三型：当损伤延伸到骺板的各细胞层，其修复过程却有所不同。开始有纤维组织充填骺板内分离的间隙，在骺板与干骺端、骨骺相连续的部位产生典型的骨痂。如果骨骺软骨的下表面也被大面积受累，在受累的部位有纤维组织生成，修复反应产生骺板和骨骺的不规则愈合，并失去正常的细胞构筑方式。在骺板中央区域，细胞柱的横向膨胀能力非常有限，不可能闭合较大的裂隙，因此，裂隙内仍然有纤维组织，并有骨化的潜能。如果骺板周围部分出现裂隙，骺板周围部分的软骨细胞更可能发生横向膨胀，所以不可能由纤维组织充填裂隙。通常由生发层和肥大层细胞分裂、成熟和基质合成，产生横向膨胀，进而使骨折裂隙消失。只有在较窄的间隙内，纤维组织才可能随着生长而消失，因为这些区域的血管很少，纤维组织也不能很好的血管化，在短期内不可能发生有意义的细胞调节，特别是不能转化为成骨细胞。然而，在较大间隙内的纤维组织，尤其是距骨骼发育成熟还有较长的时间，则非常可能发生血管化，从而启动成骨反应而形成骨桥。年幼儿童骨骺核很小，生发层的供血还未建立。一旦骨骺核増大，在生发层上方形成软骨下骨板，显微血管也随之増加，因而増加了纤维组织血管化和骨化的机会，也可能是延迟骨桥的发生机制。
如果实施了解剖复位，充填在较小间隙内的纤维组织，允许由骺板、骨骺软骨细胞的横向膨胀而替代。但是，骨折块因创伤或手术产生的分离，使其部分或完全丧失血供，则不可能发生细胞増殖及横向、纵向的膨胀，却増加了细胞紊乱、纤维化的机会，最终导致成骨反应。如果未能实现解剖复位，特别是IV型骺板损伤，増加了骨骺与干骺端并置的可能，因此，也増加了在两个区域之间形成骨桥的危险。
五、影响骨折愈合的因素
虽然有些骨折出现延迟愈合和不愈合，却没有明显的原因，但是多数骨折不愈合与损伤的严重程度、患者体质因素，以及治疗方法有直接的关系。
一般认为，开放性骨折、伴有严重的软组织损伤、关节内骨折、多节段骨折、软组织嵌入骨折间隙，以及血供较差骨骼的骨折，因为骨膜破坏或血供受到严重损害，容易发生骨折不愈合或延迟愈合。
从患者的体质方面也存在影响骨折愈合的因素，主要包括患者年龄、营养状态、循环中的激素水平，以及是否吸烟等。年龄越小，其愈合能力越强，因为儿童组织内有丰富的成骨细胞，其未分化的间充质细胞含量也明显的多于成人，可能儿童骨折愈合迅速的主要原因。有研究证明，单一长管状骨骨折，其代谢率増加20%-25%，而多发性损伤和感染，其代谢率也増加50%以上，因此，増加骨折患者的营养素的摄入，也是治疗骨折不可忽视的内容。皮质类固醇可抑制间充质细胞向成骨细胞转化，也抑制骨基质的合成，因此，长期服用皮质类固醇，可明显的影响骨折的愈合。生长激素缺乏也可影响骨折愈合，但増加生长激素却不能促进骨折愈合。甲状腺激素、胰岛素和降钙素（calcitonin），却能促进骨折愈合。临床和实验研究都证明，糖尿病、吸烟可抑制骨折愈合，但尼古丁抑制骨折愈合的机制还不清楚。
治疗方法对骨折愈合的影响，主要包括骨折复位质量、骨折部位负荷与否，以及骨折稳定程度三个方面。实现骨折的良好复位，尽可能减少骨折间隙，从而减少所需要组织修复的容积，因而有利于骨折的愈合。如果骨折周围软组织，特别是骨膜完全断裂，保持骨折断端的紧密接触，是实现骨折愈合的前提。
一些临床和实验研究表明，有利于骨折愈合的理想状态，是使骨折的修复组织有适当的负荷。适当的负荷促进骨组织的形成，而减少负荷却使骨折愈合速度迟缓。骨折后给予可控制的负荷，或者肢体活动所诱发的骨折部位的微弱活动，都可能促进长管状骨的骨折愈合。
实现骨折稳定的方法，包括骨骼牵引、石膏固定、外固定器固定和内固定，都具有防止形成的骨痂发生反复断裂，从而促进骨折的愈合。例如股骨颈骨折、舟骨骨折，如果没有坚强的内固定，几乎不可能使骨折获得愈合。反复手法整复、过量的负荷，或者骨折部位存在大幅度的异常活动，不仅破坏骨折形成的血肿、肉芽组织和骨痂，还可能在骨折断端产生间隙，因而引起骨折延迟愈合或不愈合。然而，如果没有明显的软组织损伤，骨折部位具有丰富的血供，即使骨折断端有明显的异常活动，也不影响某些骨折的愈合，例如肋骨骨折、锁骨骨折，以及肱骨干骨折。
