创伤性股骨头坏死的发病机制为骨内外动脉突然阻断而导致的缺血。骨外血管损伤是由于关节囊或圆韧带损伤时损害了供应支持带动脉的供血血管或圆韧带内的血管。骨内血管损伤就是骨折直接破坏、中断骨内血管。
1 血管病变：可以分为骨外和骨内血管阻塞。阻塞可发生于：动脉、静脉或毛细血管床，因为股骨头坏死好发于糖尿病及酗酒者，通常伴有高血脂、高血压和冠状动脉粥样硬化，因此外Chandler等将股骨头坏死称之为“髋关节冠状动脉病”。Saito等则认为阻塞性血管炎是由于免疫复合抗体沉积。于血管壁所引发的变态反应所致。放射性动脉炎、骨内阻塞性血管炎也于坏死有关。
一些学者根据超选择血管造影分析发现起自旋股内动脉的上支持带动脉中断而提出骨外动脉阻塞的理论。但另一些学者则认为造影上血管中断不一定是血管阻塞，更可能是远端血液淤滞所造成的假象 。
静脉回流障碍：Starklint于1995年通过对髋关节切除标本经特殊染色研究后发现是骨髓内静脉阻塞而非动脉系统阻塞，静脉内可见新生或陈旧纤维块堆积(和血管周围向心性纤维化现象。这—发现可解释股骨头坏死骨内压增高、髓内造影时所见的整个静脉系统血流缓慢和髓内部分氧分压降低等现象。妊娠坏死发病率高通常认为与增大子宫影响盆腔静脉引流有关 。
2 血管栓塞与血管内凝血。栓塞原因有脂肪栓塞、镰状细胞或氮气气泡栓塞：脂肪肝是引起脂肪栓塞的脂肪栓子的主要来源，脂肪栓子水解产生游离脂肪酸又会损害血管内皮细胞、加重阻塞。氮气气泡栓塞见于减压病。镰状细胞贫血变形的红血球球可使髓内毛细血管和静脉内血液粘稠度增高和血管阻塞。作为中间环节，血管内凝血过程可被各种危险因子所激活(骨内脂肪栓塞、内毒素、过敏反应、蛋白分解酶和组织因子等)。例如胰腺炎释放脂肪水解酶使骨髓脂肪水解产生的游离脂肪酸对内皮细胞有毒性作用可以引起血管内凝血。 血管栓塞以后通过自然溶栓会再通，但是反复发作必然发生纤维化堵塞血管。
(二) 关节腔压力增高
关节腔内积液如外伤、炎症、关节炎以及血友病关节囊内出血会增加关节腔内压力，压迫通过关节囊基底部的血管影响股骨头供血。
（三）骨髓腔内压力增加
由于股骨头是一个密闭的空间，这个空间内任何原因引起的体积增大都会使髓腔内压力增加，压迫血管，发生坏死。激素可导致骨髓脂肪细胞肥大、堆积，造成髓内压力增高，压迫骨内微血管结构，导致循环障碍。同样骨髓脂肪可以吸收大量氮气增大体积，镰状状细胞贫血可以使脂肪细胞增大，骨细胞内脂肪增多也可以增大体积压迫静脉妨碍回流。贫血引起的骨髓增生也可以使髓腔内压力增加。高雪氏病由于缺乏b-葡萄糖苷酶，使得骨髓网状内皮细胞内的葡糖脑苷脂无法分解，越来越多的聚集在内皮细胞内造成骨内压力增加。血友病的髓腔内反复出血也可以增加髓内压。炎症与肿瘤的骨髓转移也可以增高髓腔内压力、引起坏死。
（四）骨结构机械强度下降
肾透析以后甲状旁腺素水平抬高，使得软骨下骨骨结构更新速度加快，新生的紊乱的骨基质无法承担正常负重，造成微骨折增加了髓腔内压力。过度骨疏松也会容易增加微骨折数量造成压力增高。酗酒可以促进骨疏松的发生、减低骨的机械强度。另外酒精和激素本身对骨头有毒性作用。
（五） 股骨头的病变
骨骺滑脱可见于甲状腺机能减退、使用生长激素以及放射治疗病人。发生股骨头骨骺滑脱时骨骺向外上方移位、干骺端外旋使得外侧骨骺动脉扭曲，影响骨骺供血。先天性髋关节脱位出现外展和内旋，髂腰肌和关节边缘压迫旋股内动脉影响股骨头血供。
近年来文献上比较强调易栓症（血栓形成的趋势增加）和低纤溶（溶解血栓的能力减弱）有关，。我们也注意到部分股骨头坏死病人，平片上髋臼常常出现坏死的密度变化，也许把股骨头坏死看成一种髋关节病可能更合适。蛋白s和蛋白c均是依赖维生素k的血浆蛋白，它们和凝血第5因子可以参与抑制血液凝固过程。蛋白s能激活蛋白c，蛋白c被激活时能使活化的凝血第5因子和第8因子发生酶裂解、抑制血液凝固。缺乏蛋白s和蛋白c以及凝血第5因子结构异常，抵抗活性蛋白c，都会影响对血液凝固的抑制作用、产生血液高凝状态（易栓症）。体内溶纤系统病变影响组织内血纤维蛋白溶酶原活化剂活性的释放、提高脂蛋白A水平，高纤维蛋白原血症产生高凝状态、红血球聚集力增强以及超高粘稠度导致血流量减少和缺血。高纤维蛋白原血症见于患有高脂蛋白血症（II型和 IV型），并抽烟、患糖尿病、或使用口服避孕药的病人。
据日本大规模流行病学调查发现皮质激素治疗后和酗酒是两个最主要的危险因素，约90％的患者与之有关。
其中与使用激素有关的病人占5-25% ，而且几乎100%是双侧发病。 发生于酗酒者的坏死，大多数有比较长的，周饮酒量超过400毫升饮酒史、坏死发病率增加11倍 。酒精和激素对成骨细胞都有毒性作用，都可以使脂肪沉积在肝脏，成为脂肪栓子的来源。激素还可以使骨髓内脂肪细胞肥大，红骨髓转变成黄骨髓以及抑制血管再生。所以总而言之，股骨头坏死发病机制极其复杂，不可能用单一学说加以解释，可看作是多种因素综合作用的结果。
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