Substituts du vitré

Le décollement de la rétine est une cause importante de perte de vision, avec une incidence d’environ 12 pour 100 000 individus aux États-Unis1. Une technique courante dans la réparation rétinienne des conditions incluant les décollements de la rétine est la vitrectomie, dans laquelle le vitré est retiré du globe de l’œil affecté. Bien que cette procédure ait un taux de réussite élevé, le type de substitut vitreux utilisé est un aspect essentiel pour obtenir un résultat positif. De nombreux matériaux ont été proposés et testés, mais la recherche du substitut vitreux idéal se poursuit. Cette chronique examine la fonction du vitré, fournit un bref historique des substituts du vitré et envisage de nouvelles options de substitution.

Un aperçu du vitré

L’humeur vitrée est une substance claire et gélatineuse qui occupe l’espace entre le cristallin et la rétine.2 Composé de 98 % à 99 % d’eau en poids, le vitré est un hydrogel polymère naturel dont la structure moléculaire est constituée de fibres de collagène et d’acide hyaluronique3,4. En tant que gel, il possède à la fois des qualités solides et liquides, avec une viscosité plus élevée dans le vitré postérieur qui diminue progressivement vers le segment antérieur.5 Outre le maintien de la turgescence normale de l’orbite, le vitré a pour fonction de faire circuler les métabolites et les nutriments dans l’œil et fournit une pression hydrostatique pour maintenir la rétine en place.6

Au fur et à mesure que l’œil vieillit, le vitré subit une transformation, passant d’une substance de type gel à une substance de type liquide. Plusieurs phénomènes menaçant la vision, tels que les trous maculaires, les déchirures rétiniennes et les décollements de la rétine, peuvent survenir à la suite de cette liquéfaction.6,7 On pense que ces phénomènes sont causés par la traction du vitré qui se liquéfie sur la rétine et les vaisseaux rétiniens pendant les mouvements normaux de l’œil.

Une vitrectomie est effectuée pour retirer le vitré afin de soulager la traction et d’obtenir un accès à la rétine. Il s’agit d’une procédure chirurgicale ophtalmique courante recommandée pour une variété d’indications. Comme l’humeur vitrée ne peut pas se régénérer, la cavité doit être remplie d’un substitut pendant et après l’opération. Idéalement, le substitut est un produit qui ressemble étroitement au vitré natif à la fois dans sa structure et sa fonction.8

HISTOIRE DES SUBSTITUTS VITRÉS

L’une des premières mentions de l’utilisation de substituts vitréens remonte peut-être à 1911, lorsque des travaux réalisés par Ohm ont utilisé de l’air injecté dans la cavité vitréenne pour le rattachement de la rétine.9 En 1958, l’huile de silicone a été proposée pour la première fois comme substitut du vitré, mais elle n’a été utilisée que plusieurs années plus tard.10 L’utilisation de gaz expansibles à action prolongée, tels que l’hexafluorure de soufre (SF6) et le perfluoropropane (C3F8), a débuté au début des années 1970.11 Dans les années 1980 et 1990, les chirurgiens ont utilisé des liquides perfluorocarbonés (PFCL), qui sont plus denses que l’eau, ce qui les rend particulièrement utiles comme tampons. Chang a rapporté l’utilisation de PFCL pour la réparation de déchirures rétiniennes importantes.12 Au début des années 2000, les alcanes semi-fluorés, utilisés soit comme liquides purs, soit en conjonction avec de l’huile de silicone, ont été explorés comme option pour le substitut vitreux en raison de leur gravité spécifique intermédiaire ; ils sont plus légers que les PFCL mais plus lourds que l’eau13,14.

Bien que les polymères naturels tels que l’acide hyaluronique (HA) et le collagène semblent des choix raisonnables pour les substituts vitreux, ils sont limités par leur faible stabilité ; tous deux sont rapidement dégradés par les hyaluronidases ou les collagénases endogènes, respectivement. L’AH a été étudié comme substitut dès les années 1960 en raison de sa présence native dans l’humeur vitrée, mais il ne fournit pas à lui seul un effet stabilisateur suffisant sur la rétine. Malgré ces limites, des évaluations de polymères naturels, semi-synthétiques et synthétiques pour les substituts du vitré sont en cours depuis longtemps.

