Fiche de révision : Matériaux de Lentilles Oxygénantes

📋 Plan du Cours

1. Poly méthyl méthacrylate PMMA
2. Histoire et biocompatibilité du PMMA
3. PMMA et lentilles de contact rigides
4. Cellulose acétate butyrate CAB
5. Silicone acrylate SA : oxygénation et limites
6. Fluoro silicone acrylate FSA : propriétés et compromis
7. FSA alkyl styrène Menicon Tisilfocon A

📖 1. Poly méthyl méthacrylate PMMA

🔑 Notions clés & Définitions

• Poly méthyl méthacrylate : Le poly méthyl méthacrylate est un polymère thermoplastique transparent constitué d’unités répétées issues du méthacrylate de méthyle.
• Plexiglas : Plexiglas est le nom de marque le plus connu associé au PMMA.
• Thermoplastiques : Les thermoplastiques sont des formes du PMMA utilisées pour des verres scléraux.
• Non thermoplastiques : Les non thermoplastiques désignent des formes du PMMA taillées en lentilles rigides.
• Monomères : Les monomères sont les molécules de départ qui s’assemblent pour former le polymère PMMA.

📝 Points essentiels

• Le PMMA est obtenu par polymérisation de molécules de méthacrylate de méthyle (MMA).
• Le PMMA est décrit comme biocompatible et offrant une bonne dureté ainsi qu’une résistance aux rayures dans le temps.
• Le PMMA présente une excellente mouillabilité et un entretien facile.
• Le PMMA existe sous deux formes : thermoplastiques (verres scléraux) et non thermoplastiques (lentilles rigides taillées).
• La conception privilégie des géométries favorisant les échanges lacrymaux et des petits diamètres, au prix d’un confort moindre.
• Les zones non couvertes améliorent l’oxygénation via un renouvellement lacrymal plus aisé.

💡 Astuce mémo

PMMA = Plexiglas : transparent, dur, facile à entretenir, et l’oxygène vient des zones non couvertes.

📖 2. Histoire et biocompatibilité du PMMA

🔑 Notions clés & Définitions

• Heinrich Wöhlk : Heinrich Wöhlk est le concepteur des premières lentilles de contact en plexiglas en 1940.
• Verre borosilicate : Le verre borosilicate est un type de verre résistant aux hautes températures, utilisé pour des lentilles antérieures.
• Réactions allergiques : Les réactions allergiques sont les effets indésirables rapportés avec les lentilles en verre borosilicate taillé.
• Compatibilité tissulaire : La compatibilité tissulaire désigne l’adéquation du matériau avec les tissus humains, meilleure pour le PMMA que pour le verre.
• Périscopes et pare-brises : Les périscopes de sous-marins et pare-brises de bombardiers sont des applications de verres acryliques pendant la Seconde guerre mondiale.

📝 Points essentiels

• Les premières lentilles en plexiglas sont conçues en 1940 par Heinrich Wöhlk pendant la Seconde guerre mondiale.
• À cette époque, les lentilles commercialisées étaient en verre borosilicate taillé et provoquaient des réactions allergiques.
• Le borosilicate est un verre particulièrement résistant aux hautes températures.
• Pendant la Seconde guerre mondiale, les forces alliées et de l’Axe utilisent des verres acryliques pour des périscopes et pare-brises.
• Les pilotes touchés par des projections de PMMA sont moins gravement blessés que ceux touchés par des éclats de verre à vitre.
• La meilleure compatibilité entre tissus humains et PMMA est donnée comme raison principale de cette différence de gravité.

💡 Astuce mémo

1940 Wöhlk : plexiglas contre borosilicate allergisant, et PMMA mieux toléré que le verre.

📖 3. PMMA et lentilles de contact rigides

🔑 Notions clés & Définitions

• Boyd : Boyd est l’inventeur avant 1950 d’une première lentille rigide en PMMA décrite par une relation géométrique simple.
• Bonnet : Bonnet est l’inventeur après 1950 d’une lentille multicourbes en PMMA décrite avec plusieurs rayons de courbure ou zones de dégagement.
• Ro = K : La relation Ro = K relie le rayon de courbure à un paramètre géométrique de la lentille dans le modèle Boyd.
• Diamètre égal au rayon le plus plat : L’égalité entre le diamètre de la lentille et le rayon de courbure le plus plat est la règle géométrique donnée pour Boyd.
• Syndrome 3h-9h : Le syndrome 3h-9h est un syndrome mentionné comme pouvant apparaître à terme avec certains designs et dégagements.

📝 Points essentiels

• La première lentille (Boyd, avant 1950) combine Ro = K et un diamètre de lentille identique au rayon de courbure le plus plat ( = K).
• Exemple donné : si K = 7,80 mm alors le diamètre  = 7,80 mm.
• Des laboratoires comme Précilens proposent encore des lentilles en PMMA avec la règle « mediflex Boyd ».
• La deuxième lentille (Bonnet, après 1950) est multicourbes avec au moins 4 rayons de courbures ou 3 zones de dégagement.
• Les dégagements très ouverts sont associés à un risque de syndrome 3h-9h à terme.
• Le texte relie ce risque à une perméabilité nulle (Dk = 0) et à une teneur en eau < 1 %, avec risque d’œdème cornéen.

