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Biomechanical considerations: evaluating scleral reinforcement materials for pathological myopia

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      Abstract

      Objective: Scleral biomechanical weakness and thinness are known to be one of the main factors in the pathogenesis of progressive myopia. Posterior scleral reinforcement surgery remains the rational treatment for pathological myopia. We tested the biomechanical properties of 3 types of scleral reinforcement materials (artificial pericardium, human sclera, and all-dermal matrix) in an attempt to select the ideal material for the reinforcement of pathologic sclera.
      Design: Experimental study.
      Participants: Forty-five adult Japanese white rabbits.
      Methods: Animals were equally divided into 3 groups. For each group, 1 type of material was surgically implanted at the back of the globe. We harvested samples after 10 months of implantation, tested the elasticity modulus for both reinforced sclera and unreinforced control sclera, and assessed data by t test methods. Statistically significant differences were considered when p < 0.05.
      Results: Rabbit sclera reinforced by artificial pericardium or human sclera showed significant increases in the elasticity modulus compared with control eyes. However, the rabbit sclera reinforced by all-dermal matrix showed no significant difference in the elasticity modulus compared with normal controls.
      Conclusions: The analysis of biomechanical considerations in scleral reinforcement materials presented here is a very helpful method to choose the best materials for treatment of myopia. Of all materials tested, the artificial pericardium and human foreign-body sclera provided the best biomechanical characteristics.

      Résumé

      Objet: La faiblesse biomécanique et la minceur de la sclére sont reconnues parmi les nombreux facteurs de patho-genèse de la myopie progressive. La chirurgie visant à renforcer la sclère postérieure demeure le traitement rationnel de la myopie pathologique. Nous avons vérifié les propriétés biomécaniques de 3 types de matériaux de renforcement scléral (le péricarde artificiel, la sclère humaine et la matrice entièrement dermique) lors d’un essai portant sur le choix du matériel idéal pour renforcer la sclère pathologique.
      Nature: Étude expérimentale.
      Participants: Quarante-cinq lapins blancs adultes japonais.
      Méthodes: Les animaux ont été répartis en 3 groupes égaux. Dans chacun des groupes, un type de matériel a été implanté chirurgicalement derrière le globe. Nous avons recueilli des échantillons 10 mois après l’implantation, testé le module d’élasticité des sclères renforcées et des sclères témoins non renforcées et évalué les données selon les méthodes de test t. On a estimé les écarts statistiquement importants lorsque p < 0,05.
      Résultats: La sclère du lapin renforcée par le péricarde artificiel ou la sclère humaine a montré un accroissement important dans le module d’élasticité comparativement aux yeux témoins. Toutefois, la sclère du lapin renforcée par la matrice entièrement dermique n’a pas donné d’écart significatif dans le module d’élasticité comparativement aux vérifications normales.
      Conclusions: L’analyse des considérations biomécaniques des matériaux de renforcement de la sclère a présenté une méthodefort utile pour choisir les meilleurs matériaux de traitement de la myopie. De tous les matériaux testés, le péricarde artificiel et la sclère humaine d’un corps étranger ont donné les meilleures caractéristiques biomécaniques.

      Keywords

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