Pouvoir couvrant des substituts lacrymaux selon leur rhéologie

Les performances des préparations ophtalmiques sont toujours améliorées par l’ajout de viscosifiants. La caractérisation rhéologique fine d'un grand nombre de substituts commercialisés a permis de cerner leur comportement rhéologique et l’amplitude de leurs variations, et ainsi de comprendre le lien entre le pouvoir couvrant et la rhéologie des substituts.

La caractérisation rhéologique met en évidence trois classes différentes de produits : newtoniens, rhéofluidifiants à seuil d’écoulement et rhéofluidifiants purs. Elle permet de préciser les classes thérapeutiques généralement employées : "larmes", "gels" et "semi-visqueux". Elle apporte des données pouvant guider le praticien lors de la prescription.

Les produits sont analysés en écoulement : leur viscosité est mesurée pour différentes valeurs de taux de cisaillement. La température est régulée et le séchage du produit est empêché grâce à un piège anti-évaporation.

Les produits Newtoniens (voir Figure 1) présentent une viscosité constante en fonction du gradient de cisaillement. Cela signifie que leur viscosité ne varie pas lors des différentes phases d’un clignement. Ils sont à base principalement de chlorure de sodium et de dérivés vinyliques.

Les niveaux de viscosité rencontrés varient de 0,9 mPa.s à 4,1 mPa.s (l'eau étant à 1 mPa.s pour référence). On peut déduire plusieurs comportements sur l’œil en fonction de la viscosité des produits : les produits faiblement visqueux forment un film instable se rompant rapidement, tandis que les produits plus visqueux forment un film moins homogène pouvant troubler la vision, mais prolongeant la protection de la surface oculaire entre les clignements.

Plusieurs substituts présentant une viscosité moyenne comme par exemple le produit N2. Cela représente un bon compromis entre la formation d'un film homogène et le temps de rupture de ce film après un clignement par rapport à des produits très peu visqueux tel que N6 ou plus visqueux tel que N9.

Les substituts purement rhéofluidifiants (voir Figure 2) sont caractérisés par une viscosité qui diminue avec l'augmentation du taux de cisaillement. Par conséquent, la viscosité lors d'un clignement sera inférieure à celle entre deux clignements. Ils sont généralement à base de hyaluronate de sodium ou d’éthers cellulosiques. Ce comportement peut permettre de former un film stable et homogène sur l’œil.

Par exemple, dans le cas du produit RF 4, il y a une variation de viscosité de 13,5 à 7,3 mPa.s entre les différentes phases d’un clignement. Cela permet d’améliorer le confort par rapport à un substitut qui présenterait une viscosité constante de 13,5 mPa.s. En effet, grâce à la rhéofluidification, il s’étalera mieux lors du clignement que cet équivalent newtonien, tout en ayant une stabilité et une rémanence équivalente entre les clignements.

Enfin, les produits rhéofluidifiant à seuil d’écoulement (voir Figure 3) sont gélifiés grâce à l'ajout d'un agent de texture comme les Carbomer®. Ces produits ne peuvent s’écouler que si une contrainte supérieure au seuil d'écoulement est appliquée. Ainsi, l’étalement de ces produits est affecté par l’intensité du seuil d’écoulement. Une valeur centrale du seuil se situe autour de 10 Pa. Elle correspond à la contrainte exercée par la gravité. Une goutte de produit présentant un seuil d’écoulement supérieur, comme par exemple le produit S 1, s’étale en formant un tas, alors que si le seuil est inférieur comme par exemple les produits S 4 et S 10, la goutte s’étale de manière quasi similaire à un substitut classique. Cet étalement évite le trouble visuel transitoire après instillation.

Lors d’un clignement, les gradients de cisaillement rencontrés sont de l’ordre de 1000 s-1. A ces niveaux, la viscosité de ces produits présente des variations importantes : de 91 mPa.s à 230 mPa.s Des substituts tels que les produits S 4 et S 10, de plus faible viscosité, s’étaleront donc mieux à la surface de l’œil, contrairement au produit S 1 par exemple. Ceci améliore le confort pour le patient et évite la sensation de corps étranger sous la paupière qui pourrait entraîner le rejet du produit.

En plus de la fonction médicale, le choix du produit à prescrire peut être directement lié à ses propriétés rhéologiques. Le comportement, newtonien, rhéofluidifiant ou à seuil est à chaque fois un compromis entre confort et persistance du produit dans l’œil. Ce choix revient au praticien, en fonction des besoins du patient.