采取坚强的内固定，不仅能够实现骨折解剖复位，还可使骨折一期愈合，而不需要软骨和纤维组织参与骨折愈合，特别是累及关节的骨折、股骨颈骨折，以及某些骨干骨折。但是，内固定对骨折愈合却没有促进作用。因为金属的硬度是骨骼的10倍，坚强的内固定具有应力遮挡作用，不仅改变了骨折愈合的塑型，引起局部骨密度降低和骨量减少，还可能在取出内固定后发生再骨折。
促进骨折愈合的方法有以下几种：
1.骨移植
采取自体和异体松质骨或松质骨及皮质骨移植，是治疗骨折不愈合的传统方法。虽然使用不带血管的新鲜自体骨游离移植，是临床上最常用的方法，但是吻合血管的自体骨移植，证明是治疗复杂骨折更为有效的方法。
不吻合血管的自体骨游离移植，只有表面的细胞能够存活，从而保留成骨的潜能。因此，需要保持切取的自体骨湿润，避免接触可能引起细胞死亡的溶液。在移植之后，为了使细胞能够通过渗透机制获得营养，必须使移植的骨块直径<5mm，因此，自体小块松质骨通常能够保留更多的细胞存活。而单位容积的皮质骨表面积明显小于松质骨，远离表面的骨细胞不能经渗透机制获得营养而死亡，诱导破骨细胞清除坏死的骨细胞，同时引起血管的侵入和成骨细胞増殖，生成新的骨组织，因此，皮质骨移植只起着支架的作用，通常需要数年才能完成这个替代过程，或者大段自体皮质骨移植从未完全恢复正常的活性，但在移植骨表面有受区细胞生成新的骨组织。然而，吻合血管的自体骨移植，却能保持骨细胞和骨膜细胞的活性，不需要移植骨吸收和新骨生成的替代过程，并为受区带来丰富的血供。因此，吻合血管的自体腓骨和髂骨移植，是修复大段骨骼缺损的理想方法。
新鲜的异体骨移植可能提供成活的骨细胞，实验研究证明移植后2周内，这些成活的细胞参与修复过程，但以后因诱发炎症反应，产生与其他组织相似的排斥反应，因此，对异体骨需要去出抗原的处理，才能作为移植材料。目前常用的处理方法，包括冷冻和冷冻干燥，再经高能射线消毒。尽管经过上述处理的异体骨，不能提供有活性的细胞，但其基质具有诱导受区局部的成骨活动，并提供结构上的支持。
2.电刺激
电场具有刺激细胞増殖和合成基质的功能，因此，电刺激可促进骨折延迟愈合和不愈合的愈合，有报道甚至对其他方法治疗失败的病例也有作用。但是，其适应证、理想的电刺激方式，还未完全确定，需要做深入的研究。
3.超声刺激
临床和实验研究表明，低强度的脉冲式超声有加速骨折愈合的作用。一项前瞻性随机双盲临床研究，评价超声对胫骨骨折愈合的作用，发现超声处理的胫骨骨折，平均96天获得临床和X线的愈合标准，而采取传统的方法却需要154天。另一项相似的前瞻性随机双盲临床研究，评价桡骨远端骨折，特别对吸烟患者的骨折，也有明显加速骨折愈合的作用。实验室检查发现，超声能増加骨痂内软骨细胞钙离子浓度，提示増加凝集素基因（a婴recangene）的表达。虽然超声促进骨折愈合的机制尚不清楚，超声刺激对非手术治疗的骨折，却能提供安全、非侵入性的加速愈合的方法。
4.骨转位（bonetransport）
骨转位是在长管状骨大段缺损的近端或远端，经过骨皮质切开，形成一段游离骨骼，再用外固定器逐渐使这段骨骼牵拉延长，从而实现修复大段骨骼缺损的目的。一般在骨皮质切开后的1-2周，
开始每天1mm的速率延长。在骨骼向骨缺损方向转位的同时，骨皮质切开的间隙内有新骨生成。这种方法是一种修复大段骨缺损的理想方法，但需要比较长的时间。
5.脱钙骨基质、自体骨髓和生长因子
细胞和分子生物学的最新进展，不仅有助于増加骨折愈合机制的理解，还为促进骨折愈合提供新方法。实验研究发现，脱钙骨基质可诱导未分化的间充质向其迁移，促进分化成软骨细胞，并合成软骨基质。
