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1、儿童骨骼生长及损伤特点儿童骨骼生长及损伤特点浙江大学医学院附属第二医院浙江大学医学院附属第二医院叶招明叶招明电话：1360650154923骨的胚胎发育骨的胚胎发育细胞来源：细胞来源：骨组织的细胞来源于三种不同的胚原细胞谱系：骨组织的细胞来源于三种不同的胚原细胞谱系：1.神经嵴细胞神经嵴细胞-形成颅面骨骼形成颅面骨骼 2.生骨节细胞生骨节细胞-形成中轴骨形成中轴骨 3.中胚层细胞中胚层细胞-形成四肢长骨形成四肢长骨骨组织的两种主要细胞系：破骨性谱系细胞和成骨性骨组织的两种主要细胞系：破骨性谱系细胞和成骨性谱系细胞谱系细胞 破骨性谱系细胞来源于生血性干细胞，成骨性谱破骨性谱系细胞来源于生血性干细
2、胞，成骨性谱系细胞来源于间充质干细胞。系细胞来源于间充质干细胞。4骨骼生成分期骨骼生成分期一般将骨骼形成分为三个阶段：一般将骨骼形成分为三个阶段：胚胎第四周：间充质细胞开始聚集，形成骨胚胎第四周：间充质细胞开始聚集，形成骨骼的雏形。骼的雏形。胚胎第六周：间充质开始软骨化，形成骨骼胚胎第六周：间充质开始软骨化，形成骨骼的软骨原基。的软骨原基。最后阶段：经过骨膜内成骨和软骨内成骨，最后阶段：经过骨膜内成骨和软骨内成骨，使软骨转变为骨骼组织。使软骨转变为骨骼组织。5胎儿期儿童期成人早期初级骨化中心次级骨化中心次级骨化中心开始骨化初级、次级骨化中心融合骨骼以一定顺序和方式不断发育和成熟6 在整个儿童时
3、期，皮质骨不断增厚，而且在整个儿童时期，皮质骨不断增厚，而且主要由板层骨所构成。因为板层骨有成比例主要由板层骨所构成。因为板层骨有成比例的钙盐沉积，使成熟的骨骼抗张强度达到铸的钙盐沉积，使成熟的骨骼抗张强度达到铸铁的水平，但比铸铁轻铁的水平，但比铸铁轻2/3，韧性大，韧性大10倍。倍。儿童发育过程中，骨骼结构和组成上发生儿童发育过程中，骨骼结构和组成上发生的改变，是婴幼儿、儿童和青少年产生不同的改变，是婴幼儿、儿童和青少年产生不同类型骨折的结构基础。类型骨折的结构基础。7骨膜内成骨和软骨内成骨骨膜内成骨和软骨内成骨骨骼的生长发育分为骨骼的生长发育分为:骨膜内成骨骨膜内成骨软骨内成骨软骨内成骨8
4、骨膜内成骨骨膜内成骨骨膜生发层内有丰富的骨祖细胞，是骨膜内成骨骨膜生发层内有丰富的骨祖细胞，是骨膜内成骨的基础。的基础。骨祖细胞不断增殖和分化，形成成骨细胞，后者骨祖细胞不断增殖和分化，形成成骨细胞，后者不断的合成骨基质，再经钙盐沉积，从而形成骨不断的合成骨基质，再经钙盐沉积，从而形成骨组织。组织。是颅骨、躯干骨等中轴骨的主要发育方式。是颅骨、躯干骨等中轴骨的主要发育方式。9w指在预先形成的软骨雏形的基础上，将软骨指在预先形成的软骨雏形的基础上，将软骨逐渐替换为骨。人体的大多数骨，如四肢长逐渐替换为骨。人体的大多数骨，如四肢长骨、部分颅底骨等，都以这种方式发生。骨、部分颅底骨等，都以这种方式发
5、生。w基本步骤：基本步骤：软骨细胞增生、肥大，软骨基质钙化，致使软骨软骨细胞增生、肥大，软骨基质钙化，致使软骨细胞退化死亡。细胞退化死亡。血管和骨祖细胞侵入，骨祖细胞分化为成骨细胞，血管和骨祖细胞侵入，骨祖细胞分化为成骨细胞，并在残留的钙化软骨机制上形成骨组织。并在残留的钙化软骨机制上形成骨组织。软骨内成骨软骨内成骨10骨的生长骨的生长骨的生长具体表现在加长和增粗两个方面骨的生长具体表现在加长和增粗两个方面加长：加长：加长：加长：长骨的变长主要由骺板的成骨作用，此处的软长骨的变长主要由骺板的成骨作用，此处的软长骨的变长主要由骺板的成骨作用，此处的软长骨的变长主要由骺板的成骨作用，此处的软骨细胞
6、分裂增殖，并从骨骺侧向骨干侧不断进行软骨细胞分裂增殖，并从骨骺侧向骨干侧不断进行软骨细胞分裂增殖，并从骨骺侧向骨干侧不断进行软骨细胞分裂增殖，并从骨骺侧向骨干侧不断进行软骨内成骨过程，使骨的长度增加，故骺板又称生长骨内成骨过程，使骨的长度增加，故骺板又称生长骨内成骨过程，使骨的长度增加，故骺板又称生长骨内成骨过程，使骨的长度增加，故骺板又称生长板。板。板。板。从骨骺端的软骨开始，到骨干的骨髓腔，骺板从骨骺端的软骨开始，到骨干的骨髓腔，骺板从骨骺端的软骨开始，到骨干的骨髓腔，骺板从骨骺端的软骨开始，到骨干的骨髓腔，骺板依次分为四个区依次分为四个区依次分为四个区依次分为四个区:（1 1）软骨储备区
7、（）软骨储备区（）软骨储备区（）软骨储备区（2 2）软骨增生区）软骨增生区）软骨增生区）软骨增生区（3 3）软骨钙化区（）软骨钙化区（）软骨钙化区（）软骨钙化区（4 4）成骨区。这四个区的变化是）成骨区。这四个区的变化是）成骨区。这四个区的变化是）成骨区。这四个区的变化是连续进行的，而且软骨的增生、退化及成骨在速率连续进行的，而且软骨的增生、退化及成骨在速率连续进行的，而且软骨的增生、退化及成骨在速率连续进行的，而且软骨的增生、退化及成骨在速率上保持平衡。上保持平衡。上保持平衡。上保持平衡。17-2017-20岁，骺板增生减缓并最终停止，被骨组织取岁，骺板增生减缓并最终停止，被骨组织取岁，骺板
