[Composition and toxicity of shrapnel in mine-explosive and fragmentation craniocerebral wounds compared to titanium implants: a pilot study].

内容摘要

To evaluate elemental composition and cytotoxicity of metal fragments of wounding projectiles based on modern alloys from mine blast and shrapnel craniocerebral wounds in comparison with titanium plates (control) in relation to human cell line T98G (human, glioblastoma, epithelial-like environment EMEM). We studied 12 wounding projectiles removed from the brain. Three ferromagnetic samples were selected to determine composition and cytotoxicity. Composition of fragments was studied using spectral analysis. Surface of samples and their elemental composition were examined using electron microscope (SEM) JSM-7001F (JEOL, Japan) equipped with X-ray spectral microanalysis attachment INCA x-sight (Oxford Instruments, England). Cytotoxicity of medium with wounding projectiles was determined in comparison with control medium using methyl tetrazolium test. Human cell line T98G (human, glioblastoma) (Institute of Cytology, St. Petersburg) was used to study cytotoxicity of fragments and titanium plates (control). Cell morphology was assessed using optical light microscopy. According to elemental analysis, all fragments were represented by alloys of various metals and other chemical elements. Methyl-tetrazolium test revealed high cytotoxicity of all fragments. Titanium VT6 plates were biocompatible with cultured cells. All fragments of modern projectiles release toxic metal oxides in nutrient medium significantly reducing viability of cells regardless of elemental composition of fragments. VT6 titanium plates are biocompatible with cultured cells and can be used as implants during surgical interventions. Оценка элементного состава и цитотоксичности металлических осколков современных ранящих снарядов, причиняющих минно-взрывные и осколочные черепно-мозговые ранения, в сравнении с пластинками титана (контроль) по отношению к клеточной линии человека T98G (человек, глиобластома, культуральная среда минимального необходимого состава по Иглу (EMEM)). Было проведено исследование 12 металлических инородных тел, удаленных из головного мозга в ходе первичной хирургической обработки черепно-мозговых ранений. Из них для определения состава и цитотоксичности были отобраны 3 ферромагнитных образца. Поверхность образцов, а также их элементный состав исследовали с помощью растрового электронного микроскопа JSM-7001F (JEOL, Япония), оборудованного приставкой рентгеновского спектрального микроанализа INCA x-sight (Oxford Instruments, Англия). С применением метил-тетразолиевого теста определяли цитотоксичность среды с ранящими снарядами по сравнению с контрольной средой. Для исследования цитотоксичности осколков и пластинок титана (контроль) использовали клеточную линию человека T98G (человек, глиобластома) (Институт цитологии, Санкт-Петербург). Морфологию клеток оценивали с помощью оптической световой микроскопии. По результатам элементного анализа все исследуемые осколки были представлены сплавами различных металлов и других химических элементов. По результатам метитил-тетразолиевого теста была выявлена высокая цитотоксичность всех исследованных осколков. Пластинки титана ВТ6 были биосовместимы с культивируемыми клетками. Все осколки современных ранящих снарядов в питательной среде выделяют токсичные окислы металлов, значительно снижающие жизнеспособность окружающих клеток, независимо от элементного состава исследованных осколков. Пластинки титана ВТ6 биосовместимы с культивируемыми клетками и могут применяться в качестве имплантатов при хирургических вмешательствах.