Test de compression automatisé du cristallin oculaire

Résumé

Nous présentons une méthode automatisée de caractérisation du module d’élasticité effectif d’une lentille oculaire à l’aide d’un test de compression.

Résumé

Les propriétés biomécaniques du cristallin oculaire sont essentielles à sa fonction d’élément optique à puissance variable. Ces propriétés changent considérablement avec l’âge dans le cristallin humain, ce qui entraîne une perte de vision de près appelée presbytie. Cependant, les mécanismes de ces changements restent inconnus. La compression de la lentille offre une méthode relativement simple pour évaluer la rigidité biomécanique de la lentille dans un sens qualitatif et, lorsqu’elle est associée à des techniques analytiques appropriées, peut aider à quantifier les propriétés biomécaniques. Divers tests de compression de lentilles ont été effectués à ce jour, y compris des tests manuels et automatisés, mais ces méthodes n’appliquent pas systématiquement des aspects clés des tests biomécaniques tels que le préconditionnement, les taux de charge et le temps entre les mesures. Cet article décrit un test de compression d’objectif entièrement automatisé dans lequel une platine motorisée est synchronisée avec une caméra pour capturer la force, le déplacement et la forme de l’objectif tout au long d’un protocole de chargement préprogrammé. Un module d’élasticité caractéristique peut alors être calculé à partir de ces données. Bien qu’elle soit démontrée ici à l’aide de lentilles porcines, l’approche est appropriée pour la compression de lentilles de n’importe quelle espèce.

Introduction

Le cristallin est l’organe transparent et flexible que l’on trouve dans l’œil et qui lui permet de se concentrer sur différentes distances en modifiant son pouvoir de réfraction. Cette capacité est connue sous le nom d’hébergement. Le pouvoir de réfraction est altéré en raison de la contraction et de la relaxation du muscle ciliaire. Lorsque le muscle ciliaire se contracte, le cristallin s’épaissit et avance, augmentant son pouvoir de réfraction ^1,2. L’augmentation de la puissance de réfraction permet à l’objectif de faire la mise au point sur les objets proches. Au fur et à mesure que les humains vieillissent....

Protocole

Les yeux de porc provenaient d’un abattoir local. Aucune approbation du comité d’éthique n’a été requise.

1. Dissection du cristallin (Figure 1)

1. Retirez tous les tissus environnants des yeux de porc et l’excès de chair de la sclérotique, jusqu’à ce qu’il ne reste que le nerf optique. Utilisez des pinces courbées et de petits ciseaux de dissection pour terminer ce processus. Utilisez le nerf comme point d’ancrage pour maintenir l’œil pendant la dissection.
2. À l’aide d’un scalpel, faites une courte incision circonférentielle au limbe, puis une autre à l’équateu....

Résultats

Six lentilles porcines ont été comprimées, d’abord avec la capsule intacte, puis après un retrait soigneux de la capsule. Les valeurs d’épaisseur étaient de 7,65 ± 0,43 mm pour les lentilles encapsulées et de 6,69 ± 0,29 mm pour les lentilles décapsulées (moyenne ±écart-type). Un historique de chargement typique est illustré à la figure 3. Les courbes force-déplacement qui en résultent ont été bien ajustées par le modèle de Hertz (c’est-à-dire qu’elles avaient une force proportionnelle au dé.......

Discussion

La compression de la lentille est une méthode polyvalente pour estimer la rigidité de la lentille. Les procédures décrites ci-dessus permettent de comparer des lentilles de différentes espèces et de différentes tailles. Toutes les déformations sont normalisées en fonction de la taille de la lentille, et le calcul du module d’élasticité tient compte approximativement de la taille de la lentille. Le module effectif est considérablement plus élevé que le module signalé précédemment pour le cristallin.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Pince à usage général incurvée à pointe moyenne	Fisherbrand	16-100-110
Galil COM Libraries	Galil Motion Control
Poignée de scalpel de haute précision  ;	Fisherbrand	12-000-164
Platine linéaire	McMaster-Carr	6734K4 0.125"
Capteur de charge	FUTEK	LSB200-FSH03869
Amplificateur de capteur de pesage	FUTEK	IAA300-FSH03931
MATLAB	The Mathworks, Inc.
microsonde	;	22-079-740
Ciseaux de précision miniatures à ouverture automatique  ;	Excelta  ;	63042-004
Contrôleur de mouvement	Galil Motion Control	DMC-31012
Moteur	Galil Motion Control	BLM-N23-50-1000-B
Hémastats droits  ;	Sciences fines  ;	NC9247203	en acier inoxydable, 14cm  ;

Conception chirurgicale de