8、增生减缓并最终停止，被骨组织取岁，骺板增生减缓并最终停止，被骨组织取代。代。代。代。11增粗：增粗：骨外膜内层骨祖细胞分化为成骨细胞，以骨外膜内层骨祖细胞分化为成骨细胞，以膜内成骨的方式，在骨干表面添加骨组织，膜内成骨的方式，在骨干表面添加骨组织，使骨干变粗。而在骨干的内表面，破骨细胞使骨干变粗。而在骨干的内表面，破骨细胞吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩大。吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩大。骨干外表面的新骨形成速度略快于骨干的骨干外表面的新骨形成速度略快于骨干的吸收速度，这样骨干的密质骨适当增厚。到吸收速度，这样骨干的密质骨适当增厚。到30岁左右，长骨不再增粗。岁左右，长骨不再增粗。12骨的改建骨的改建
9、骨改建是局部旧骨的吸收并代以新骨形成的过骨改建是局部旧骨的吸收并代以新骨形成的过程。程。Parfitt将其分为五期：将其分为五期：静止期：静止期：骨改建发生于骨外膜和内膜处骨改建发生于骨外膜和内膜处激活期：激活期：破骨细胞激活破骨细胞激活吸收期：吸收期：破骨细胞沿骨表面垂直方向进行吸收破骨细胞沿骨表面垂直方向进行吸收逆转期：逆转期：从骨吸收转变为骨形成的过程为逆转期从骨吸收转变为骨形成的过程为逆转期成骨期：成骨期：吸收腔内出现成骨细胞标志成骨期开始吸收腔内出现成骨细胞标志成骨期开始13长骨的外形改建长骨的外形改建 长骨的骨骺和干骺端呈圆锥形，比圆柱形长骨的骨骺和干骺端呈圆锥形，比圆柱形的骨干粗
10、大。改建过程中，干骺端骨外膜深的骨干粗大。改建过程中，干骺端骨外膜深层的破骨细胞十分活跃，进行骨吸收，而骨层的破骨细胞十分活跃，进行骨吸收，而骨内膜面的骨组织生成比较活跃，结果是近骨内膜面的骨组织生成比较活跃，结果是近骨干一侧的直径逐渐变小，成为新一段圆柱形干一侧的直径逐渐变小，成为新一段圆柱形骨干，新增的骨干两端又形成新的干骺端，骨干，新增的骨干两端又形成新的干骺端，如此不断地进行，直到长骨增长停止。如此不断地进行，直到长骨增长停止。14长骨的内部改建长骨的内部改建w最初形成的原始骨小梁，纤维排列较乱，含最初形成的原始骨小梁，纤维排列较乱，含骨细胞较多，支持性能较差，经过多次改建骨细胞较多，
11、支持性能较差，经过多次改建后才具有整齐的骨板，骨单位增多，骨小梁后才具有整齐的骨板，骨单位增多，骨小梁依照张力和应力线排列，以适应机体的运动依照张力和应力线排列，以适应机体的运动和负重。和负重。w人一生中骨的改建是始终进行的，幼年时骨人一生中骨的改建是始终进行的，幼年时骨的建造速率大于吸收，成年人趋于平衡，老的建造速率大于吸收，成年人趋于平衡，老年人则骨质的吸收速率往往大于建造。年人则骨质的吸收速率往往大于建造。15影响骨生长发育的因素影响骨生长发育的因素 影响骨生长发育的因素有很影响骨生长发育的因素有很多，内因有遗传因素和激素的多，内因有遗传因素和激素的作用；除此之外，各种维生素作用；除此之
12、外，各种维生素和某些生物活性物质对骨的生和某些生物活性物质对骨的生长发育也有直接影响。长发育也有直接影响。16一、维生素一、维生素w维生素维生素A：可影响骨的生长速度，它可协调成骨细可影响骨的生长速度，它可协调成骨细胞和破骨细胞的活动能力。严重缺乏时，骨的重吸胞和破骨细胞的活动能力。严重缺乏时，骨的重吸收和改建跟不上骨的形成，引起骨的畸形发育。收和改建跟不上骨的形成，引起骨的畸形发育。w维生素维生素C：主要是影响中胚层起源的组织，它能影主要是影响中胚层起源的组织，它能影响骨祖细胞的分裂增殖，并与成骨细胞合成胶原和响骨祖细胞的分裂增殖，并与成骨细胞合成胶原和有机基质的功能直接有关。有机基质的功能
13、直接有关。w维生素维生素D：能促进小肠对钙、磷的吸收，提高血钙能促进小肠对钙、磷的吸收，提高血钙和血磷水平，有利于类骨质的矿化。维生素和血磷水平，有利于类骨质的矿化。维生素D缺乏，缺乏，儿童易患佝偻症。成人可发生骨软化症。儿童易患佝偻症。成人可发生骨软化症。17激素激素w生长激素和甲状腺激素生长激素和甲状腺激素w甲状旁腺激素甲状旁腺激素w降钙素降钙素w性激素性激素w糖皮质激素糖皮质激素18生长因子生长因子w表皮生长因子。表皮生长因子。研究发现，它是一种有效的促细研究发现，它是一种有效的促细胞分裂素。在骨折等损伤期间，此生长因子的激活胞分裂素。在骨折等损伤期间，此生长因子的激活是一种重要的炎症和
14、引导愈合及骨形成的启动者。是一种重要的炎症和引导愈合及骨形成的启动者。w成纤维细胞生长因子。成纤维细胞生长因子。可以积极促进软骨细胞可以积极促进软骨细胞再生和新血管形成。再生和新血管形成。w转化生长因子转化生长因子-。其作用是抑制破骨细胞的形其作用是抑制破骨细胞的形成和骨的吸收，同时激活成骨细胞的骨形成作用。成和骨的吸收，同时激活成骨细胞的骨形成作用。19儿童骨骼损伤儿童骨骼损伤 儿童骨骼尚未发育成熟，不同年龄的儿童儿童骨骼尚未发育成熟，不同年龄的儿童处于生长发育的不同阶段，骨骼的变化是动处于生长发育的不同阶段，骨骼的变化是动态的。儿童骨折与成人显著不同。因此，不态的。儿童骨折与成人显著不同。