Quoi de neuf ?

Les substituts du vitré couramment utilisés et conçus pour produire un tamponnement efficace des rétines décollées comprennent les gaz expansibles, les PFCL et l’huile de silicone. Cependant, ces substituts ne peuvent être utilisés que de manière temporaire et présentent des inconvénients importants. Les patients qui utilisent des substituts gazeux doivent éviter les hautes altitudes pour empêcher l’expansion du gaz14 et peuvent également être obligés de maintenir une position face vers le bas gênante pendant plusieurs jours à plusieurs semaines, ce qui peut entraver l’observance et le succès de l’opération. Les PFCL ne sont couramment utilisés qu’en peropératoire pour les décollements de rétine compliqués en raison de leur toxicité sur de plus longues périodes.14 De même, bien que l’huile de silicone soit une option viable pour les patients qui ne sont pas en mesure de maintenir une position face vers le bas prolongée, elle doit être retirée pour prévenir les complications à long terme.6,15 Bien que l’huile de silicone conventionnelle ne soit pas une option efficace à long terme, les huiles de silicone lourdes sont étudiées en Europe. En fait, Densiron 68 (Fluoron) et Oxane HD (Bausch + Lomb), qui ne sont pas approuvés aux États-Unis, sont actuellement utilisés en Europe.

Les hydrogels polymériques représentent une nouvelle classe de substituts vitréens qui ont le potentiel de contourner les limites des produits disponibles. Les hydrogels sont des polymères hydrophiles qui forment un réseau de gel lorsqu’ils sont réticulés et qui gonflent pour former un gel viscoélastique clair.14 L’un de ces substituts vitréens est un hydrogel injectable se formant in situ (Vitargus, BioFirst) composé d’une combinaison d’HA oxydé (oxi-HA) et de dihydrazide d’acide adipique (ADH). Bien que l’AH soit l’un des principaux composants de l’humeur vitrée et qu’il soit donc un candidat idéal, il n’a pas été un substitut efficace à long terme du vitré. Cependant, lorsqu’il est oxydé par du periodate de sodium pour créer des groupes fonctionnels aldéhyde, il peut être réticulé avec de l’ADH pour former l’hydrogel oxi-HA/ADH, améliorant ainsi le temps de rétention, limitant la dégradation et augmentant la viscosité. L’hydrogel oxi-HA/ADH se formant in situ passe de l’état liquide à l’état de gel en 3 à 8 minutes à 37°C (98,6˚F) et a montré un bon profil de sécurité à ce jour.16

CONCLUSION

Comme en témoignent l’histoire et le manque de solutions à long terme, trouver le matériau idéal pour un substitut vitreux est un défi. Bien que des travaux continus soient nécessaires, les hydrogels polymères semblent être une option viable et le prochain domaine de développement des substituts vitreux.

En définitive, l’avenir des substituts vitreux dépendra du développement d’une formulation qui peut être laissée dans l’œil pendant une longue période tout en démontrant sa biocompatibilité. Une future vitrectomie qui ne s’accompagne pas de l’ordre traditionnel du médecin de rester face contre terre améliorera la qualité de vie post-chirurgicale des patients, l’observance et les taux de réussite chirurgicale. n

Ryan Bouchard est directeur des dispositifs médicaux chez Ora à Andover, Mass.

Aron Shapiro est vice-président de la rétine chez Ora à Andover, Mass.

1. Mitry D, Charteris DG, Fleck BW, et al. L’épidémiologie du décollement de la rétine rhegmatogène : variation géographique et associations cliniques. Br J Ophthalmol. 2010;94(6):678-684.

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3. Balazs EA. Structure fine et fonction des tissus oculaires. Le vitré. Int Ophthalmol Clin. 1973;13(3):169-187.

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13. Bypareddy R, Ramachandran NO, Tripathy K, et al. Evolution of the vitreous substitutes. DOS Times. Novembre 2014.

14. Donati S, Caprani SM, Airaghi G, et al. Les substituts vitréens : le présent et l’avenir. Biomed Res Int. 2014;2014:351804.

15. Soman N, Banerjee R. Substituts vitréens artificiels. Biomed Mater Eng. 2003;13(1):59-74.

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