Molecular-neurovascular mechanisms of metal implant hypersensitivity as a cause of osteosynthesis failure and delayed bone union: a clinical case study

Bondarenko, Ya.D. and Stroiev, M.Yu. and Lytvynenko, M.І. and Bitchuk, M.D. (2026) Molecular-neurovascular mechanisms of metal implant hypersensitivity as a cause of osteosynthesis failure and delayed bone union: a clinical case study. Медичні перспективи, 31 (1). pp. 97-111. ISSN 2307-0404, online 2786-4804

Text Molecular-neurovascular mechanisms of metal implant-сжатый.pdf Download (410kB)

Abstract

Metal hypersensitivity is a rare but clinically significant cause of aseptic inflammation and delayed bone union after osteosynthesis. The release of nickel, cobalt, and chromium ions from metal implants induces a T-lymphocyte–mediated delayed-type immune response, which leads to chronic inflammation, endothelial dysfunction, and suppression of osteogenesis. Differentiation of metal-induced hypersensitivity from infectious complications or mechanical instability remains a challenging diagnostic task in orthopedic practice. The aim of the study was to analyze a clinical case of chronic hypersensitivity to a metal implant after tibial osteosynthesis and to identify clinical and diagnostic features linking immune-mediated inflammation with delayed bone union. A retrospective analysis of a clinical case of a patient after tibial osteosynthesis using metal plates was performed. The clinical course, laboratory inflammatory markers, and serial radiographic examinations were evaluated to exclude infection and mechanical fixation failure. The postoperative course was characterized by persistent edema, hyperemia, recurrent seropurulent exudation, and chronic pain in the absence of laboratory signs of bacterial infection. Radiography revealed a lack of progression in bone callus formation despite stable implant fixation. Eight months after surgery, removal of the metal construct led to rapid regression of inflammation, reduction of pain syndrome, and restoration of radiological signs of bone union. Chronic hypersensitivity to metal implants is an underestimated cause of aseptic inflammation and delayed fracture healing. Persistent local inflammatory manifestations without signs of infection, combined with the absence of radiological progression of bone union, should prompt evaluation of a metal-induced immune reaction. Timely implant removal contributes to the restoration of osteogenic balance and bone consolidation. Гіперчутливість до металів є рідкісною, але клінічно значущою причиною асептичного запалення та сповільненого зрощення кісток після остеосинтезу. Вивільнення іонів нікелю, кобальту та хрому з металевих імплантатів індукує імунну відповідь сповільненого типу, опосередковану Т-лімфоцитами, що призводить до хронічного запалення, ендотеліальнодисфункціапригніченностеогенезу. Диференціацігіперчутливості, індукованоїметалом, від інфекційних ускладнень або механічної нестабільності залишається складним діагностичним завданням в ортопедичній практиці. Метою дослідження був аналіз клінічного випадку хронічної гіперчутливості до металевого імплантата після остеосинтезу великогомілкової кістки та визначення клініко-діагностичних особливостей, що пов'язують імуноопосередковане запалення зі сповільненим зрощенням кістки. Проведено ретроспективний аналіз клінічного випадку пацієнта після остеосинтезу великогомілкової кістки металевими пластинами. Оцінювали клінічний перебіг, лабора торні маркери запалення та серійні рентгенологічні дослідження для виключення інфекції та механічної нестабільності фіксації. Післяопераційний перебіг характеризувався стійким набряком, гіперемією, рецидивуючоюсерозно гнійною ексудацією та хронічним болем за відсутності лабораторних ознак бактеріальної інфекції.

Item Type:	Article
Additional Information:	DOI:10.26641/2307-0404.2026.1.356876 https://medpers.dmu.edu.ua/uk/2025-tom-xxxi/no-1
Uncontrolled Keywords:	metal hypersensitivity, osteosynthesis failure, delayed union, aseptic inflammation, implant allergy, titanium, nickel гіперчутливість до металів, неспроможність остеосинтезу, сповільнене зрощення, асептичне запалення, алергія на імплантати, титан, нікель
Subjects:	Methods of osteosynthesis in traumatology
Divisions:	University periodicals > Medical perspectives
Depositing User:	Аліна Чеботарьова
Date Deposited:	13 May 2026 12:53
Last Modified:	13 May 2026 12:55
URI:	http://repo.dma.dp.ua/id/eprint/9983

Actions (login required)

View Item