Ulyanovsk Medico-biological Journal

CLINICAL MEDICINE

Download article

 

DOI 10.34014/2227-1848-2025-2-67-77

THEORETICAL AND PRACTICAL APPROACHES TO DEVELOPMENT AND APPLICATION OF NEW PROSTHETIC BIO-MATERIALS FOR HERNIOPLASTY WITH IPOM TECHNIQUE

Yu.V. Ponomareva1,2, N.N. Sarbaeva 2, M.V. Korolev 2, M.N. Milyakova 2, S.A. Stolyarov 2

1 ARTBIO, Samara, Russia;

2 Reaviz Medical University, Samara, Russia

 

In modern herniology, synthetic prostheses are widely used to repair defects in the anterior abdominal wall. For over 20 years, the IPOM technique has been used for a large proportion of such implantations. However, such complications as adhesion formation and migration of a previously implanted prosthesis remain an unsolved problem. Thus, the search for new prosthetic materials is driven by the need to minimize risks and improve treatment outcomes, particularly for patients with postoperative ventral hernias.

The aim of the study was to evaluate the safety and functional characteristics of a xenogeneic acellular dermal matrix during long-term implantation into the abdominal cavity in vivo.

Materials and Methods. The matrix was obtained from human dermis by successive removal of cellular elements, lipids and DNA. The assessment indicated that all safety-relevant components were eliminated. Sterile samples were implanted on the anterior wall of the stomach of the laboratory rats after complete excision of the serous membrane. Histological and immunohistochemical studies of adhesive properties, surrounding tissue integration and remesothelialization were performed after 28, 45 and 90 days.

Results. The matrix demonstrated the absence of adhesive properties and high biocompatibility while maintaining the structure and integrity of collagen fibrils. Mesothelial healing was observed only by day 90.

Conclusion. The obtained results allow us to consider the matrix as a promising alternative to synthetic prostheses. However, the current study requires more investigation to fully understand a topic.

Key words: hernioplasty, intraperitoneal implantation, prosthetic material for hernioplasty, peritoneum, acellular dermal matrix, intraperitoneal adhesions.

 

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Author contributions

Research concept and design: Ponomareva Yu.V., Sarbaeva N.N.

Literature search, participation in the study, data processing: Korolev M.V., Milyakova M.N., Stolyarov S.A.

Data analysis and interpretation: Ponomareva Yu.V., Korolev M.V.

Text writing and editing: Ponomareva Yu.V., Sarbaeva N.N., Korolev M.V., Milyakova M.N., Stolyarov S.A.

 

References

  1. Luan F., Cao W., Cao C., Li B., Shi X., Gao C. Construction and properties of the silk fibroin and polypropylene composite biological mesh for abdominal incisional hernia repair. Front Bioeng Biotechnol. 2022; 10: 949917. DOI: 10.3389/fbioe.2022.949917.

  2. Potapov P.A., Timoshenko D.S., Armashov V.P. Roboticheskaya khirurgiya: vchera, segodnya, zavtra [Robotic-assisted surgery: yesterday, today, tomorrow]. Khirurgiya. 2022; 11: 29–35 (in Russian).

  3. Protasov A.V., Kalyakanova I.O., Kaitova Z.S. Vybor implanta dlya gernioplastiki ventral'nykh gryzh [The choice of implant for hernioplasty of postoperative ventral hernias]. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Meditsina. 2018; 22 (3): 258–264 (in Russian).

  4. Parshikov V.V. Proteziruyushchaya plastika bryushnoy stenki v lechenii ventral'nykh i posleoperatsionnykh gryzh: klassifikatsiya, terminologiya i tekhnicheskie aspekty (obzor) [Abdominal wall prosthetic repair in ventral and incisional hernia treatment: classification, terminology and technical aspects (review)]. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2015; 7 (2): 138–152 (in Russian).

