Основную массу тромба в области протеза чаще всего составляет фибрин в виде рыхло или компактно лежащих нитей. В переплетениях этих нитей в различном соотношении располагаются форменные элементы крови (гомогенизированные тромбоциты, скопления эритроцитов и в меньшей степени лейкоцитов). В медленно нарастающих тромбах обычно больше тромбоцитов и лейкоцитов. Такие тромбы макроскопически имеют вид светло-серых масс («белые» тромбы). При быстрой коагуляции крови тромбы темно-красного цвета («красные» тромбы). В большинстве же случаев тромбы оказываются смешанными, так как по ходу их формирования факторы агглютинации тромбоцитов и лейкоцитов сменяются факторами коагуляции цельной крови. Чередование этих факторов связано в основном с изменениями кровотока в области тромбообразования, а также со свойствами самой крови. В отличие от посмертных сгустков крови, которые выглядят всегда влажными, блестящими, легко тянутся, эти тромбы довольно плотно фиксированы к протезу, ломки и легко крошатся. При развитии тромбоза протеза митрального клапана тромбы чаще локализуются в правой части полукольца, что, по-видимому, связано с более низкой скоростью кровотока в этой области.
Фиксация тромба обычно происходит по контактной линии, в месте соприкосновения переходной складки эндокарда предсердия или желудочка с синтетической манжеткой протезного кольца.
Тромбы протезов клапанов имеют головку, тело и хвост. Головка тромба (основание) образуется у места его возникновения, причем в большинстве случаев этим местом является контактная линия.
Как правило, головка — наиболее плотная часть тромба. Тело и хвост тромба состоят в основном из волокнистого фибрина с небольшой примесью форменных элементов крови. В зависимости от длительности существования тромбов в них по-разному могут быть выражены явления организации. Тело и хвост тромбов не подвергаются организации и состоят главным образом из компактных, без четкой ориентации, довольно толстых нитей фибрина пикринофильных при окраске по ван Гизону. Поэтому хвост тромба нередко по внешнему виду напоминает трупный сверток.
По отношению к просвету протеза клапана тромбы могут быть пристеночными и обтурпрующими. Близко к обтурирующим тромбам примыкают аксиальные, или плавающие, тромбы. У них фиксирована лишь головка тромба, а на всем протяжении (в области тела и хвоста) он лежит свободно, являясь как бы «крышкой» для отверстия протеза клапана.
Пристеночные тромбы обычно располагаются на предсердной части протеза. Они распространяются по синтетической манжетке и металлической части протезного кольца в виде ограниченного валика, не суживающего отверстие протеза. Очень редко тромб распространяется от контактной линии протеза вверх по стенке предсердия.
Обтурирующие тромбы суживают отверстие протеза, располагаясь на предсердной поверхности в виде широкого плоского валика, или в виде «плаща», закрывающего полностью или почти полностью отверстие протеза. Тромбы желудочковой части протеза также фиксируются своей головкой к контактной линии. Они распространяются по браншам протеза, прикрывая их, или располагаются в виде сплошного пласта в полости каркасной клетки, или иногда образуют муфты, ограничивающие движение шарика.