Eyeil artificiel

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Contexte

Un œil artificiel remplace un œil naturel perdu à cause d'une blessure ou d'une maladie. Bien que le remplacement ne puisse pas fournir la vue, il remplit la cavité de l'orbite et sert d'amélioration cosmétique. Avant la disponibilité des yeux artificiels, une personne qui perdait un œil portait généralement un patch. Un œil artificiel peut être attaché aux muscles de l'orbite pour permettre le mouvement des yeux.

Aujourd'hui, la plupart des yeux artificiels sont en plastique, avec une durée de vie moyenne d'environ 10 ans. Les enfants ont besoin d'un remplacement plus fréquent de la prothèse en raison des changements rapides de croissance. Jusqu'à quatre ou cinq prothèses peuvent être nécessaires de la petite enfance à l'âge adulte.

Selon la Société pour la prévention de la cécité, entre 10 000 et 12 000 personnes perdent un œil par an. Bien que 50 % ou plus de ces pertes oculaires soient causées par un accident (dans une enquête, davantage d'hommes ont perdu leurs yeux par rapport aux femmes), il existe un certain nombre de maladies héréditaires qui peuvent entraîner une perte oculaire ou nécessiter un œil artificiel. La microphtalmie est une anomalie congénitale où, pour une raison inconnue, l'œil ne se développe pas à sa taille normale. Ces yeux sont totalement aveugles, ou au mieux pourraient avoir une certaine perception de la lumière.

Certaines personnes naissent également sans un ou les deux globes oculaires. Appelée anophtalmie, elle présente l'une des conditions les plus difficiles pour bien ajuster un œil artificiel. Parfois, le travail préparatoire peut prendre un an ou plus. Dans certains cas, une intervention chirurgicale est nécessaire.

Le rétinoblastome est un cancer ou une tumeur congénitale (existant à la naissance), qui est généralement héréditaire. Si une personne souffre de cette maladie dans un seul œil, les chances de la transmettre sont de une sur quatre, soit 25 %. Lorsque les tumeurs sont dans les deux yeux, les chances sont de 50 %. Les cataractes et le glaucome sont d'autres affections congénitales qui causent la perte des yeux. Une enquête a montré que 63 % des pertes oculaires dues à une maladie surviennent avant l'âge de 50 ans.

Il y a deux étapes clés pour remplacer un œil endommagé ou malade. Tout d'abord, un ophtalmologiste ou un ophtalmologiste doit retirer l'œil naturel. Il existe deux types d'opérations. L'énucléation enlève le globe oculaire en sectionnant les muscles, qui sont reliés à la sclérotique (blanc du globe oculaire). Le chirurgien coupe ensuite le nerf optique et retire l'œil de l'orbite. Un implant est ensuite placé dans l'alvéole pour restaurer le volume perdu et permettre à l'œil artificiel de bouger, puis la plaie est refermée.

Avec l'éviscération, le contenu du globe oculaire est retiré. Dans cette opération, le chirurgien fait une incision autour de l'iris puis enlève le contenu du globe oculaire. Une boule faite d'un matériau inerte tel que du plastique, du verre ou du silicone est ensuite placée à l'intérieur du globe oculaire et la plaie est fermée.

À la fin de la chirurgie, le chirurgien placera un conformateur (un disque en plastique) dans l'alvéole. Le conformateur empêche le rétrécissement de l'emboîture et retient les poches adéquates pour la prothèse. Les conformateurs sont fabriqués en silicone ou en plastique dur. Après la chirurgie, il faut de quatre à six semaines au patient pour guérir. L'œil artificiel est ensuite fabriqué et ajusté par un oculariste professionnel.

Historique

Les premiers fabricants d'œil artificiel n'ont peut-être pas du tout créé de prothèses, mais plutôt des décorations à des fins religieuses et esthétiques. Dans les millénaires av. , les habitants de Babylone, de Jéricho, d'Égypte, de Chine et de la région égéenne avaient tous des arts très développés et une croyance en l'au-delà. Les radiographies de momies et de tombes ont révélé de nombreux yeux artificiels en argent, or, cristal de roche, lapis-lazuli, coquillage, marbre, émail ou verre. Les Aztèques et les Incas utilisaient également des yeux artificiels pour des raisons similaires. L'habileté des artistes égyptiens était si grande qu'on leur a probablement demandé de créer des yeux artificiels à usage humain, surtout si les affligés étaient des membres de la royauté.

