引起股骨头坏死的原因多种多样，任何原因造成股骨头血供明显减少乃至丧失，均可导致股骨头坏死，包括股骨头营养血管腔内的阻塞（如凝血系统紊乱、血栓形成等）、腔外受压（如骨内高压、脂肪细胞肥大、肿瘤等压迫骨内营养血管）、或营养血管的机械性断裂（如创伤等）等。其病因总体上可分为创伤性因素和非创伤性因素两大类。目前创伤是导致股骨头坏死的一个较为明确的病因，包括股骨颈骨折、髋关节脱位、股骨头骨折以及少见的非骨性损伤，如髋关节强力外展或内收扭伤、腹股沟部或大转子部挫伤等。其发病机制也已基本明了。而非创伤性因素比较复杂，据文献报道，有关的因素不下60余种，但尚无一种是特异性的。近40年来，国内外众多学者致力于骨坏死发病机制的研究，获得了不少成果，提出了多种学说，但没有一种假说能完全解释股骨头坏死的整个发生和发展过程，其确切的发病机制迄今尚未完全明了，故而对本病也尚无行之有效的预防和早期治疗方法。本病又称特发性股骨头缺血性坏死（idiopathic avascularnecrosisoffemoralhead）或成人股骨头缺血性坏死，以区别于小儿股骨头骨骺炎，其病因也与缺血有关。本章内容主要涉及非创伤性股骨头坏死的各种临床问题。
1.病因
非创伤性股骨头坏死常常并发于多种疾病，或伴发于多种致病危险因素，包括糖皮质激素（简称激素）的应用、酗酒、放射性损伤、减压病、系统性红斑狼疮（SLE）、器官移植术后（如肾、心脏等移植术后）、镰状细胞病及其他的高危因素（如易栓症、低纤溶活性），其中激素的使用及酗酒是最常见的原因，有报道两者引起的股骨头坏死占全部非创伤性股骨头坏死的90%以上。
（1）糖皮质激素
随着现代医学的发展，糖皮质激素已广泛应用于临床治疗多种疾病，由此产生的骨坏死病例也随之大量涌现。1951年法国Welfling首先对激素性骨坏死的病例做了详细的临床和X线表现的描述；1957年Pietrogrande和Mastromarino 首次发表了1例因长期应用糖皮质激素治疗天疱疮后引起股骨头坏死的临床报道，随后大量的报道证实了激素应用可引发股骨头坏死。近年来，非创伤性股骨头坏死的发病有逐年增多的趋势，据美国1992年的粗略估计，美国国内每年有1.5万个新增病例，在每年20万个行全髋关节置换的病例中，约有10%的疾病是股骨头坏死，其中激素性者占5%—25%；据Jacobs报道，激素性骨坏死发生率占非创伤性骨坏死的27.8%，而Arlet 则指出，激素性股骨头坏死占全部股骨头坏死的30%—50%，而且50%以上为双侧性。日本学者1988年曾对3000多名非创伤性股骨头坏死做过调查，其中激素性股骨头坏死的发生率为34.7%；Sakamoto 对140例使用大剂量激素（每天使用泼尼松龙超过30mg）的病例采用MRI进行了前瞻性研究，结果发现120例（86%）存在有关节的影响，其中176个髋关节（99个病例）、143个膝关节（77个病例）、46个踝关节（30个病例）及44个肩关节（25个病例）存在有MRI的骨坏死征象。我国国内尚缺乏系统的流行病学调查，自孙雪哲报道以来，激素性股骨头坏死的发生率也同样迅速增长；沈志鹏等报道68例股骨头坏死中激素性者有57例，占83%；原银栋等报道100例股骨头坏死中，激素性者占43例；李喜东介入治疗152例股骨头坏死中激素性者占65例，而创伤性为58例；王洪彬报道100例成人股骨头缺血性坏死中，激素引起者约占65%。从近年来的统计数字来看，由糖皮质激素导致的非创伤性股骨头坏死的发生率已超过了创伤性股骨头坏死，跃居股骨头坏死的首位。
激素性股骨头坏死往往发生于使用激素治疗多种基础疾病的过程中，报道较多的有系统性红斑狼疮（SLE），器官移植后等。Sugano等对60例髋关节X线表现正常的SLE患者平均随访了5年，发现其中有9个病例16个髋关节出现股骨头坏死表现；而且发现，如果在治疗1年后仍无MRI的骨坏死征象，那么其后再发生股骨头坏死的危险很小。Nagasawa对23例没有髋关节疼痛，而且X线检查阴性的SLE患者进行了随访研究，MRI检查发现8例（35%）存在有股骨头坏死征象，而采用放射性核素骨扫描时有6例（26%）显示有股骨头坏死的表现。Zinn对54例SLE病例的前瞻性研究中28例（52%）发生骨坏死。
