xiàn)鮮為人知。一切要從1993年說起。

那個(gè)時(shí)候，杜德濤正處于從理論物理領(lǐng)域轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)光學(xué)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型期，他加入了法國(guó)物理學(xué)家穆魯的密歇根大學(xué)超快光學(xué)科學(xué)中心（CUOS），從事啁啾脈沖放大（chirped pulse amplification，CPA）新技術(shù)的開發(fā)。

CPA的特點(diǎn)是可以產(chǎn)生短而強(qiáng)的激光脈沖，在不附帶損害周圍材料的前提下，汽化精確的點(diǎn)。

這個(gè)技術(shù)讓穆魯和同伴斯特里克蘭獲得了2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，當(dāng)然這是后話。

△2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主

意外發(fā)生的始末是這樣的：在某個(gè)做實(shí)驗(yàn)的日子，杜德濤在實(shí)驗(yàn)室對(duì)準(zhǔn)飛秒激光反射鏡時(shí)，不小心摘掉了護(hù)目鏡。

幾乎就是瞬間，他暴露在實(shí)驗(yàn)室最強(qiáng)大的可控激光能量中。

據(jù)他回憶，他看到了一束散亂射出的光束（而不是激光主光束），又看到一記閃光。

今天，杜德濤已經(jīng)可以打趣這件往事：

我在實(shí)驗(yàn)室研究激光造成的光學(xué)材料損傷，不知怎么的，我的眼球就成了生物測(cè)試樣本。

但在當(dāng)時(shí)，并不近視的杜德濤心里只有一個(gè)念頭，那就是火速找醫(yī)生，確保眼睛沒有受到潛在的傷害。

在密歇根大學(xué)的凱洛格眼科中心，住院醫(yī)師庫(kù)爾茨為杜德濤進(jìn)行了傷勢(shì)評(píng)估。庫(kù)爾茨發(fā)現(xiàn)，激光在杜德濤的視網(wǎng)膜中心留下了堪稱精確的激光燒傷，傷處特別圓，也特別小。

這個(gè)情況，用當(dāng)時(shí)臨床使用的其他激光都難以達(dá)到。以至于庫(kù)爾茨當(dāng)場(chǎng)發(fā)出了這樣的感慨：

△圖源金鵝獎(jiǎng)官網(wǎng)視頻

診斷過后，庫(kù)爾茨和穆魯團(tuán)隊(duì)碰面，一方面是為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室激光安全，另一方面則是探討CUOS研發(fā)的激光有沒有臨床應(yīng)用價(jià)值。

之前，激光技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值還不太被各界認(rèn)可。2012年金鵝獎(jiǎng)得主查爾斯 · H · 湯斯建造第一臺(tái)微波放大器，向世界介紹激光技術(shù)原理時(shí)，懷疑者還大聲批判著“這項(xiàng)技術(shù)沒什么價(jià)值”。

這一邊，穆魯這位未來的諾獎(jiǎng)獲得者，差點(diǎn)因這次事故關(guān)閉了實(shí)驗(yàn)室。

萬幸光束能量不強(qiáng)，杜德濤的視網(wǎng)膜灼傷很快就恢復(fù)了，實(shí)驗(yàn)室才逃脫關(guān)門噩夢(mèng)。

杜德濤曾說，這種實(shí)驗(yàn)室意外并非好的研究榜樣，“要是我有選擇的話，我肯定不當(dāng)小白鼠，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)是不確定的。”

但這次必然里的偶然，讓杜德濤和研究伙伴歪打誤撞，探究出了視力矯正的新方法。

3年狂賺8400萬美元

杜德濤視網(wǎng)膜中心完美的圓形傷口讓庫(kù)爾茨心動(dòng)不已，他主動(dòng)請(qǐng)纓，加入了穆魯實(shí)驗(yàn)室。

此后，他和杜德濤聯(lián)手，試圖確認(rèn)這種彼時(shí)用來精確加工石英玻璃等透明材料的飛秒激光，在生物材料中究竟有何表現(xiàn)。

通過在動(dòng)物角膜中驗(yàn)證，他們發(fā)現(xiàn)飛秒激光在生物材料上準(zhǔn)確性極高，能在極短時(shí)間內(nèi)聚焦于角膜組織的極狹小空間，最終實(shí)現(xiàn)精密度優(yōu)秀的組織切割。

事故一年后，1994年的一次光學(xué)會(huì)議上，庫(kù)爾茨和杜德濤講述了他們的觀察和發(fā)現(xiàn)，即“使用飛秒激光脈沖對(duì)（人體）組織和其它材料造成的損傷閾值”。

他們?cè)跁?huì)上遇到了尤哈斯，這位研究員也在研究飛秒激光在眼科領(lǐng)域應(yīng)用。

會(huì)后沒多久，尤哈斯就接到了前導(dǎo)師穆魯?shù)碾娫挘?qǐng)他去密歇根大學(xué)參與飛秒激光眼科手術(shù)的應(yīng)用研發(fā)。

△穆魯在實(shí)驗(yàn)室

至此，2022年金鵝獎(jiǎng)的5名獲獎(jiǎng)成員悉數(shù)亮相。

密歇根大學(xué)很快意識(shí)到這個(gè)研究的潛力和前景。作為校方，密歇根大學(xué)提供了大學(xué)研究基金，協(xié)助推動(dòng)和擴(kuò)大研究。

另外，這項(xiàng)研究還通過美國(guó)小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃（SBIR），得到了來自美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）的資助。

在庫(kù)爾茨、尤哈斯和CUOS實(shí)驗(yàn)室的共同努力下，一種不傷害周邊組織的視力矯正手術(shù)新方法問世。

雖然再后來的故事和杜德濤漸行漸遠(yuǎn)了，但它帶來的醫(yī)學(xué)價(jià)值，惠及了許多中國(guó)近視患者。

1997年，庫(kù)爾茨和尤哈斯創(chuàng)立了IntraLase，一家將無刃LASIK技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用在視力矯正手術(shù)的公司。

△IntraLase機(jī)器

IntraLase的手術(shù)方案，是通過飛秒激光，而非傳統(tǒng)的切開角膜手術(shù)，來重塑患者視力。由于其精確度，這種無刃方法比之前的手術(shù)辦法并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)更小。

經(jīng)過4年的臨床研究，2001年，獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的批準(zhǔn)，公司推出了全球第一款商用飛秒激光設(shè)備。

3年后，IntraLase上市，狂賺8400萬美元。

當(dāng)然，由于個(gè)體差異，就算術(shù)前檢查合格，飛秒激光手術(shù)也可能會(huì)帶來眩光、干眼等術(shù)后后遺癥。

不過，自飛秒激光治療近視商用以來，迄今已經(jīng)有超3000萬人因此受益，手術(shù)數(shù)量每年增加200萬到300萬，已經(jīng)成為世界上最常規(guī)的手術(shù)之一。

△圖源金鵝獎(jiǎng)官網(wǎng)視頻

值得一提的是，CUOS并未停下研究的腳步，他們?nèi)栽谔剿黠w秒激光的其他潛在應(yīng)用。

2008年，庫(kù)爾茨和尤哈斯再次合作，開發(fā)飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)，現(xiàn)已有15%的臨床應(yīng)用率。

現(xiàn)在，尤哈斯的公司正在探尋新辦法，以通過飛秒激光更有效地治療青光眼。

參考鏈接：

[1]https://www.goldengooseaward.org/01awardees/lasik

[2]https://www.youtube.com/watch?v=Bw8z74A-PVE&t=8s

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/6CoezyauQTVUuF1RNTAPQg

[4]https://www.goldengooseaward.org/awardees

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