En 1579, les Vénitiens inventèrent la première prothèse à porter derrière les paupières. Ces yeux artificiels étaient des coquilles de verre très minces et, par conséquent, ne restituaient pas le volume perdu d'un globe oculaire atrophié ou manquant. Parce que les bords étaient tranchants et inconfortables, les porteurs devaient retirer les yeux la nuit afin d'obtenir un soulagement de l'inconfort et d'éviter la casse.

Après l'invention de cette prothèse en coque de verre, il n'y a eu aucune avancée significative dans les yeux artificiels jusqu'au XIXe siècle. Au début des années 1800, un souffleur de verre allemand du nom de Ludwig Muller-Uri, qui fabriquait des yeux réalistes pour les poupées, a développé un œil de verre pour son fils. Bien qu'il ait fallu 20 ans pour perfectionner son design, son succès l'a obligé à changer de métier pour fabriquer des yeux artificiels à temps plein.

En 1880, le chirurgien ophtalmologiste néerlandais Hermann Snellen a développé la conception de l'œil Reform. Cette conception était une prothèse de verre creuse plus épaisse avec des bords arrondis. L'augmentation d'épaisseur a restauré la majeure partie du volume perdu de l'œil et les bords arrondis ont donné au patient beaucoup plus de confort. L'Allemagne est devenue le centre de fabrication des yeux artificiels en verre.

Quelques années plus tard, en 1884, une sphère de verre est implantée pour la première fois dans la cavité sclérale (l'intérieur évidé du blanc du globe oculaire) après éviscération. Un médecin anglais, Phillip Henry Mules, a utilisé l'implant pour restaurer le volume perdu et donner à la prothèse un certain mouvement. L'implant sphérique a ensuite été adapté également pour l'alvéole énucléée.

De nombreux matériaux tels que l'os, l'éponge, la graisse et les métaux précieux ont été utilisés pour les implants depuis lors, mais 100 ans plus tard, la sphère Mules est toujours utilisée dans la majorité des cas. Les orbites avec des sphères dans la cavité sclérale après éviscération continuent à donner d'excellents résultats cosmétiques. Pour l'alvéole énucléée, une autre solution a dû être trouvée.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les yeux en verre d'Allemagne n'étaient pas disponibles et, par conséquent, les États-Unis ont dû trouver un matériau alternatif. En 1943, les techniciens dentaires de l'armée américaine ont fabriqué le premier œil artificiel en plastique. Ce matériau avait l'avantage d'être incassable et malléable. Bien que ces prothèses en plastique aient été ajustées par empreinte, la surface arrière n'était pas complètement polie, ce qui a entraîné une irritation de l'orbite en raison d'un mauvais ajustement.

Une alternative a été introduite par les souffleurs de verre germano-américains qui apprenaient à fabriquer des yeux artificiels en plastique en utilisant le design Reform. Bien que ce type d'œil artificiel soit une amélioration, il y avait toujours des problèmes avec un écoulement persistant de mucus de l'orbite. Les porteurs pouvaient dormir avec la prothèse en place, mais devaient la retirer chaque matin pour le nettoyer. Malgré ces limitations, la demande a dépassé ce que les ocularistes pouvaient gérer et, par conséquent, quelques grandes entreprises d'optique ont commencé à produire en masse les 12 formes d'œil en verre les plus couramment utilisées. Appelés yeux de stock, ils présentent l'inconvénient de ne pas être correctement ajustés à l'orbite de l'individu.

À la fin des années 1960, la méthode d'empreinte modifiée a été développée par l'Américain Lee Allen. Cette méthode comprenait la duplication précise de la forme de l'emboîture individuelle, ainsi que la modification de la surface avant de la prothèse pour corriger les problèmes de paupière. La surface arrière de la prothèse doit également être correctement polie pour un ajustement optimal. Cette méthode est largement utilisée aujourd'hui.

Matières premières

Le plastique est le principal matériau qui compose l'œil artificiel. La cire et le plâtre de Paris sont utilisés pour fabriquer les moules. Une poudre blanche appelée alginate est utilisée dans le processus de moulage. Des peintures et autres matériaux de décoration sont utilisés pour ajouter des caractéristiques réalistes à la prothèse.