在SLE患者中，脂肪细胞对激素的敏感性、血管炎的存在、使用激素的剂量及持续时间均与骨坏死的发生有一定的联系。
激素性骨坏死常常是器官移植后的并发症。1965年Jones首先报道肾移植后因使用激素而并发股骨头坏死，随后陆续有很多文献报道了器官移植后并发股骨头坏死。Mulliken采用MRI检查了132例接受肾移植患者的髋关节，结果发现有10例（15个髋关节）（7.6%）存在骨坏死的表现，其中的11个髋关节为Ficat 0期（无症状，X线前期）。
Orzincolo 研究了44例接受肾移植的患者后发现，这些病人术后采用激素和硫唑嘌呤，部分患者同时使用环孢菌素，结果所有患者的骨骼系统均显示有中等程度或严重的骨质疏松，其中9%的患者出现股骨头坏死，4.5%发生腕骨坏死，2.2%存在肱骨头坏死。据Landmann（1987年）报道，174例肾移植后用硫唑嘌呤+强的松每天2.5mg/kg的病例中，15例发生股骨头坏死，而96例环孢菌素A+强的松每天1.1mg/kg者仅1例发生股骨头坏死，因此认为骨坏死与激素使用的剂量直接相关。Rombouts（1988年）也认为股骨头坏死与强的松剂量有关，用硫唑嘌呤者，2年强的松总剂量为377mg/kg的32例中18.8%发生坏死，而40例总量为239mg/kg时无一例发生坏死。笔者所在医院对31例肾移植患者的随访中，也发现1例左股骨头有不规则密度增高，5例转子间不规则密度增高，但均无临床症状。Bradbury在随访了168例接受心脏移植或心肺移植的患者，术后用大剂量激素治疗，结果5例并发骨坏死。
（2）减压病（decompressionsickness）
减压性骨坏死（dysbaricosteonecrosis，DON）是减压病的常见并发症之一，常发生于潜水员、沉箱工人、隧道工人、高空飞行员等，故又称为潜水员病或沉箱病（caissondisease）。最早（1888年）由澳大利亚学者Twynham在英国医学杂志上报道了1例沉箱工人的骨坏死，1911年Bornstein和Plate以及1913年Bassoe描述了在高气压下工作的工人发生骨坏死的X线特征。
近年来，随着海底世界的开发及航空、航天事业的发展，减压性骨坏死的发病率急剧上升，日本Ota和Matsunaga对301名从事潜水捕鱼者的检查中发现，有152例（50.5%）存在231处骨坏死；Zhang报道1269个在高压环境下工作的人员中有164例发生骨坏死；Davidson根据资料总结，减压性骨坏死在高气压作业中的发病率约为17%，而在潜水者中约为4.2%，骨坏死往往是多发性和双侧性的，好发于股骨头和肱骨头以及股骨、胫骨，而且骨病损往往发生于邻近关节附近，继续发展可以导致骨质破坏，继发骨关节炎。VanBlarcom对15例存在减压性骨坏死的沉箱工人随访10年的研究发现，一旦出现骨坏死，即使停止高气压作业或潜水等职业，骨坏死仍可继续发展。Jones研究表明，在以下情况下容易并发减压性骨坏死：（1）具有丰富脂肪骨髓；（2）长时间或反复地在高压空气中工作的人员；（3）过快地减压。Jones报道1例在水下约30米持续4.5小时，之后没有采用适当减压方法而快速上浮以致出现减压病［由于环境压力改变，减压不当（即减压速度过快、幅度太大），以至于减压前已溶解在体内（主要是脂肪组织中）的气体（主要是惰性气体氮）脱离溶解状态，形成气泡而产生血管内栓塞和（或）血管外压迫所引起、70分钟后突然死亡的潜水员的尸解分析后认为，脂肪骨髓内气泡表面的脂类和纤维蛋白原包膜引起局部的脂栓以及血小板聚集和纤维蛋白血小板栓塞，导致了骨的缺血缺氧，而全身性的栓塞性脂肪及促凝血因素在减压性骨坏死中也起着重要的作用。
（3）辐射损伤
