Physico-Mechanical Performance Evaluation of Large Pore Synthetic Meshes with Different Textile Structures for Hernia Repair Applications

• Autorzy: Liu P. , Shao H. , Chen N.-L. , Jiang J.-H.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.5743

Warianty tytułu

PL

Ocena właściwości fizyko-mechanicznych syntetycznych chirurgicznych siatek przepuklinowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper studied the relationship between the textile structure of warp knitted hernia repair meshes and their physico-mechanical properties to solve the problem of hernia patch application evaluation and clear the mechanism of hernia patch structure-performance for clinical application. Six different prototypes of large pore meshes were fabricated, including four kinds of meshes with different pore shapes: H (hexagonal), D (diamond), R (round) and P (pentagonal); and two kinds of meshes with inlays: HL (hexagonal with inlays) and DL (diamond with inlays), using the same medical grade polypropylene monofilament. All meshes were designed with the same walewise density and coursewise density. Then the influence of other structural parameters on the physico-mechanical properties of the meshes was analysed. The physico-mechanical properties of these meshes tested meet the requirements of hernia repair, except mesh DL, whose tear resistance strength (12.93±2.44 N in the transverse direction) was not enough. Mesh R and P demonstrated less anisotropy, and they exhibited similar physico-mechanical properties. These four kinds of meshes without inlays demonstrated similar ball burst strength properties, but mesh HL and DL exhibited better ball burst strength than the others. All in all, uniform structures are expected to result in less anisotropy, and meshes with inlays, to some extent, possess higher mechanical properties. And the ratio of open loop number to closed loop number in a repetition of weave of fabric has marked effect on the physico-mechanical properties. Thus we can meet the demands of specific patients and particular repair sites by designing various meshes with appropriate textile structures.

PL

W pracy przeanalizowano zależność między strukturą chirurgicznych siatek przepuklinowych a ich właściwościami fizyczno-mechanicznymi. Opracowano sześć różnych prototypów siatek o dużych porach, w tym cztery rodzaje oczek o różnych kształtach porów: H (sześciokąt), D (romb), R (okrąg) i P (pięciokąt); oraz dwa rodzaje oczek z inkrustacją: HL (sześciokątne z inkrustacją) i DL (romb z inkrustacją), z wykorzystaniem tego samego monofilamentu z polipropylenu klasy medycznej. Wszystkie oczka zostały zaprojektowane z taką samą gęstością. Następnie analizowano wpływ pozostałych parametrów strukturalnych na właściwości fizyczno-mechaniczne oczek. Właściwości fizyczno-mechaniczne badanych siatek spełniają wymagania, z wyjątkiem siatki DL, której wytrzymałość na rozdarcie (12,93 ± 2,44 N w kierunku poprzecznym) nie była wystarczająca. Siatki R i P wykazywały mniejszą anizotropię i podobne właściwości fizyko-mechaniczne. Powyższe cztery rodzaje siatek bez inkrustacji wykazywały podobne właściwości wytrzymałości na pękanie, a siatki HL i DL wykazywały lepszą wytrzymałość na rozerwanie niż pozostałe. Stwierdzono, że jednolite struktury charakteryzują się mniejszą anizotropią, a siatki z inkrustacją, do pewnego stopnia, mają lepsze właściwości mechaniczne.

Słowa kluczowe

EN

hernia repair; large-pore meshes; physico-mechanical properties; warp knitted meshes; pore shape; meshes with inlays

PL

przepuklina; siatki o dużych porach; właściwości fizykomechaniczne; osnowowe siatki dzianinowe; kształt porów; siatki z wkładkami

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 26, no. 2 (128)
• Strony: 79--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Liu P.

• Donghua University, College of Textiles, Shanghai, 201620, P.R. China

autor

Shao H.

• Donghua University, College of Textiles, Shanghai, 201620, P.R. China

autor

Chen N.-L.

• Donghua University, College of Textiles, Shanghai, 201620, P.R. China
• Donghua University, Engineering Research Center of Technical Textiles, Ministry of Education, Shanghai, 201620, P.R. China

autor

Jiang J.-H.