Pour un implant biooculaire, le chirurgien fait une incision autour de l'iris puis prélève le contenu du globe oculaire. Une boule faite d'un matériau inerte tel que du plastique, du verre ou du silicone est ensuite placée à l'intérieur du globe oculaire et la plaie est fermée.

Le processus de fabrication

Le temps de fabrication d'une prothèse oculaire du début à la fin varie selon chaque oculariste et chaque patient. Un temps typique est d'environ 3,5 heures. Les ocularistes continuent de chercher des moyens de réduire ce temps.

Il existe deux types de prothèses. Le type de coquille très mince est adapté sur un œil aveugle défiguré ou sur un œil qui a été juste partiellement enlevé. Le type d'empreinte entièrement modifié est conçu pour ceux dont les globes oculaires ont été complètement retirés. Le processus décrit ici est pour ce dernier type.

1. L'oculaire inspecte l'état de la douille. Les dimensions horizontales et verticales et le pourtour de la douille sont mesurés.
2. L'oculariste peint l'iris. Un bouton d'iris (fabriqué à partir d'une tige en plastique à l'aide d'un tour) est sélectionné pour correspondre au diamètre de l'iris du patient. En règle générale, les diamètres d'iris varient de 0,4 à 0,52 po (10 à 13 mm). L'iris est peint à l'arrière, côté plat du bouton et comparé à l'iris du patient en inversant simplement les boutons afin que la couleur soit visible à travers le dôme en plastique. Lorsque la couleur est terminée, l'oculaire retire le conformateur, ce qui empêche la contraction de l'orbite.
3. Ensuite, la main de l'oculaire sculpte une coquille de moulage en cire. Cette coque a un bouton d'iris en aluminium intégré qui duplique le bouton d'iris peint. La coquille de cire est insérée dans l'alvéole du patient de manière à épouser la périphérie irrégulière de l'alvéole. La coque peut devoir être réinsérée plusieurs fois jusqu'à ce que le bouton d'iris en aluminium soit aligné avec l'œil restant du patient. Une fois correctement mis en place, deux trous de soulagement sont pratiqués dans la coquille de cire.
4. L'empreinte est réalisée à l'aide d'alginate, une poudre blanche d'algue mélangée à de l'eau pour former une crème, qui est également utilisée par les dentistes pour faire des empreintes de gencives. Après mélange, la crème est placée sur la face arrière de la coque de moulage et la coque est insérée dans la douille. L'alginate se gélifie en deux minutes environ et reproduit précisément l'orbite individuelle. La coquille de cire est enlevée, avec l'alginate Pour un implant conventionnel, le chirurgien enlève le globe oculaire en sectionnant les muscles, qui sont reliés à la sclérotique (blanc du globe oculaire). Le chirurgien coupe ensuite le nerf optique et retire l'œil de l'orbite. Un implant est ensuite placé dans l'alvéole pour restaurer le volume perdu et pour donner à l'œil artificiel un certain mouvement, et la plaie est fermée. impression de l'orbite fixée à l'arrière de la coquille de cire.
5. La couleur de l'iris est ensuite revérifiée et les modifications nécessaires sont apportées. Le conformateur en plastique est réinséré afin que les dernières étapes puissent être complétées.
6. Un plâtre de Paris est réalisé à partir du moule de l'orbite du patient. Une fois que le plâtre a durci (environ sept minutes), le moule de cire et d'alginate est retiré et jeté. Le bouton d'iris en aluminium a laissé un trou dans le moule en plâtre dans lequel le bouton d'iris peint est placé. Du plastique blanc est ensuite mis dans le moule, les deux moitiés du moule sont recollées puis mises sous pression et plongées dans l'eau bouillante. Cela réduit la température de l'eau et le plastique est ainsi durci sous pression pendant environ 23 minutes. Le moulage est ensuite retiré de l'eau et refroidi.
7. Le plastique a durci sous la forme du moule avec le bouton d'iris peint incrusté au bon endroit. Environ 0,5 mm de plastique est ensuite retiré de la surface antérieure de la prothèse. Le plastique blanc, qui recouvre le bouton de l'iris, est broyé uniformément autour du bord du bouton. Cela simule la façon dont la sclérotique de l'œil vivant chevauche légèrement l'iris. La sclérotique est colorée à l'aide de peintures, de craie, de crayons, de fil coloré et d'un sirop de plastique liquide pour correspondre à l'œil restant du patient. Toute modification nécessaire de la couleur de l'iris peut également être effectuée à ce stade.
8. La prothèse est ensuite remise au plâtre. Du plastique transparent est placé dans la moitié antérieure du plâtre et les deux moitiés sont à nouveau jointes, mises sous pression et remises dans l'eau chaude. Le temps de traitement final est d'environ 30 minutes. Le plâtre est ensuite retiré et refroidi, et la prothèse finie est retirée. Le meulage et le polissage de la prothèse pour un lustre élevé est la dernière étape. Ce polissage final est crucial pour le confort ultime du patient. La prothèse est enfin prête à être mise en place.