辐射（radiation）损伤可分为外照射损伤和内照射损伤，外照射损伤主要是指穿透力较强的X线、γ 线和中子流电离辐射等导致的机体损伤，而内照射损伤主要是指放射性核素长期积聚于体内所致的损伤，尤其是稀有元素镭（Ra）及锶（Sr），它们对骨组织有较强的亲和力，并参与骨组织内的成分，排出率很低，易积蓄于骨内而造成造血功能和骨微循环障碍，导致骨坏死。辐射损伤是导致股骨头坏死的肯定因素之一，自从放射治疗恶性肿瘤应用于临床后，此类病例逐渐增多。外照射引起的股骨头坏死最常见于女性生殖系癌肿的放射治疗中，因其放射治疗通常包括骨盆淋巴结，骨盆周围的骨组织；又由于髋关节附近软组织肥厚，需增大所需放射剂量，因而发生骨坏死的危险性也随之增高。Baclasse报道放射治疗子宫颈癌100例中，8例发生股骨颈骨折，其放射总剂量为39—43Gy；Kottmeier报道使用20Gy 以下剂量进行放疗中，有6%的骨损害；Delouche报道的放疗中骨坏死的发生率约为2.37%。
辐射损伤引起股骨头坏死，可能是由于辐射对骨细胞及骨内血管的直接或间接损害所造成的。照射的能量使骨内细胞和组织的蛋白质、酶等有机化合物分子发生电离、激发和化学键断裂，引起分子的变性和结构的破坏；同时大剂量的照射能间接引起骨内动脉内膜炎，早期血管内膜层充血肿胀，后期血管壁肥厚，管腔狭窄或闭塞，阻断血供，而骨皮质内的哈佛管和伏克曼管内的终末血管对放射线具有高度敏感性。此外，骨内有高原子量的集合，含有大量的矿物质，如钙和磷，对放射线的吸收率比软组织高两倍，特别容易受损害，一般放射线在20—30Gy 时，骨细胞的生存能力就可以受到抑制；如达到40—43Gy 则可造成病理性骨折、乃至发生骨坏死。除此之外，照射作用于水分子，发生电离和激发大量的具有超氧化能力的OH—、HO —2自由基等也可间接地损伤组织内细胞。
（4）酒精中毒：众多的临床及实验研究显示，酒精中毒（alcoholism）与股骨头坏死之间存在有密切的联系。1961年Menkin和Brower首先报道酒精中毒可并发股骨头坏死。Arlet 报道股骨头坏死中，酒精中毒占10%—36%；Jacobs的股骨头坏死研究系列中，酒精性者占39%；Gold和Gangemi 调查790例酒精中毒者的双侧髋关节，共检查了1580个股骨头，X线检查结果发现260个股骨头存在有头、颈或干区的密度增高（16.5%），有的出现新月征和颈部皮质增厚，因此他们认为酒精中毒是骨坏死的一个原因。据Patterson、Boettcher以及Louyot 等的报道，酒精性股骨头坏死发生率从17%—74%不等；DAubigue甚至报道酒精性股骨头坏死在酒精中毒者中普遍存在。酒精中毒可引起机体的脂肪代谢紊乱，脂肪肝是最常见的并发症。Jones在33例慢性酒精中毒患者中，竟发现有77处骨坏死存在，且伴有高脂血症，并在坏死股骨头的病理标本中发现有血管内的脂肪球。
Jacobs报道104例酒精中毒者，经化验有63例（68.4%）存在有高脂血症；Serre发现酒精中毒病人的脂蛋白升高者占53%；Louyot的研究中发现75%的病例存在有前β 脂蛋白的升高。酒精中毒引起股骨头坏死可能是通过酒精中毒引发脂肪代谢紊乱产生的脂肪栓子，或由囊性脂肪肝来源的脂肪栓子引起股骨头内微循环栓塞而导致的。酒精中毒后，血中游离脂肪酸（FFA）及前列腺素均升高，可刺激局部血管形成血管炎，同时由于高脂血症等引起的血液黏稠度等血液流变学变化，当这些病变累及股骨头软骨下区的微血管时，将导致局部的血管内血栓形成，微循环栓塞，最终导致股骨头坏死。
（5）镰状细胞病（sicklecelldisease）
本病是一种以血红蛋白结构异常为特征的家族性异常血红蛋白病，又称Herrick 贫血症，或镰状细胞性贫血，属隐性遗传，具有明显的种族性和区域性，发病者几乎都为黑人。异常血红蛋白均属多聚血红蛋白，常见的有正常血红蛋白的HbA的β 肽链第6位上的谷氨酸被缬氨酸所取代而形成的异常血红蛋白Hbss，以及被赖氨酸所取代而形成的异常血红蛋白Hbsc。在缺氧的情况下，这些血红蛋白之间由于分子间的相互作用，成为溶解度很低的螺旋形多聚体，致红细胞扭曲变形，成镰刀状、长半月状或其他畸形而失去正常红细胞的柔韧性和变形性，这种红细胞无法通过毛细血管和血窦交界处而发生血管内梗塞。如果同时血液黏稠度增加，镰状细胞更趋于镰形化，可连续发生血管内的梗塞。骨坏死是本病常见的并发症，由于骨髓内血流慢、氧利用率高，导致血红蛋白缺氧程度明显，红细胞镰形化增加，在窦状隙内淤滞而发生梗塞。随后缺氧进一步加重，红细胞更加变形，局部酸中毒，内皮细胞损害，微循环痉挛栓塞，最后导致骨坏死。