💡 Astuce mémo

Boyd :  = K (géométrie simple) ; Bonnet : multicourbes et dégagements ouverts → risque 3h-9h.

📖 4. Cellulose acétate butyrate CAB

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellulose acétate butyrate : Le cellulose acétate butyrate (CAB) est un matériau de lentilles décrit par sa mouillabilité et sa faible teneur en eau.
• Mouillabilité : La mouillabilité est la capacité du matériau à être bien mouillé par le film lacrymal.
• Teneur en eau : La teneur en eau est la proportion d’eau contenue dans le matériau de la lentille.
• Dk : Dk est le paramètre d’oxygénation du matériau, lié au passage de l’oxygène à travers la lentille.
• Instabilité : L’instabilité est la caractéristique du CAB qui limite son intérêt malgré un meilleur Dk que le PMMA.

📝 Points essentiels

• Le CAB a une bonne mouillabilité et une teneur en eau < 2 %.
• Le CAB a un Dk faible mais supérieur au PMMA, avec une valeur donnée entre 4 et 8.
• Le texte présente le CAB comme ayant pour avantage unique un Dk supérieur à celui du PMMA.
• Le CAB est décrit comme très instable.
• Le CAB se raye énormément, ce qui constitue un inconvénient majeur.
• Le texte indique que le CAB est abandonné par rapport à d’autres matériaux (mention explicite « CAB ABANDONNE SA »).

💡 Astuce mémo

CAB : eau < 2 %, Dk entre 4 et 8, mais instable et très rayable.

📖 5. Silicone acrylate SA : oxygénation et limites

🔑 Notions clés & Définitions

• Silicone acrylate : Le silicone acrylate (SA) est un matériau obtenu par copolymérisation de PMMA et de silicone.
• Copolymerisation : La copolymérisation est l’assemblage de deux types de monomères pour combiner leurs propriétés.
• Dk : Dk est le paramètre d’oxygénation du matériau, donné ici sous forme d’intervalle pour le SA.
• Indice 1,47 : L’indice de réfraction du SA est indiqué à 1,47 dans le texte.
• DAB : DAB désigne le dégagement au bord, utilisé pour discuter l’adaptation et la réduction des piquetés.

📝 Points essentiels

• Le SA est produit par copolymérisation de PMMA et de silicone.
• Le but de la copolymérisation est de conserver la biocompatibilité, la résistance et la dureté du PMMA tout en améliorant l’oxygénation grâce au silicone.
• Le texte affirme que les molécules d’O2 peuvent passer directement au travers de la lentille.
• Le Dk du SA est donné entre 12 et 60.
• L’indice du SA est indiqué à 1,47.
• Le SA est plus flexible que le PMMA, donc plus confortable, mais attire beaucoup les lipides et peut subir dépôts protéiques, rayures, cassure, et craquelures avec certains produits d’entretien.

💡 Astuce mémo

SA = PMMA + silicone : oxygène ↑, confort ↑, mais lipides ↑ et risques de dépôts/craquelures.

📖 6. Fluoro silicone acrylate FSA : propriétés et compromis

🔑 Notions clés & Définitions

• Fluoro silicone acrylate : Le fluoro silicone acrylate (FSA) est un matériau copolymérisé combinant MMA, silicone et monomères fluorés.
• Hyper-Dk : Hyper-Dk désigne un niveau d’oxygénation très élevé attribué au FSA dans le texte.
• Acide métacrylate : L’acide métacrylate (MA) est un additif cité pour optimiser la mouillabilité des lentilles en FSA.
• N-Vinyl de Pyrrolidone : La N-Vinyl de Pyrrolidone (NVP) est un additif cité pour optimiser la mouillabilité en FSA.
• HEMMA : HEMMA est le 2 Hydroxy Ethyl MethAcrylate, présenté comme premier agent utilisé depuis 1962 pour optimiser la mouillabilité.

📝 Points essentiels

• Le texte indique que les lentilles en SA sont de moins en moins adaptées au profit des lentilles en FSA.
• Le FSA améliore le Dk, avec un intervalle donné entre 16 et 210, pouvant aller jusqu’à « hyper-Dk ».
• Le FSA améliore la mouillabilité via l’ajout d’acide métacrylate (MA), N-Vinyl de Pyrrolidone (NVP) ou HEMMA.
• Le texte attribue à ces ajouts une meilleure résistance aux dépôts protéiniques et lipidiques par rapport au SA, à Dk identique.
• Le compromis annoncé : plus le Dk augmente, plus la flexibilité augmente et le module de Young diminue, ce qui peut gêner la correction d’un astigmatisme cornéen.
• Le texte ajoute d’autres limites : surface plus rayable et attraction de lipides plus élevée que pour le PMMA (même si moins que SA).

