Multi-scale biomechanics of healthy and pathological cornea
Biomécanique multi-échelle de la cornée saine et pathologique
Résumé
The cornea is the external and transparent part of the eye and one of the essential tissues for vision. Indeed, it provides 2/3 of the optical power of the eye while resisting the daily intraocular pressure variations to which it is subjected. Keratoconus is an idiopathic corneal dystrophy characterized by an ectasia and a progressive thinning of the tissue in the area affected by the pathology. To date, there is no clear and identified origin of the disease. One of the hypotheses put forward is the change in geometry induced by repeated ocular friction.The mechanical properties of the cornea are linked to the very particular microstructure of its stroma made of a plywood of collagen lamellae and it has been clearly identified that this microstructure becomes disorganized in the case of keratoconus. Numerous mechanical models have been developed to take into account this microstructure, in healthy and pathological cases, however there is to date very little experimental data on the macroscopic mechanical response of the cornea to validate them.The objective of this thesis is therefore to characterize the corneal mechanics in order to better understand the onset of pathology. Three main questions are investigated: what are the mechanical parameters that influence the appearance of keratoconus? Can we measure the mechanical response of the healthy cornea to complete the data available in the literature? What is the mechanical response of the cornea to intraocular pressure after tansplantation?
La cornée est la partie extérieure et transparente de l’œil et un des tissus essentiels à la vision. En effet, elle procure les 2/3 du pouvoir optique de l’œil tout en résistant aux variations de pression intraoculaire journalière auxquelles elle est soumise. Le kératocône est une dystrophie cornéenne idiopathique caractérisée par une ectasie et un amincissement progressif du tissu dans la zone touchée par la pathologie. A ce jour, il n’existe pas d’origine claire et identifiée de la maladie. Une des hypothèses avancées est le changement de géométrie induit par un frottement oculaire répété.Les propriétés mécaniques de la cornée sont liées à la microstructure très particulière de son stroma en contreplaqué de lamelles de collagène et il a été clairement identifié que cette microstructure se désorganise dans le cas d’un kératocône. De nombreux modèles mécaniques ont été développés pour prendre en compte cette microstructure, dans des cas sains et pathologiques, cependant il n’existe à ce jour que très peu de données expérimentales sur la réponse mécanique macroscopique de la cornée pour les valider.L’objectif de cette thèse est donc de caractériser la mécanique cornéenne afin de mieux comprendre l’apparition de la pathologie. Trois questions principales sont investiguées : quels sont les paramètres mécaniques qui influencent l’apparition du kératocône ? Peut-on mesurer la réponse mécanique de la cornée saine afin de compléter les données disponibles dans la littérature ? Quelle est la réponse mécanique de la cornée à la pression intraoculaire après une greffe ?
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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