• Donghua University, College of Textiles, Shanghai, 201620, P.R. China
• Donghua University, Engineering Research Center of Technical Textiles, Ministry of Education, Shanghai, 201620, P.R. China

Bibliografia

• 1. Bilsel Y, Abci I. The search for ideal hernia repair; mesh materials and types. Int J Surg. 2012; 10: 317-21.
• 2. Klosterhalfen B, Junge K, Klinge U. The lightweight and large porous mesh concept for hernia repair. Expert Review of Medical Devices 2005; 2: 103-17.
• 3. Lefranc O, Bayon Y, Montanari S, Gravagna P, Thérin M. Reinforcement Materials in Soft Tissue Repair: Key Parameters Controlling Tolerance and Performance – Current and Future Trends in Mesh Development 2010.
• 4. Lambertz A, Hil LCLVD, Schöb DS, Binnebösel M, Kroh A, Klinge U, et al. Analysis of adhesion formation of a new elastic thermoplastic polyurethane (TPU) mesh in comparison to polypropylene (PP) meshes in IPOM position. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2015; 53: 366-72.
• 5. Cobb WS, Kercher KW, Heniford BT. The argument for lightweight polypropylene mesh in hernia repair. Surgical Innovation 2005; 12: 63.
• 6. Weyhe D, Cobb W, Lecuivre J, Alves A, Ladet S, Lomanto D, et al. Large pore size and controlled mesh elongation are relevant predictors for mesh integration quality and low shrinkage--Systematic analysis of key parameters of meshes in a novel minipig hernia model. International Journal of Surgery 2015; 22: 46.
• 7. Deeken CR, Abdo MS, Frisella MM, Matthews BD. Physicomechanical evaluation of polypropylene, polyester, and polytetrafluoroethylene meshes for inguinal hernia repair. Journal of the American College of Surgeons 2011; 212: 68-79.
• 8. Deeken CR, Jr TD, Castile RM, Lake SP. Biaxial analysis of synthetic scaffolds for hernia repair demonstrates variability in mechanical anisotropy, non-linearity and hysteresis. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2014; 38: 6.
• 9. Li X, Kruger JA, Jor JWY, Wong V, Dietz HP, Nash MP, et al. Characterizing the ex vivo mechanical properties of synthetic polypropylene surgical mesh. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2014; 37: 48-55.
• 10. Gaoming J, Xuhong M, Dajun L. Process of warp knitting mesh for hernia repair and its mechanical properties. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2005; 13, 3(51):44-46.
• 11. Zhu LM, Schuster P, Klinge U. Mesh implants: An overview of crucial mesh parameters. World J Gastrointest Surg. 2015; 7: 226-36.
• 12. Medén-Britth G, Rådegran K. Ultra-Light Knitted Structures for Application in Urologinecology and General Surgery – Optimization Of Structure. Journal of Food Process Engineering 2011; 33: 861–82.
• 13. Zhao S, Li Q, Miao X, Ma P. Design and development of warp knitting hernia mesh. Technical Textiles 2014.
• 14. Ciobanu AR, Ciobanu L, Dumitras C, Sârghie B. Comparative Analysis of the Bursting Strength of Knitted Sandwich Fabrics. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2016; 24, 2(116): 95-101. DOI: 10.5604/12303666.1191432
• 15. Havlová M, Špánková J. Porosity of Knitted Fabrics in the Aspect of Air PermeabilityDiscussion of Selected Assumptions. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe. 2017; 25, 3(123): 86-91. DOI: 10.5604/01.3001.0010.1695
• 16. Liu YY, Chen NL. Effect of Heat-Setting on Structural Parameters and Mechanical Properties of PP Monofilament Hernia Patch. Journal of Donghua University (English Edition). 2014;31:654-8.
• 17. Klinge U, Klosterhalfen B, Öttinger AP, Junge K, Schumpelick V. PVDF as a new polymer for the construction of surgical meshes. Biomaterials 2002; 23: 3487.
• 18. Jr SW. Alloplasts and biointegration. Journal of Endourology 2000; 14: 9-17.
• 19. Gonzalez R, Fugate K, Iii MC, Ritter EM, Lederman A, Dillehay D, et al. Relationship Between Tissue Ingrowth and Mesh Contraction. World Journal of Surgery 2005; 29: 1038.
• 20. Conze J, Rosch R, Klinge U, Weiss C, Anurov M, Titkowa S, et al. Polypropylene in the intra-abdominal position: influence of pore size and surface area. Hernia: The Journal of Hernias and Abdominal Wall Surgery 2004; 8: 365-72.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).