离子泵功能降低会增加了上皮细胞的通透性，可出现脱水反应，上皮甚至可薄化6%左右。家兔SCL EW后还被发现，伴随角膜上皮基地细胞增殖的减弱，角膜缘上皮干细胞的增殖增加，推断干细胞活性增强时通过中心区基底细胞活性降低的代偿机制，进而将耗竭干细胞的储备。国外的研究指出，长期SCL EW的一些患者，除了常见微囊出现，还发现角膜上皮减薄了6%左右，氧吸收速率降低了15%。显而易见，慢性缺氧严重干扰了角膜上皮的生理功能。这种类型的上皮病变可以部分解释为什么SCL EW会增加角膜感染的易感性。
国内研究发现Ortho-K CL配戴8小时后角膜曲率变平，角膜上皮厚度与戴镜前比较无明显变化，戴镜4~5年后中央角膜上皮减薄，因而推测角膜塑形治疗早期是角膜变平发挥作用，长期配戴Ortho-K CL后角膜上皮塑形发挥作用。国外利用共焦扫描显微镜的观察研究发现，戴Ortho-K CL1个月后，角膜上皮和基质层与戴镜前相比均有厚度变薄的改变，尤以上皮层比较明显，同时观察到停戴2周后角膜厚度完全恢复到基础水平。Ortho-K CL引起的角膜变薄化应是角膜塑形的效应，而且并未发现对角膜摄氧量和角膜新陈代谢产生不良影响，与SCL长期EW后的角膜功能衰退薄化有所不同。