15、因此，不能简单的把成人骨折的诊断治疗原则应用于能简单的把成人骨折的诊断治疗原则应用于儿童。儿童。20儿童骨骼损伤儿童骨骼损伤1、直接暴力：骨折发生在暴力直接的部位。如打伤、撞伤及火器伤等。多为开放性骨折，软组织损伤常较重。2、间接暴力：骨折距暴力接触点较远。大多为闭合骨折，软组织损伤较轻。例如走路不慎滑倒时，以手掌撑地，根据跌倒时上肢与地面所成不同角度，可发生桡骨远端骨折，肱骨髁上骨折或锁骨骨折等。3、累积性劳损：长期、反复、轻微的直接或间接损伤可致使肢体某一特定部位骨折。21n n间接暴力引起骨折间接暴力引起骨折 肌拉力引起骨肌拉力引起骨折折22儿童骨折特点儿童骨折特点一、儿童骨骼生长潜力大
16、，骨折愈合快。一、儿童骨骼生长潜力大，骨折愈合快。愈合快原因：骨骼中有机成分多以及各种愈合快原因：骨骼中有机成分多以及各种成骨活性成分多；儿童骨膜远比成年人厚，成骨活性成分多；儿童骨膜远比成年人厚，血运也非常丰富。血运也非常丰富。23儿童骨折特点儿童骨折特点二、骨折愈合后塑形能力强。二、骨折愈合后塑形能力强。一定范围内的成角畸形和短缩畸形可自一定范围内的成角畸形和短缩畸形可自行矫正。影响塑形能力的因素有：生长潜力行矫正。影响塑形能力的因素有：生长潜力的大小、畸形与相邻关节的关系、畸形距骺的大小、畸形与相邻关节的关系、畸形距骺板的距离、不同骺板的特性等，其中儿童的板的距离、不同骺板的特性等，其中
17、儿童的年龄即生长潜力是最重要的因素。年龄即生长潜力是最重要的因素。24三、可塑性强。三、可塑性强。青枝骨折：骨质和骨膜部分断裂，可青枝骨折：骨质和骨膜部分断裂，可有成角畸形。有时成角畸形不明显，仅表有成角畸形。有时成角畸形不明显，仅表现为骨皮质劈裂，与青嫩树枝被折断时相现为骨皮质劈裂，与青嫩树枝被折断时相似而得名。似而得名。儿童骨折特点儿童骨折特点25儿童骨折特点儿童骨折特点四、骨膜肥厚，强度大。四、骨膜肥厚，强度大。儿童骨膜比成年人厚且具有很大的韧性，儿童骨膜比成年人厚且具有很大的韧性，骨膜的成骨能力远比成年人强。骨膜的成骨能力远比成年人强。一般情况下，一侧的骨膜并不断裂而形成一般情况下，一
18、侧的骨膜并不断裂而形成铰链，复位时如果很好的加以利用，可有助铰链，复位时如果很好的加以利用，可有助于复位并维持骨骼的稳定。于复位并维持骨骼的稳定。26五、骨折治疗后很少发生关节僵直。五、骨折治疗后很少发生关节僵直。儿童骨折由于愈合时间短，需要固定的时儿童骨折由于愈合时间短，需要固定的时间也相对较短，所以骨折后关节僵直比较少。间也相对较短，所以骨折后关节僵直比较少。所以，治疗时应以保守治疗为主要手段，应所以，治疗时应以保守治疗为主要手段，应严格控制手术适应症。严格控制手术适应症。儿童骨折特点儿童骨折特点27儿童骨折特点儿童骨折特点六、骨折治疗不当后果远比成年人严重。六、骨折治疗不当后果远比成年人
19、严重。如儿童易出现感染性骨缺损，与骨骼中有如儿童易出现感染性骨缺损，与骨骼中有机质多、无机盐少有关。此外，儿童骨骼中机质多、无机盐少有关。此外，儿童骨骼中孔隙较多，感染后易于扩散蔓延。孔隙较多，感染后易于扩散蔓延。28儿童骨折特点儿童骨折特点七、骨骺损伤。七、骨骺损伤。骨骺损伤是儿童阶段特有的损伤，应严格骨骺损伤是儿童阶段特有的损伤，应严格按照骨骺损伤的诊断处理原则进行。按照骨骺损伤的诊断处理原则进行。29八、骨折治疗后的过度生长。八、骨折治疗后的过度生长。儿童骨折治疗后的另外一个特点就是骨儿童骨折治疗后的另外一个特点就是骨折愈合后有过度生长的趋势，也就是说骨折折愈合后有过度生长的趋势，也就是
20、说骨折达到解剖复位的情况下愈合后，伤侧肢体由达到解剖复位的情况下愈合后，伤侧肢体由于过度生长要比健侧肢体长。这种特征在股于过度生长要比健侧肢体长。这种特征在股骨干骨折中比较常见，甚至有学者发现股骨骨干骨折中比较常见，甚至有学者发现股骨干骨折后胫骨也有过度生长的现象。干骨折后胫骨也有过度生长的现象。儿童骨折特点儿童骨折特点Fractures In ChildrenWhats the differences?Introduction“Children Are Not Just Small Adults”Differences inAnatomy,Physiology,Biomechanics of
21、 childs skeletonFracture pattern,Problems of diagnosis,Treatment methods Anatomic Differences Growth plate PeriosteumAnatomic Differences Growth“plate”(=Physis)Rapid,integrated longitudinal and latitudinal growthAnatomic Differences Growth Plate Anatomic Differences Growth PlateResting zoneProlifera