软骨细胞再经过软骨内化骨和改建，完成骨折的修复过程，因此，脱钙骨基质是刺激宿主细胞，促进骨折愈合的方法。
（a）开放性骨折形成的骨骼缺损，已经在胫骨外侧外置单臂外固定器，并在近端实施皮质切开；（b）逐渐进行胫骨近端延长，使胫骨干转移至远端；（c）完成骨骼转移，去除外固定器后的X线片，显示骨缺损获得的满意的修复。
自体骨髓含有大量的间充质细胞，移植后可分化为成骨细胞，因而具有形成新骨的作用。采取抽吸和注射的方法，证明对截骨的愈合有促进作用，有作者使用这个方法，治疗骨折延迟愈合和不愈合，也取得理想的结果。
许多细胞因子包括生长因子，参与骨折修复的各个阶段，因此，具有促进骨折愈合的功能。目前尚处于实验研究阶段，主要是识别刺激骨折愈合的特殊分子，发展将细胞因子引入骨折部位的途径和方法。尽管实验研究证明，生长因子可促进骨折愈合，修复节段性骨缺损，但其临床应用价值还需要进一步研究。
（第四节）儿童骨骼的生物力学特点
一、一般力学概念
力（force）是使物体产生加速度或变形的外部因素，或者一个物体对另一物体的作用称为力。力是一种矢量，其单位为牛顿。1牛顿等于使1千克的质量产生1米/秒2的加速度的力。依照外力作用方式，把作用于骨骼的外力可分为体积力和表面力，前者连续分布在骨骼内部，例如体重对骨骼的作用，其单位是N/m3。表面力是作用于物体表面或作用于关节面上连续分布的力，其单位是N/m2。一般可将力分为外力和内力。
外力（externalforce）外部物体作用于人体的力，引起人体开始或终止运动，或者作用于人体并能造成人体组织损伤的外力。
内力（internalforce）是物体内部分子之间所存在的相互作用力，使物体保持原来的位置或抵抗外力对物体变形的作用。
压力（compression）垂直作用在单位面积的一种力，存在于固体、液体和气体内部，或者流体与固体壁之间，以及固体与固体相接触的界面上。
张力（tensile）一种作用于物体并使物体拉长的力。
剪力（shear）产生纵向扭转的外力称为剪力。
力矩（moment）某一物体受到力的作用，产生围绕某一旋转轴的旋转运动，称为力矩。从力的作用点到旋转轴的垂直距离，称为力矩臂（momentarm）。例如日常生活中用扳手拧螺丝钉的动作，螺丝钉围绕其中心所作的旋转运动。其矢量等于力与力矩臂的乘积。
应力（stress）外力、非均匀温度场和物体中的永久性变形等因素，引起物体内部单位截面面积上的内力。因为外力的作用多不规则，引起的内力方向并非在同一轴线上，既不与截面垂直，也不与截面相切，因此，可将应力分解为垂直于截面的应力分量称为正应力，与截面相切的应力分量称为剪应力。
应变（strain）在外力和非均匀温度场等因素作用下，物体局部的相对变形。通常可分为线应变和角应变两类。前者是指某一方向上微小线段因变形所产生的长度増量与原长度的比值。角应变又称为剪应变或切应变，是指两个相互垂直方向上的微小线段变形后夹角的改变量。
弹性模量（elasticmodulus）表7K物体硬度的一种物理量，即应力除以应变等于弹性模量。对于线应变材料，则为应力-应变的斜率。
硬度（hardness）固体材料或人体硬组织，对抗穿透和搔刮的表面性质。
疲劳（fatigue）反复负荷或加卸载所造成的结构破坏，称为疲劳。诸如人体的疲劳性骨折，内固定物的疲劳性断裂，都是反复负荷的结果。
塑型变形（plasticdeformation）受到外力作用后，物体所发生的永久性变形。
杠杆与骨杠杆：在力的作用下，刚体能够围绕固定轴（支点）克服阻力所作转动，在刚体力学上称为杠杆。杠杆由力点、支点和阻力点所构成，围绕转动的点为支点，力的作用点为力点，而阻止转动的点为阻力点。从力点到支点的垂直距离称为力臂，而阻力点至支点的垂直距离，则称为重力臂。
坚硬的骨骼在肌肉收缩力的作用下，克服阻力围绕关节轴所产生的运动，与杠杆作用相似，因此，称为骨杠杆。