Contrôle qualité

En 1957, l'American Society of Ocularists (ASO) a été créée pour élever les normes et fournir une éducation à l'oculariste. En 1971, l'ASO a commencé à certifier les ocularistes. Ceux qui avaient déjà des pratiques bien établies étaient automatiquement certifiés. D'autres ont dû effectuer un apprentissage de cinq ans sous la supervision directe d'un oculariste préalablement certifié et suivre 750 heures-crédits d'enseignement connexe approuvé par ASO.

En 1980, la Commission nationale des agences de certification de la santé (NCHCA) a créé un organisme de test indépendant pour les ocularistes appelé le National Examining Board for Ocularists (NEBO). En novembre 1981, NEBO a administré le premier examen de certification des conseils nationaux. Les ocularistes certifiés par le conseil doivent être recertifiés tous les trois ans. Pour obtenir le titre de Fellow de l'ASO, un oculariste certifié par le conseil d'administration doit accumuler 375 heures-crédits supplémentaires d'enseignement connexe et avoir fait preuve d'une capacité exceptionnelle dans sa pratique.

Le futur

Les améliorations se poursuivront dans la prothèse oculaire, ce qui profitera à la fois au patient et à l'oculaire. Plusieurs évolutions se sont déjà produites ces dernières années. Une prothèse avec deux pupilles de tailles différentes qui peuvent être changées d'avant en arrière par le porteur a été inventée au début des années 1980. Au cours de la même période, une lentille de contact souple avec une grande pupille noire a été développée qui repose simplement sur la cornée de l'œil artificiel.

En 1989, un implant breveté appelé Bioeye a été publié par la Food and Drug Administration des États-Unis. Aujourd'hui, plus de 25 000 personnes dans le monde ont bénéficié de ce développement, qui est fabriqué à partir d'hydroxyapatite, un matériau converti à partir du corail océanique et qui possède à la fois la structure poreuse et la structure chimique de l'os. En plus du mouvement naturel des yeux, ce type d'implant a une migration et une extrusion réduites, et empêche l'affaissement de la paupière inférieure en soutenant l'œil artificiel via une connexion par cheville.

Avec les progrès de l'informatique, de l'électronique et de la technologie du génie biomédical, il sera peut-être un jour possible d'avoir un œil artificiel qui puisse également fournir la vue. Des travaux sont déjà en cours pour atteindre cet objectif, sur la base d'une microélectronique avancée et de techniques sophistiquées de reconnaissance d'images.

Même s'il faudra encore plusieurs années avant qu'une prothèse ressemble et voit à la fois comme un œil naturel, une entreprise canadienne développe un œil artificiel qui sera connecté soit au nerf optique, soit directement au cortex visuel. Cet œil se compose d'une lentille caoutchouteuse qui peut changer la mise au point, d'un système de traitement des couleurs de haute précision et de photorécepteurs microscopiques qui détectent la présence d'objets et captent le mouvement.

Des chercheurs du MIT et de l'Université Harvard développent également ce qui sera la première rétine artificielle. Ceci est basé sur une biopuce qui est collée aux cellules ganglionnaires, qui agissent comme des concentrateurs de données de l'œil. La puce est composée d'un petit réseau d'électrodes en métal gravé côté rétine et d'un seul capteur avec logique intégrée côté pupille. Le capteur répond à un petit laser infrarouge qui brille dessus à partir d'une paire de lunettes qui serait portée par le receveur de rétine artificielle.