骨折修复生物学

1、 第2章 骨折修复生物学l骨由骨外膜；骨皮质、骨松质、骨内膜和骨髓组成。l介于内、外骨板之间是骨密质的主要部分以哈佛氏管 Haversian canal为中心呈同心圆排列。共同组成哈佛氏系统Haversian system。所有哈佛氏系统结构相同又称为骨单位osteon。骨单位呈圆柱形；与骨干长轴平行单位之间有横向连接，血管彼此相通，并与福克曼氏管相交通。也有神经与哈佛氏管伴行。l位于骨单位之间。多层平行排列的骨板形状不规则，无血管通过是不完整的骨单位，缺乏哈佛氏管；是旧有骨单位的遗迹 1、膜内成骨 2、软骨成骨 （1）软骨内成骨 （2）软骨膜下成骨l膜内成骨:间充质经过钙化后直接形成骨组织。

2、l主要见于：颅骨.面骨.部分锁骨和下颌骨。l过程：间充质先分化为富有血管的胚胎性结缔组织膜，该处分化许多成骨细胞群，形成骨化中心。成骨细胞开始分泌有机的细胞间质，形成类骨质，随后骨盐沉着其上，形成骨组织。这种骨组织最初为初级松质骨。成骨过程由骨化中心向四周扩展，表面的间充质分化为骨膜，其深部的成骨细胞又在初级松质骨表面沉积新骨，骨乃逐渐增厚增大。 间充质分化有血管的胚胎性结缔组织膜分化成骨细胞群分化成骨细胞群分泌分泌类骨质沉积骨盐形成沉积新骨骨骨组织（初级骨松质l（1）软骨内成骨 l出生后，肢体管状骨的增长和特殊结构的形成主要依靠继发性骨骺的软骨内骨化完成 （纵向生长）l （2）软骨膜下成骨

3、l与软骨内成骨同时，软骨膜内层（骨膜），产生一层与骨膜相平行的骨密质（增加厚度）软骨内成骨&软骨膜下成骨（骺软骨）软骨膜软骨（骨干）（钙化）l骨折的愈合是一个连续不断的过程，l是一面破坏清除，一面新生修复的过程，l新生修复的过程是由膜内骨化与软骨化共同完成。l骨折愈合的过程也是暂时性紧急连接过程到永久性的坚固连接的过程。 l骨组织具有强大的修复再生能力l通常把骨折愈合的进程分为以下3个阶段 血肿机化期血肿机化期 原始骨痂期原始骨痂期 骨痂改造期骨痂改造期l就是就是“瘀去、新生、骨合瘀去、新生、骨合”的过程的过程l（1）局部循环障碍：骨折局部血管损伤破裂出血、阻塞、瘀血和扩张等，造成局部

4、循环障碍。 l（2）白细胞渗出：在骨折局部的组织内呈现炎症细胞侵润l（3）原发性组织坏死：由于损伤、缺血、缺氧和毒性产物的损害，使折断之骨及其周围2mm以内的软组织，发生早期原发性组织坏死；l（4）成纤维细胞增生：形成肉芽组织，并且开始向血肿内伸入；l（5）血管增生：在成纤维细胞增殖的同时，结缔组织内的毛细血管也增生分支，它们共同形成富于新生血管的肉芽组织。 l骨折断端周围的纤维结缔组织不仅包围着血肿，而且逐渐侵入血肿，不断地增殖和侵占血肿溶解和吸收后遗留下的空隙。同时在纤维结缔组织和血肿内，出现毛细血管，其数量迅速增加。l肉芽组织取代凝血块，并且逐渐纤维化的过程称为血肿的机化。机化的血肿为骨