22、tive zoneHypertrophic zoneProvisional calcification zoneAnatomic Differences Growth Plate Widely dispersed Chondrocyte Abundant matrix Relatively inactive in cell or matrix turnover Source for continuous supply of chondrocytes to the proliferative zoneResting zoneProliferative zoneHypertrophic zoneP
23、rovisional calcification zoneAnatomic Differences Growth PlateHypertrophic zone Chondrocytes undergo mitosis and are organized into columns running parallel to the axis of bone growthResting zoneProliferative zoneProvisional calcification zoneAnatomic Differences Growth Plate Enlargement of cells (5
24、 to 7 times)Actively synthesize matrix protein,ALP,type X collagen mineralizationHypertrophic zoneResting zoneProliferative zoneProvisional calcification zoneAnatomic Differences Growth Plate Osteoblast and osteoclast remodel the mineralized cartilage matrix into the bone Hypertrophic zoneResting zo
25、neProliferative zoneProvisional calcification zoneAnatomic Differences Growth Plate Groove of Ranvier Perichondral ring of LaCroix mechanical integrity&peripheral growth of the physis(Carl T.Brighton,ICL,1974)Anatomic Differences Growth Plate Groove of Ranvier Triangular microscopic structure of per
26、iphery of the physis Contain fibroblast,chondroblast,osteoblast Peripheral growth the physis(Carl T.Brighton,ICL,1974)Anatomic Differences Growth Plate Perichondral ring of LaCroix Fibrous structure overlying groove of Ranvier connect metaphyseal periosteum&cartilaginous epiphysis mechanically stabi
27、lize epiphysis to metaphysis(Carl T.Brighton,ICL,1974)Anatomic Differences Growth PlateVascular anatomy Epiphyseal arteries Metaphyseal arteries Perichondral arteriesAnatomic Differences Growth PlateVascular anatomy Epiphyseal arteries Metaphyseal arteries Perichondral arteriesAnatomic Differences G
28、rowth PlateVascular anatomy Epiphyseal arteries Metaphyseal arteries Perichondral arteriesAnatomic Differences Growth PlateTwo patterns of blood supply to epiphysis Type A.Epiphysis “entirely”covered by articular cartilage (prox.femur,prox.humerus)Type B.Epiphysis“partly”covered by articular cartila
29、ge (prox.tibia,distal radius)(Dale GG,Harris WR,JBJS,1958)Type AType BAnatomic Differences Periosteum Thicker More readily elevated from diaphyseal&metaphyseal bone -much less likelihood of complete circumferential tear -significant portion of periosteum remains intact -displacement of fx fragment -
