Necessity of a multi-step analytical evaluation for the implantable biopolymer medical devices : example of the polyacrylic intraocular lenses.
Nécessite d'une approche analytique confondante dans l'évaluation des dispositifs médicaux implantables en biopolymères : application aux lentilles intraoculaires à base de polyacrylates.
Résumé
Intraocular lenses are the main treatment for cataract surgery whatever the origin. The implantation is done in the same surgical time as the lens extraction by phacoemulsification. Today, the recommended lenses are foldable acrylic copolymers with square edges and “1-piece”. This design decreases the incidence of adverse events as posterior capsular opacification (POC). This complication is multifactorial and is associated with a poor biocompatibility. The surgery and physiopathology are two others factor that impact the incidence of PCO. Despite many preventive actions, the incidence is not null and prevalence keep on increasing each year after the surgery. The late PCO cases occur until 9 years after the surgery. One of our objectives in the context of this work was to link this late complication to the aging mechanism of intraocular implants. The results obtained after hydrolysis and photo-oxidation have showed the characteristic modifications of the polymer with formation of low molecular weight compounds, which diffuse through the polymer and migrate to the surface, as a function of their polarity and their molecular weight. All these modifications have created concentration gradient. Indeed, the hydrophilic compounds have diffused on the surface and hydrophobic compounds in the implant matrix. The kinetic of the aging process is directly related to the aging conditions applied (temperature, intensity of photo-oxidation). Furthermore, we have demonstrated the existence of the variability between and within batches, of the physicochemical characteristics of these implants. These surface property modifications are an explanation for the occurrence of late complications that is related to a modification of the intraocular lenses biocompatibility after aging.
L’implantation de lentilles intraoculaires est le traitement substitutif standard de la cataracte toutes origines confondues. L’implantation est faite à la suite de l’extraction du cristallin par phacoémulsification. Les implants souples, en acrylates hydrophobes, à bord carrés et « 1 pièce » sont recommandés pour prévenir la survenue de complications post-opératoires telles que l’opacification capsulaire postérieure. Cette complication multifactorielle est associée à un défaut de biocompatibilité. L’acte chirurgical, la physiopathologie du patient ainsi que la forme de la lentille intraoculaire modifient l’incidence. Malgré plusieurs mesures préventives, l’incidence n’est pas nulle et la prévalence continue d’augmenter avec le temps. Des cas tardifs d’opacifications surviennent jusqu’à 9 ans après la chirurgie. Un de nos objectifs dans le cadre de ce travail était de relier cette complication tardive au mécanisme de vieillissement des implants intraoculaires. Les résultats obtenus après hydrolyse et photo-oxydation, ont montré une altération des caractéristiques du polymère avec formation de composés néoformés de faibles masses moléculaires, qui diffusent au travers du polymère et migrent vers la surface en fonction de leur polarité et leur masse moléculaire. Il en résulte la création d’un gradient de concentrations de composés hydrophiles en surface et de composés hydrophobes dans les couches inférieures de l’implant. La vitesse du mécanisme de vieillissement est directement liée aux conditions (température, intensité de photo-oxydation). Par ailleurs, nous avons démontré l’existence d’une variation inter et intra lots des caractéristiques physico-chimiques de ces implants. Ces modifications de propriétés de surface constituent une explication à la survenue des complications tardives qui est liées à une modification de la biocompatibilité des implants intraoculaires, après vieillissement
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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