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

密歇根大學一次意外的實驗室事故，導致中國博士生視網膜中心燒傷（嘶，好痛）。

但也就是這麼一次意外，後來造福了3000多萬近視患者——

飛秒激光LASIK手術就此萌芽。

今年的金鵝獎，就頒給了該實驗室的五人組，以表彰他們在近視手術領域所做出的突出貢獻。

（金鵝獎，美國科學組織聯盟頒發，獲獎的都是令人驚呼“鵝妹子嚶”的研究課題。）

△杜德濤（左上角）與穆魯、斯特里克蘭、庫爾茨、尤哈斯

5人名單中第三位，也是飛秒LASIK核心專利的第二發明人，正是開頭説的這位有點“倒黴”的博士生，中國科學技術大學校友杜德濤。

那麼，當年的那場意外，究竟為杜德濤和飛秒手術帶來了什麼？

博士生眼球意外成測試樣本

此前，杜德濤在飛秒LASIK上的貢獻鮮為人知。一切要從1993年説起。

那個時候，杜德濤正處於從理論物理領域轉向實驗光學領域的轉型期，他加入了法國物理學家穆魯的密歇根大學超快光學科學中心（CUOS），從事啁啾脈衝放大（chirped pulse amplification，CPA）新技術的開發。

CPA的特點是可以產生短而強的激光脈衝，在不附帶損害周圍材料的前提下，汽化精確的點。

這個技術讓穆魯和同伴斯特里克蘭獲得了2018年諾貝爾物理學獎，當然這是後話。

△2018年諾貝爾物理學獎得主

意外發生的始末是這樣的：在某個做實驗的日子，杜德濤在實驗室對準飛秒激光反射鏡時，不小心摘掉了護目鏡。

幾乎就是瞬間，他暴露在實驗室最強大的可控激光能量中。

據他回憶，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，杜德濤已經可以打趣這件往事：

但在當時，並不近視的杜德濤心裏只有一個念頭，那就是火速找醫生，確保眼睛沒有受到潛在的傷害。

在密歇根大學的凱洛格眼科中心，住院醫師庫爾茨為杜德濤進行了傷勢評估。庫爾茨發現，激光在杜德濤的視網膜中心留下了堪稱精確的激光燒傷，傷處特別圓，也特別小。

這個情況，用當時臨牀使用的其他激光都難以達到。以至於庫爾茨當場發出了這樣的感慨：

△圖源金鵝獎官網視頻

診斷過後，庫爾茨和穆魯團隊碰面，一方面是為了加強實驗室激光安全，另一方面則是探討CUOS研發的激光有沒有臨牀應用價值。

之前，激光技術的應用價值還不太被各界認可。2012年金鵝獎得主查爾斯 · H · 湯斯建造第一台微波放大器，向世界介紹激光技術原理時，懷疑者還大聲批判着“這項技術沒什麼價值”。

這一邊，穆魯這位未來的諾獎獲得者，差點因這次事故關閉了實驗室。

萬幸光束能量不強，杜德濤的視網膜灼傷很快就恢復了，實驗室才逃脱關門噩夢。

杜德濤曾説，這種實驗室意外並非好的研究榜樣，“要是我有選擇的話，我肯定不當小白鼠，因為風險是不確定的。”

但這次必然裏的偶然，讓杜德濤和研究夥伴歪打誤撞，探究出了視力矯正的新方法。

3年狂賺8400萬美元

杜德濤視網膜中心完美的圓形傷口讓庫爾茨心動不已，他主動請纓，加入了穆魯實驗室。

此後，他和杜德濤聯手，試圖確認這種彼時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。

通過在動物角膜中驗證，他們發現飛秒激光在生物材料上準確性極高，能在極短時間內聚焦於角膜組織的極狹小空間，最終實現精密度優秀的組織切割。

事故一年後，1994年的一次光學會議上，庫爾茨和杜德濤講述了他們的觀察和發現，即“使用飛秒激光脈衝對（人體）組織和其它材料造成的損傷閾值”。

他們在會上遇到了尤哈斯，這位研究員也在研究飛秒激光在眼科領域應用。

會後沒多久，尤哈斯就接到了前導師穆魯的電話，邀請他去密歇根大學參與飛秒激光眼科手術的應用研發。

△穆魯在實驗室

至此，2022年金鵝獎的5名獲獎成員悉數亮相。

密歇根大學很快意識到這個研究的潛力和前景。作為校方，密歇根大學提供了大學研究基金，協助推動和擴大研究。

另外，這項研究還通過美國小企業創新研究計劃（SBIR），得到了來自美國國家科學基金會（NSF）和美國國立衞生研究院（NIH）的資助。

在庫爾茨、尤哈斯和CUOS實驗室的共同努力下，一種不傷害周邊組織的視力矯正手術新方法問世。

雖然再後來的故事和杜德濤漸行漸遠了，但它帶來的醫學價值，惠及了許多中國近視患者。

1997年，庫爾茨和尤哈斯創立了IntraLase，一家將無刃LASIK技術商業化應用在視力矯正手術的公司。

△IntraLase機器

IntraLase的手術方案，是通過飛秒激光，而非傳統的切開角膜手術，來重塑患者視力。由於其精確度，這種無刃方法比之前的手術辦法併發症風險更小。

經過4年的臨牀研究，2001年，獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）的批准，公司推出了全球第一款商用飛秒激光設備。

3年後，IntraLase上市，狂賺8400萬美元。

當然，由於個體差異，就算術前檢查合格，飛秒激光手術也可能會帶來眩光、乾眼等術後後遺症。

不過，自飛秒激光治療近視商用以來，迄今已經有超3000萬人因此受益，手術數量每年增加200萬到300萬，已經成為世界上最常規的手術之一。

△圖源金鵝獎官網視頻

值得一提的是，CUOS並未停下研究的腳步，他們仍在探索飛秒激光的其他潛在應用。

2008年，庫爾茨和尤哈斯再次合作，開發飛秒激光白內障手術，現已有15%的臨牀應用率。

現在，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

— 完 —

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