30、assist in fracture reduction -intrinsic stability Greater osteogenic potential produce callus more quicklyPhysiologic Differences Asymmetric growth of physis Periosteum(Wolffs Law)Growth Remodeling Most efficient -younger children -deformity in axis of rotation of adjacent joint-+Physiologic Differe
31、nces Growth Remodeling6ms/MPID 4wsPID 6msPhysiologic Differences Growth Remodeling 9Y/FPID 1yPhysiologic Differences Fx of shaft of long bone(m/c.femur)hyperemia associated with fx healing increased nutrition to growth plate stimulate longitudinal growth LLD Incomplete,asymmetric metaphyseal fx prog
32、ressive angulation OvergrowthPhysiologic Differences Occurs primarily in long bone,210 years Approximately 11.5cm in femur Fx Approximately 7mm after tibia or humerus Fx OvergrowthPhysiologic Differences Permanent damage to growth plate shortening progressive angular deformity Progressive DeformityP
33、hysiologic DifferencesShortening Progressive DeformityPhysiologic DifferencesAngulation Progressive DeformityBiomechanical Differences Haversian canals occupy a greater portion of cortex more porous&more flexible Tolerate a greater degree of deformation before failure Pores in cortex limit extension
34、 of fracture line less common comm.Fx Porous nature compression failure(buckle Fx)AdultChildFracture Pattern Buckle Fracture Traumatic Bowing Greenstick Fracture Complete Fracture Fracture TypeFracture Pattern Buckle(Torus)Fracture Fracture Type“Raised band around the base of an architectural column
35、”Fracture Pattern Buckle(Torus)Fracture Fracture Type Compression failure Occurs metaphyseal-diaphyseal junction Younger childrenFracture Pattern Traumatic Bowing of Bone Fracture Type Most common in ulna&fibula Can be bent 45 or more before fracture Plastic deformation Microscopic fx on concave sid
36、eFracture Pattern Greenstick Fracture Fracture Type“Break in a green tree branch”Fracture Pattern Fracture Type Angulated beyond the limit of bending Failure of tension side;compression side bends Greenstick FractureFracture Pattern Fracture Type Rarely comminuted Complete FractureFracture Pattern L