💡 Astuce mémo

FSA : fluor + silicone → Dk très haut et mouillabilité ↑, mais flexion ↑ (astigmatisme) et surface plus rayable.

📖 7. FSA alkyl styrène Menicon Tisilfocon A

🔑 Notions clés & Définitions

• FSA-Alkyl-Styrène : Le FSA-Alkyl-Styrène est un matériau en FSA spécifique au laboratoire MENICON décrit avec un ajout de styrène.
• Tisilfocon A : Tisilfocon A est le nom du matériau MENICON en FSA-Alkyl-Styrène cité dans le texte.
• Fluoro Métahacrylte Syloxanyl Styrène : La formule descriptive « Fluoro Métahacrylte Syloxanyl Styrène » est donnée pour Tisilfocon A.
• Hyper Dk (Dk > 163) : L’hyper Dk est caractérisé ici par une valeur de Dk supérieure à 163 pour le matériau MENICON.
• Traitement de surface au plasma : Le traitement de surface au plasma est présenté comme obligatoire pour améliorer la mouillabilité du matériau.

📝 Points essentiels

• Le matériau MENICON décrit est un FSA-Alkyl-Styrène nommé Tisilfocon A.
• Le texte indique que le laboratoire ajoute du styrène au MMA, au SA et au fluor.
• Le matériau atteint un hyper Dk avec une condition donnée : Dk > 163.
• L’indice du matériau est indiqué à 1,436.
• La teneur en eau est indiquée à < 0,5 % et la résistance aux dépôts lipidiques est annoncée comme bonne.
• Pour la mouillabilité, un traitement de surface au plasma est obligatoire, et certains produits agressifs sont à éviter (chlorexidine, décontamination à chaud, décontaminants trop agressifs).

💡 Astuce mémo

Tisilfocon A : styrène → Dk > 163 mais hydrophobe, donc plasma obligatoire et prudence avec les produits.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

PMMA vs SA vs FSA : oxygénation et compromis

CAB vs PMMA vs SA : eau et Dk

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre PMMA et Plexiglas : Plexiglas est un nom de marque associé au PMMA, pas un matériau différent.
2. Croire que Dk élevé signifie automatiquement meilleur confort : le texte relie Dk ↑ à une flexibilité ↑ et donc à des compromis sur l’astigmatisme.
3. Oublier que le risque 3h-9h est relié au design (dégagements ouverts) et au fait que la perméabilité est donnée comme nulle (Dk = 0) avec teneur en eau < 1 % dans le contexte décrit.
4. Penser que CAB est meilleur que PMMA sur plusieurs critères : le texte insiste sur un avantage unique (Dk supérieur) mais avec instabilité et rayures.
5. Traiter SA comme équivalent à FSA : le texte dit que les lentilles en SA sont de moins en moins adaptées au profit du FSA, avec des différences de Dk, mouillabilité et dépôts.
6. Penser que Tisilfocon A n’a pas besoin de traitement : le texte dit que le traitement de surface au plasma est obligatoire pour la mouillabilité.

✅ Checklist Examen

1. Définir le PMMA comme polymère thermoplastique transparent, préciser Plexiglas et l’origine via polymérisation du MMA.
2. Citer les propriétés du PMMA pour lentilles : biocompatibilité, dureté/résistance aux rayures, mouillabilité et entretien facile.
3. Expliquer les deux formes du PMMA (thermoplastiques vs non thermoplastiques) et associer chacune à verres scléraux ou lentilles rigides taillées.
4. Rappeler l’histoire : 1940 Wöhlk, lentilles en borosilicate taillé et réactions allergiques, et l’idée de meilleure compatibilité tissulaire du PMMA.
5. Donner la règle géométrique de Boyd : Ro = K et diamètre  identique au rayon de courbure le plus plat ( = K) avec l’exemple K = 7,80 mm.
6. Décrire la lentille de Bonnet : multicourbes avec au moins 4 rayons ou 3 zones de dégagement et les limites liées à la petite zone optique et aux dégagements ouverts.
7. Relier le syndrome 3h-9h au contexte décrit : dégagements très ouverts, Dk = 0, teneur en eau < 1 % et risque d’œdème cornéen.
8. Décrire CAB : mouillabilité, teneur en eau < 2 %, Dk entre 4 et 8, et les inconvénients (instabilité, rayures).
9. Décrire SA : copolymérisation PMMA + silicone, passage direct de l’O2, Dk entre 12 et 60, indice 1,47, flexibilité/confort, et problèmes (lipides, dépôts, rayures, cassure, craquelures).
10. Décrire FSA : copolymérisation MMA + silicone + fluor, Dk entre 16 et 210 (hyper-Dk), additifs pour mouillabilité (MA, NVP, HEMMA depuis 1962) et résistance dépôts, puis compromis (flexibilité ↑, module Young ↓, surface/
11. Décrire Tisilfocon A : FSA-Alkyl-Styrène MENICON, ajout de styrène, Dk > 163, indice 1,436, eau < 0,5 %, bonne résistance aux dépôts lipidiques, et obligation du plasma avec prudence sur produits agressifs.