  5. Gogiya B.Sh., Alyautdinov R.R., Kopyl'tsov A.A., Tokareva T.V. Sovremennyy vzglyad na lechenie posleoperatsionnykh gryzh bryushnoy stenki [The modern view on the treatment of postoperative abdominal wall hernias]. Consilium Medicum. 2016; 2 (2): 6–8 (in Russian).

  6. Bittner R., Bain K., Bansal V.K., Berrevoet F., Bingener-Casey J., Chen D., Chen J., Chowbey P., Dietz U.A., de Beaux A., Ferzli G., Fortelny R., Hoffmann H., Iskander M., Ji Z., Jorgensen L.N., Khullar R., Kirchhoff P., Köckerling F., Kukleta J., LeBlanc K., Li J., Lomanto D., Mayer F., Meytes V., Misra M., Morales-Conde S., Niebuhr H., Radvinsky D., Ramshaw B., Ranev D., Reinpold W., Sharma A., Schrittwieser R., Stechemesser B., Sutedja B., Tang J., Warren J., Weyhe D., Wiegering A., Woeste G., Yao Q. Update of Guidelines for laparoscopic treatment of ventral and incisional abdominal wall hernias (International Endohernia Society (IEHS))-Part A. Surg Endosc. 2019; 33 (10): 3069–3139. DOI: 10.1007/s00464-019-06907-7.

  7. Burdakov V.A., Matveev N.L., Ukhanov A.I. Evolyutsiya metodov endoskopicheskoy ventral'noy gernioplastiki [Evolution of endoscopic ventral hernioplasty methods]. Moskovskiy khirurgicheskiy zhurnal. 2018; 3: 130–130 (in Russian).

  8. Ali F., Sandblom G., Wikner A., Wallin G. Laparoscopic ventral and incisional hernia repair using intraperitoneal onlay mesh with peritoneal bridging. Hernia. 2022; 26 (2): 635–646. DOI: 10.1007/s10029-021-02502-9.

  9. Gorskiy V.A., Sivkov A.S., Ettinger A.P. Eksperimental'naya i klinicheskaya otsenka vozmozhnosti ispol'zovaniya kollagenovoy substantsii dlya vnutribryushinnoy plastiki ventral'nykh gryzh [Experimental and clinical evaluation of using a collagen substance for intraperitoneal plastic surgery for ventral hernias]. Aktual'nye voprosy meditsiny. Innovatsionnye tekhnologii v khirurgii. 2018; 1: 10–12 (in Russian).

  10. Pascual G., Benito-Martinez S., Rodriguez M., Perez-Kohler B., Garcia-Moreno F., Bellon J.M. Behaviour at the peritoneal interface of next-generation prosthetic materials for hernia repair. Surg. Endosc. 2022; 36 (1): 579–590. DOI: 10.1007/s00464-021-08320-5.

  11. Ball C.G., Kirkpatrick A.W., Stuleanu T., Rosen M.J., Eberle T.L. Is the type of biomesh relevant in the prevention of recurrence following abdominal wall reconstruction? A randomized controlled trial. Can J Surg. 2022; 65 (4): E541–E549. DOI: 10.1503/cjs.020621.

  12. Soare A.M., Cârţu D., Nechita S.L., Andronic O., Șurlin V. Complications of Intraperitoneal Mesh Techniques for Incisional Hernia – A Systematic Review. Chirurgia (Bucur). 2021; 116 (6 Suppl): S36–S42.

  13. Tang C.L., Jayne D.G., Seow-Choen F., Ng Y.Y., Eu K.W., Mustapha N.A. A randomized controlled trial of 0.5 % ferric hyaluronate gel (Intergel) in the prevention of adhesions following abdominal surgery. Ann Surg. 2006; 243 (4): 449–455. DOI: 10.1097/01.sla.0000207837.71831.a2.

  14. Mutsaers S.E., Prêle C.M., Pengelly S., Herrick S.E. Mesothelial cells and peritoneal homeostasis. Fertil Steril. 2016; 106 (5): 1018–1024. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2016.09.005.

  15. Biological Mesh: A Review of Clinical Effectiveness, Cost-Effectiveness and Guidelines – An Update [Internet]. Ottawa (ON): Canadian Agency for Drugs and Technologies in Health; 2015.

