Die pathologischen Veränderungen der avaskulären Nekrose des Femurkopfes werden in 4 Stadien unterteilt

Der pathologische Prozess der avaskulären Nekrose des Femurkopfes besteht hauptsächlich aus dem Wechsel von Knochennekrose und Knochenreparatur, einschließlich Knochennekrose, gefolgt von der Absorption abgestorbenen Knochens und der Bildung neuen Knochens sowie einer Umgestaltung des Femurkopfes und bleibenden Deformitäten unterschiedlichen Ausmaßes. Es kann im Allgemeinen in 4 Phasen unterteilt werden.

1. Während der Phase der ischämischen Nekrose schwillt die Gelenkkapsel an, die Synovialmembran wird verstopft und ödematös und das Exsudat der Synovialflüssigkeit nimmt zu. Der vordere und seitliche Teil der Femurepiphyse ist zuerst betroffen, oder die gesamte Epiphyse kann aufgrund einer Ischämie nekrotisch werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Knochenstruktur noch normal, die Knochenlücken sind jedoch größtenteils leer, die Markhöhle ist mit amorphem Material gefüllt und die Knochenbälkchen sind in Flocken zerbrochen oder zu Blöcken zusammengepresst. Aufgrund der ischämischen Nekrose des Femurkopfes wird die enchondrale Knochenbildung im Ossifikationszentrum der Epiphyse vorübergehend gehemmt, während der tiefe Knorpel der Gelenkoberfläche durch die Versorgung mit Synovialflüssigkeit weiter wächst. Dadurch wird der Gelenkknorpel dicker, der Epiphysenkern kleiner und der Gelenkspalt erweitert. Die Dichte der nekrotischen Knochenbälkchen nimmt aufgrund von Fragmentierung, Kompression und Ablagerung von neuem Knochen auf der Oberfläche des nekrotischen Knochengerüsts zu. Gleichzeitig ist die Epiphyse locker und entkalkt, wodurch der nekrotische Bereich dichter erscheint. Bei der metaphysären Entkalkung handelt es sich um eine Gewebereaktion, bei der vaskularisiertes Weichgewebe in nekrotischen Knochen eindringt und diesen absorbiert. Während dieser Zeit kann es sein, dass keine offensichtlichen Veränderungen in der Gesamtmorphologie und Kontur des Femurkopfes auftreten oder dass die Epiphyse leicht abgeflacht wird. Die Nekroseperiode ist lang und dauert etwa 6–12 Monate. Klinisch treten im Allgemeinen keine Symptome auf.

2. Während der Reparaturphase dringt aufgrund der Stimulation des abgestorbenen Knochens Gewebe aus Kapillaren und Monozyten in den nekrotischen Bereich ein, absorbiert die nekrotischen Trabekelfragmente und bildet fibröses Gewebe. Die Zahl der Osteoklasten nimmt zu und ihre Funktionen werden aktiv, da sie an der Absorption nekrotischer Trabekel beteiligt sind. Gleichzeitig wird die Osteoblastenaktivität gesteigert und es bildet sich normales Osteoid zwischen und auf der Oberfläche nekrotischer Trabekel. Die Knochenreparatur beginnt am Rand der nekrotischen Epiphyse. Der durch Osteoblasten gebildete neue Knochen umgibt das ursprüngliche Verknöcherungszentrum und schreitet in Richtung Zentrum voran. Das neue Gefäßgewebe stammt aus dem runden Band, der Knochenhaut und der Epiphyse. Die metaphysären Gefäße treten entweder in die Epiphysenfuge ein oder verbinden sich mit dem die Epiphysenfuge umgebenden Gewebe. Die aus dem neu gebildeten Osteoid gebildeten Trabekel sind zunächst dünner und stellen ineinander verwachsene Knochen dar, die sich später in Lamellenknochen umwandeln. Im Knorpel rund um den nekrotischen Bereich ist noch keine sichtbare Veränderung zu erkennen, aber der Knorpel der Basalschicht verliert seine Aktivität, da er weit von der Gelenkoberfläche entfernt ist und keine Nährstoffe aus der Synovialflüssigkeit aufnehmen kann. Der neue Knochen ist in diesem Stadium schwächer, aber nicht weich. Stattdessen formt es sich allmählich zu normalem Knochen oder verändert seine Form, je nachdem, welcher Belastung es ausgesetzt ist. Dies ist biologische Formgebung. Dieser Prozess dauert etwa 1–4 Jahre.

3. Heilungsphase: Da die Krankheit selbstlimitierend ist, kann die Knochenresorption nach einer gewissen Zeit aufhören, es bildet sich jedoch weiterhin neuer Knochen, der das faserige Granulationsgewebe ersetzt. Bei den neu gebildeten Trabekeln handelt es sich um unreife Lamellenknochen, die dünn und zerbrechlich sind und leicht zusammen mit den nekrotischen Trabekeln, die noch nicht resorbiert wurden, zusammengedrückt werden können. Die Kompressionszone beschränkt sich meist auf einen Teil des Femurkopfes. Die neu gebildeten Trabekel können weiter umgeformt werden und der verwobene Knochen kann durch Lamellenknochen ersetzt werden, bis die Verknöcherung der gesamten Epiphyse abgeschlossen ist. Während dieses Prozesses weist der neue Knochen noch eine geringe Festigkeit auf und kann umgeformt werden, wobei es dennoch zu einer Deformation des Femurkopfes kommen kann.

4. Deformitätsrestperiode Nach Abschluss der Knochenheilung weisen die meisten Femurköpfe Restdeformitäten unterschiedlichen Ausmaßes auf, wie z. B. flache oder sattelförmige Femurköpfe, verbreiterte Schenkelhälse, Coxa vara, vorzeitiger Verschluss der Femurepiphyse, Femurverkürzung und Femurkopfsubluxation. Diese Deformationen können für immer unverändert bleiben. Im Erwachsenenalter können Gelenkdeformationen zu Arthrose führen.