Background. New implantation methods are of great importance due to the development of endoprostheses in traumatology and orthopedics, restorative medicine and dentistry. Equally important is the early detection and description of the implant-associated complications.
The aim of the study is to find and describe thrombi and emboli in the heart and lungs formed after experimental implantation of metallic devices in the peripheral part of limb using extracellular vesicles of mesenchymal stromal cells.
Methods. Outbred rabbits of both genders at the age from 4 to 6 months and of weight from 3 to 4 kg underwent experimental implantation. The study enrolled 57 species in total. They were divided into two groups: 30 animals underwent implantation of metallic devices using extracellular vesicles of mesenchymal stromal cells (EV MSCs), 27 — without their use. The rabbits’ hearts and lungs were studied by light microscopy methods at different stages after integration of screw titanium implants into the proximal condyle of the tibia using EV MSCs.
Results. After implantation of metallic devices into the proximal condyle of the tibia, we detected fibrin, detritus and even the red bone marrow structures (various blast forms of hematopoietic cells: megakaryocytes, cells of the erythroid and myeloid lineages) in the right cavities of the heart. In the pulmonary arteries, we also found thrombi and emboli, which either led to the obliteration of the involved vessel or to gradual lysis, not disappearing completely within 10 days of follow-up.
Conclusions. After intraosseous implantation of the metallic devices, there is an embolism risk in the right atria and ventricle of the heart and the pulmonary arteries and veins due to the debris migration with the bloodstream from the surgery site. At the same time, one cannot exclude a thrombotic risk in the heart and pulmonary arteries as a reaction to the presence of detritus. It is advisable to take measures aimed at preventing both debris releasing into the bloodstream and pulmonary embolism during any implantations into the bone tissues, even of relatively small devices. Using EV MSCs to affect the implant engraftment processes has no significant effect on the severity and frequency of thromboembolic complications.
Актуальность. Новые методы имплантации имеют большое значение в связи с созданием эндопротезов в травматологии и ортопедии, восстановительной медицине и стоматологии. Не менее важно своевременное выявление и описание осложнений применения различных имплантационных процедур.
Цель исследования — найти и описать тромбы и эмболы в сердце и легких после экспериментальной имплантации металлических изделий в периферический отдел конечности с применением экстрацеллюлярных везикул мезенхимных стромальных клеток.
Материал и методы. Экспериментальная имплантация была проведена беспородным кроликам обоего пола в возрасте 4–6 мес. массой 3–4 кг. Общее количество животных, включенных в исследование, составило 57 особей. Они были разделены на группы: 30 животным металлические изделия имплантировали с применением экстрацеллюлярных везикул мезенхимных стромальных клеток (ЭВ МСК), 27 — без их применения. Методами световой микроскопии изучали сердца и легкие кроликов в различные сроки после имплантации винтовых титановых имплантатов в проксимальный мыщелок большеберцовой кости (ПМБК) с использованием ЭВ МСК.
Результаты. После внедрения металлического изделия в ПМБК в правых полостях сердца были обнаружены фибрин, детрит и даже структуры красного костного мозга (различные бластные формы гемопоэтических клеточных элементов: мегакариоциты, клетки эритроидного и миелоидного ростков). В артериях легких также были найдены тромбы и эмболы, которые или приводили к облитерации задействованного сосуда, или постепенно лизировались, но полностью не исчезали в течение 10 сут. наблюдения.
Заключение. После внутрикостной имплантации существует вероятность эмболии правых предсердия и желудочка сердца и сосудов легких вследствие миграции дебриса с током крови из места операции. Вместе с этим не исключено тромбообразование в сердце и артериях легких как реакция на присутствие детрита. Является целесообразным принятие мер, направленных как на недопущение попадания дебриса в кровоток, так и на профилактику тромбоэмболии легочной артерии при любых имплантациях в костные ткани, даже относительно небольших изделий. Применение экстрацеллюлярных везикул мезенхимных стромальных клеток для воздействия на процессы приживления имплантатов в значительной степени не влияет на выраженность и частоту тромбоэмболических осложнений.