  16. Kumari R., Ven K., Chastney M., Kokate S.B., Peränen J., Aaron J., Kogan K., Almeida-Souza L., Kremneva E., Poincloux R., Chew T.L., Gunning P.W., Ivaska J., Lappalainen P. Focal adhesions contain three specialized actin nanoscale layers. Nat Commun. 2024; 15 (1): 2547. DOI: 10.1038/s41467-024-46868-7.

  17. Herrick S.E., Wilm B. Post-Surgical Peritoneal Scarring and Key Molecular Mechanisms. Biomolecules. 2021; 11 (5): 692. DOI: 10.3390/biom11050692.

Received March 17, 2025; accepted May 12, 2025.

 

Information about the authors

Ponomareva Yuliya Vyacheslavovna, Doctor of Sciences (Medicine), Director, ARTBIO. 443009, Russia, Samara, Voronezhskaya St., 7; Director, Research Institute of Medical Personalized Biotechnologies, Reaviz Medical University. 443001, Russia, Samara, Chapaevskaya St., 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7713-4926

Sarbaeva Natal'ya Nikolaevna, Candidate of Sciences (Biology), Leading Researcher, Research Institute of Medical Personalized Biotechnologies, Reaviz Medical University. 443001, Russia, Samara, Chapaevskaya St., 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6410-3437

Korolev Mikhail Vadimovich, Postgraduate Student, Chair of Surgical Diseases, Reaviz Medical University. 443001, Russia, Samara, Chapaevskaya St., 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1367-6590

Milyakova Marina Nikolaevna, Candidate of Sciences (Biology), Specialist in Clinical Laboratory Diagnostics, Reaviz Medical University. 443001, Russia, Samara, Chapaevskaya St., 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-2371-5036

Stolyarov Sergey Anatol'evich, Doctor of Sciences (Medicine), Head of the Chair of Surgical Diseases, Reaviz Medical University. 443001, Russia, Samara, Chapaevskaya St., 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-9009-6629

 

For citation

Ponomareva Yu.V., Sarbaeva N.N., Korolev M.V., Milyakova M.N., Stolyarov S.A. Teoreticheskie i prakticheskie podkhody k sozdaniyu i primeneniyu novykh proteziruyushchikh materialov na biologicheskoy osnove dlya gernioplastiki sposobom IPOM [Theoretical and practical approaches to development and application of new prosthetic bio-materials for hernioplasty with IPOM technique]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2025; 2: 67–77. DOI: 10.34014/2227-1848-2025-2-67-77 (in Russian).

 

 

Скачать статью

УДК 617.55:617-089:615.47:611.95:616-089.844:616.3457.053.2

DOI 10.34014/2227-1848-2025-2-67-77

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ НОВЫХ ПРОТЕЗИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ГЕРНИОПЛАСТИКИ СПОСОБОМ IPOM

Ю.В. Пономарева 1,2, Н.Н. Сарбаева 2, М.В. Королев 2, М.Н. Милякова 2, С.А. Столяров 2

1 ООО «АРТБИО», г. Самара, Россия;

2 ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз», г. Самара, Россия

 

В современной герниологии синтетические протезы активно применяют для восстановления дефектов передней брюшной стенки. Большая доля таких имплантаций приходится на способ IPOM, который применяется более 20 лет, при этом осложнения в виде формирования спаек и миграции ранее имплантированного протеза остаются нерешенной проблемой. Это стимулирует поиск новых протезирующих материалов, способных минимизировать риски и улучшить результаты лечения пациентов с послеоперационными вентральными грыжами.

Цель исследования – оценка безопасности и функциональных характеристик ацеллюлярного дермального матрикса ксеногенного происхождения при длительной имплантации в брюшную полость in vivo.