37、igaments are Stronger than physis Easy to produce epiphyseal separation Difficult to produce dislocation Sprain is rarePhyseal Injury 1530%of all chilhood fracture Peak age:early adolescence(11 to 12 years)Uncommon in children younger than 5 years Boys:Girls=2:1Fracture PatternS-H.IS-H.IIS-H.IIIS-H.
38、IVS-H.VS-H.VI Salter-Harris ClassificationFracture Pattern Salter-Harris Type I Fracture through physis Most commonly infrants&young children Germinal cells remain with epiphysis healing occur within 3 weeks,prognosis is generally excellent except,proximal femoral epiphysis(AVN),medial epicondyle(no
39、nunion)Fracture Pattern Salter-Harris Type I Epiphyseal segment,non-displaced or minimally displaced making diagnosis difficult D/DX with Type V injury Type I Type V Shearing,torsion,avulsion axial compression good prognosis poor prognosisFracture Pattern Salter-Harris Type IFracture Pattern Salter-
40、Harris Type II 75%of all physeal injury Fracture through physis extending through metaphysis (Thurston-Holland fragment)Prognosis is generally excellent except,distal femur(growth disturbance,50%)Fracture Pattern Salter-Harris Type II Fracture Pattern Salter-Harris Type II Fracture Pattern Salter-Ha
41、rris Type III Fracture through physis extending through epiphysis M/C:distal end of tibia med half of plate is closed(Tillaux fracture)Growth disturbances are not a problem Anatomical reduction is recommended restore the congruity of articular surfaceFracture Pattern Salter-Harris Type IIIFracture P
42、attern Salter-Harris Type IV Fracture through epiphysis&metaphysis crossing physis Cross all zones of physis risk of growth arrest is high Lateral condyle Fx of humerus Precise anatomic reduction is recommendedFracture Pattern Salter-Harris Type IVFracture Pattern Salter-Harris Type V Compression Fx
43、 through physis not extending to epiphysis or metaphysis Results from crushing force May not be apparent on radiographs Associated with long bone FxFracture Pattern Salter-Harris Type VFracture Pattern Salter-Harris Type VI Peripheral physeal injury at level of perichondral ring Result from ligamentous avulsion,direct trauma,burn Localized growth arrest angular deformity“Children Are Not Just Small Adults”Thank you very much!