5、折愈合提供了重要的物质基础。在骨折后68小时启动，在47天可以看到明显的机化组织。l机化的血肿对骨折断端有初步固定的作用。因此，也有人将之称为早期的纤维骨痂。 l根据形成骨痂的性质，通常把骨痂形成期划分为3个阶段：l纤维骨痂形成期（24周）、l软骨骨痂形成期（35周）l和编织骨痂形成期（46周）等。 l此期开始于血肿机化期，所以在骨折后35天，随着纤维组织和血管开始进入血肿，凝血块机化，出现肉芽组织时开始，就出现了纤维骨痂形成期的一些变化。l凝血块开始机化：是指凝血块逐渐被纤维组织所置换的过程。l肉芽组织纤维化形成纤维骨痂：纤维组织具有一定的弹性、韧性和承受应力的能力。所以，纤维骨痂对于骨折断

6、端具有一定的固定作用。l在骨折后第35周期间，纤维骨痂内可以出现大量成软骨细胞。它们分泌许多软骨基质，形成透明样软骨，并且通过软骨化骨形成新生骨。正常情况下，在骨内膜的纤维骨痂内常可以看到少量透明样软骨。 l该期主要的组织病理学变化：编织骨痂形成期是骨性骨痂形成的重要时期，纤维骨痂和软骨骨痂分别通过和软骨内化骨形成编织骨，完成骨折的骨性愈合。 l一般认为骨折后第26月是编织骨痂重塑建期。l重塑建是指编织骨痂的结构，特别是其小梁骨，在负重和运动等因素的作用下，按其承受的压力曲线和张力曲线方向重新排列，逐渐形成与其所处功能位置匹配的板层样小梁骨、皮质骨和骨髓腔。(l原始骨痂为排列不规则的骨小梁所组

7、成，尚欠牢固，应防止外伤，以免发生再骨折。l随着肢体的活动和负重，在应力轴线上的骨痂，不断地得到加强和改造；在应力轴线上以外的骨痂，逐步被清除；使原始骨痂逐渐被改造成为永久骨痂，后者具有正常的骨结构。骨髓腔亦再沟通，恢复骨之原形。小孩为12年，成人为24年。l一般讲，骨痂重塑建是编织骨破坏、溶解、吸收，逐渐被移除和新生骨组织不断形成的动态过程。l骨痂的形成和钙化障碍：包括多种细胞介质活性异常，各种类型的软骨病等。l区域性加速现象低下：糖尿病，合并周围神经损伤等l异常分化:转移性肿瘤和原发性甲状旁腺功能亢进，神经损害，先天性胫骨假关节，骨折不适当治疗。l骨改建和塑形异常l二次损伤现象过度l有多种

8、分类方法，常用的分为六大类：l1.肥大性骨不连，骨端血运丰富，固定不良。l2.营养不良性骨不连，骨端象牙白或淡黄色，无骨膜。l3.萎缩性骨不连，骨端萎缩、骨质疏松、断端呈鼠尾状改变，无任何骨痂形成。l4.感染性骨不连，骨折端呈蚀样改变，并夹杂骨感染表现，即骨溶解、死骨存留、异常的局限性密度增高。l5.假关节性骨不连，骨端间形成封闭的假性关节囊。l6.骨缺损性骨不连，缺少全周径的2cm以上，多因创伤、手术、肿瘤切除或自身代谢性原因。l骨的主要功能：力学支撑、肌肉附着、储存钙和磷l骨的有机成分：胶原和非胶原蛋白，羟基磷灰石晶体和和这两种蛋白相结合l骨质的大部分成分是由成骨细胞合成和分泌的l骨质的吸收主要是为了适应生长、修复和矿物质动员的需要。这个过程主要由来源于巨噬细胞的破骨细胞完成l骨在一生中通过激活-吸收-形成（ARF）的顺序进行塑形，在此过程中破骨细胞和成骨细胞相互协调吸收旧骨形成新骨l在正常成人的骨骼中，塑形是偶联发生的，即骨吸收和形成相等，使骨密度保持恒定l膜内化骨是扁平骨形成的过程。在这个过程中，由间充质直接分化而来的成骨细胞形成骨质l长骨通过软骨内化骨形成。在此过程中，软骨细胞首先形成软骨然后再按ARF方式塑形l临床相关性：