Материалы и методы. Матрикс был получен из дермы человека путем последовательного удаления клеточных элементов, липидов и ДНК. Осуществлена оценка полноты элиминации различных компонентов, оказывающих непосредственное влияние на безопасность. Стерильные образцы имплантированы лабораторным крысам на переднюю стенку желудка после полного иссечения серозной оболочки. Через 28, 45 и 90 сут проведены гистологические и иммуногистохимические исследования адгезивных свойств, интеграции в окружающие ткани и особенностей ремезотелизации.

Результаты. Матрикс продемонстрировал отсутствие адгезивных свойств и высокую биосовместимость при сохранении структуры и целостности коллагеновых фибрилл. Восстановление слоя мезотелия на его поверхности произошло только к 90-м сут.

Выводы. Полученные результаты позволяют рассматривать матрикс как перспективную альтернативу синтетическим протезам, однако для подтверждения этого необходимы дальнейшие исследования.

Ключевые слова: герниопластика, интраперитонеальная имплантация, протезирующий материал для герниопластики, брюшина, ацеллюлярный дермальный матрикс, интраперитонеальные спайки.

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: Пономарева Ю.В., Сарбаева Н.Н.

Литературный поиск, участие в исследовании, обработка материала: Королев М.В., Милякова М.Н., Столяров С.А.

Анализ и интерпретация данных: Пономарева Ю.В., Королев М.В.

Написание и редактирование текста: Пономарева Ю.В., Сарбаева Н.Н., Королев М.В., Милякова М.Н., Столяров С.А.

 

Литература

  1. Luan F., Cao W., Cao C., Li B., Shi X., Gao C. Construction and properties of the silk fibroin and polypropylene composite biological mesh for abdominal incisional hernia repair. Front Bioeng Biotechnol. 2022; 10: 949917. DOI: 10.3389/fbioe.2022.949917.

  2. Потапов П.А., Тимошенко Д.С., Армашов В.П. Роботическая хирургия: вчера, сегодня, завтра. Хирургия. 2022; 11: 29–35.

  3. Протасов А.В., Каляканова И.О., Каитова З.С. Выбор импланта для герниопластики вентральных грыж. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2018; 22 (3): 258–264.

  4. Паршиков В.В. Протезирующая пластика брюшной стенки в лечении вентральных и послеоперационных грыж: классификация, терминология и технические аспекты (обзор). Современные технологии в медицине. 2015; 7 (2): 138–152.

  5. Гогия Б.Ш., Аляутдинов Р.Р., Копыльцов А.А., Токарева Т.В. Современный взгляд на лечение послеоперационных грыж брюшной стенки. Consilium Medicum. 2016; 2 (2): 6–8.

  6. Bittner R., Bain K., Bansal V.K., Berrevoet F., Bingener-Casey J., Chen D., Chen J., Chowbey P., Dietz U.A., de Beaux A., Ferzli G., Fortelny R., Hoffmann H., Iskander M., Ji Z., Jorgensen L.N., Khullar R., Kirchhoff P., Köckerling F., Kukleta J., LeBlanc K., Li J., Lomanto D., Mayer F., Meytes V., Misra M., Morales-Conde S., Niebuhr H., Radvinsky D., Ramshaw B., Ranev D., Reinpold W., Sharma A., Schrittwieser R., Stechemesser B., Sutedja B., Tang J., Warren J., Weyhe D., Wiegering A., Woeste G., Yao Q. Update of Guidelines for laparoscopic treatment of ventral and incisional abdominal wall hernias (International Endohernia Society (IEHS))-Part A. Surg Endosc. 2019; 33 (10): 3069–3139. DOI: 10.1007/s00464-019-06907-7.

  7. Бурдаков В.А., Матвеев Н.Л., Уханов А.И. Эволюция методов эндоскопической вентральной герниопластики. Московский хирургический журнал. 2018; 3: 130–130.

  8. Ali F., Sandblom G., Wikner A., Wallin G. Laparoscopic ventral and incisional hernia repair using intraperitoneal onlay mesh with peritoneal bridging. Hernia. 2022; 26 (2): 635–646. DOI: 10.1007/s10029-021-02502-9.

