股骨头坏死与应力集中有关

多种原因如机械的、药物的、栓塞、特异等均可引起股骨头内或边缘地区微观区域产生力学性质改变。从变性区域看是微观的，某一处或多处同时或连续发生；从该微观区域内的力学性质看，可能强度减弱，刚度变小；也可能强度增大，刚度增加，或虽然刚性增加，但强度减弱，即脆性增大。在一般情况下，某些微观区域力学性质的变化，若造成损伤的外在因素是一时的，或较短暂的，影响因素消除后，由于骨组织具有较强的再造能力，便可自行修复，使骨组织无论从宏观还是微观方面都恢复到正常结构；但如果造成微观破坏的外在因素不能在短时间内消除，其影响在较长时间内存在，则微小区域内的力学性质得不到良性改变，则可能会发生股骨头坏死

我们知道，股骨头受力较其他骨组织更复杂些，它相当一个几何形状多变、力学性质各异的悬臂梁，除受压缩、变曲变形外还承受着颇大的剪力。仅从单腿站立姿势分析，股骨头的受力约等于体重的2.5倍(其合力作用线与水平线成78°角)。这就是说，一个体重70kg的人，他单腿静止站立时，股骨头受的力为175kg。如果某个微观区域或某些微观区域有力学性质改变，无论这种改变其力学性质是增强还是减弱，在荷载作用下将出现应力集中现象。出现应力集中的微小区域所受到的力，又较处于正常情况下成倍增大，这个力就可能远大于骨组织承受能力，越出了骨功能适应范围。这种情况下，微观损伤将扩大，相应力学性质改变，日积月累，继而出现宏观上力学性质的改变。

与此同时，血管床遭到破坏，血循环受阻，使受损骨组织的修复和改建失去了物质基础，当病变面达到10%时，按医学图像分型，成为早期股骨头坏死。由此，从骨伤生物力学观点看，造成股骨头微观损伤的原因可能不止一个，但发展成宏观损伤，即坏死，与应力集中不无关系。