  9. Горский В.А., Сивков А.С., Эттингер А.П. Экспериментальная и клиническая оценка возможности использования коллагеновой субстанции для внутрибрюшинной пластики вентральных грыж. Актуальные вопросы медицины. Инновационные технологии в хирургии. 2018; 1: 10–12.

  10. Pascual G., Benito-Martinez S., Rodriguez M., Perez-Kohler B., Garcia-Moreno F., Bellon J.M. Behaviour at the peritoneal interface of next-generation prosthetic materials for hernia repair. Surg. Endosc. 2022; 36 (1): 579–590. DOI: 10.1007/s00464-021-08320-5.

  11. Ball C.G., Kirkpatrick A.W., Stuleanu T., Rosen M.J., Eberle T.L. Is the type of biomesh relevant in the prevention of recurrence following abdominal wall reconstruction? A randomized controlled trial. Can J Surg. 2022; 65 (4): E541–E549. DOI: 10.1503/cjs.020621.

  12. Soare A.M., Cârţu D., Nechita S.L., Andronic O., Șurlin V. Complications of Intraperitoneal Mesh Techniques for Incisional Hernia – A Systematic Review. Chirurgia (Bucur). 2021; 116 (6 Suppl): S36–S42.

  13. Tang C.L., Jayne D.G., Seow-Choen F., Ng Y.Y., Eu K.W., Mustapha N.A. A randomized controlled trial of 0.5 % ferric hyaluronate gel (Intergel) in the prevention of adhesions following abdominal surgery. Ann Surg. 2006; 243 (4): 449–455. DOI: 10.1097/01.sla.0000207837.71831.a2.

  14. Mutsaers S.E., Prêle C.M., Pengelly S., Herrick S.E. Mesothelial cells and peritoneal homeostasis. Fertil Steril. 2016; 106 (5): 1018–1024. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2016.09.005.

  15. Biological Mesh: A Review of Clinical Effectiveness, Cost-Effectiveness and Guidelines – An Update [Internet]. Ottawa (ON): Canadian Agency for Drugs and Technologies in Health; 2015.

  16. Kumari R., Ven K., Chastney M., Kokate S.B., Peränen J., Aaron J., Kogan K., Almeida-Souza L., Kremneva E., Poincloux R., Chew T.L., Gunning P.W., Ivaska J., Lappalainen P. Focal adhesions contain three specialized actin nanoscale layers. Nat Commun. 2024; 15 (1): 2547. DOI: 10.1038/s41467-024-46868-7.

  17. Herrick S.E., Wilm B. Post-Surgical Peritoneal Scarring and Key Molecular Mechanisms. Biomolecules. 2021; 11 (5): 692. DOI: 10.3390/biom11050692.

Поступила в редакцию 17.03.2025; принята 12.05.2025.

 

Авторский коллектив

Пономарева Юлия Вячеславовна – доктор медицинских наук, директор, ООО «АРТБИО». 443009, Россия, г. Самара, ул. Воронежская, 7; директор НИИ медицинских персонифицированных биотехнологий, ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз». 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7713-4926

Сарбаева Наталья Николаевна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник НИИ медицинских персонифицированных биотехнологий, ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз». 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6410-3437

Королев Михаил Вадимович – аспирант кафедры хирургических болезней, ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз». 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1367-6590

Милякова Марина Николаевна – кандидат биологических наук, специалист по клинико-лабораторной диагностике, ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз». 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-2371-5036

Столяров Сергей Анатольевич – доктор медицинских наук, заведующий кафедрой хирургических болезней, ЧУО ОВО «Медицинский университет «Реавиз». 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-9009-6629

 

Образец цитирования

Пономарева Ю.В., Сарбаева Н.Н., Королев М.В., Милякова М.Н., Столяров С.А. Теоретические и практические подходы к созданию и применению новых протезирующих материалов на биологической основе для герниопластики способом IPOM. Ульяновский медико-биологический журнал. 2025; 2: 67–77. DOI: 10.34014/2227-1848-2025-2-67-77.