A grande maioria dos tecidos do corpo não voltam ao normal após a lesão e só podem ser reparados com granulação e tecido cicatrizado fibroso, e queimaduras e incisões graves só podem deixar cicatrizes. No entanto, ao contrário de outros tecidos, o tecido ósseo tem uma poderosa capacidade de reparação e regeneração; os ossos podem ser unidos quando partidos, e o osso pode ser regenerado quando existe um defeito. O processo de crescimento e reparação óssea é ilustrado por uma nova fractura: após a fractura, ocorre hematoma no local da fractura, forma-se um hematoma, depois uma granulação, depois uma crosta de cartilagem, e finalmente uma crosta óssea dura, ou tecido ósseo. Este tecido ósseo tem um arranjo perturbado de trabéculas, e durante um período de tempo mais longo, a estrutura óssea voltará ao normal. É um facto bem estabelecido que o processo de reparação óssea é idêntico independentemente da causa da necrose, quer se trate de uma fractura, de uma broca, ou de osteomielite. Devido à anatomia especial da cabeça femoral, o que acontece após a necrose da cabeça femoral é geralmente uma reparação óssea ineficaz, e levou muito tempo para que os humanos reconhecessem o processo natural de reparação óssea ineficaz na necrose da cabeça femoral. No início, descobriu-se que a necrose da cabeça femoral na sequência de uma fractura do colo femoral resultou numa área de densidade aumentada dentro da cabeça femoral, que foi denominada osso morto, e em 1920 Phemister sugeriu que este aumento da densidade era um aumento aparente da densidade devido a uma diminuição da densidade do osso circundante. Em 1958 Bonfiglio e Bardenstein encontraram um novo osso preso à superfície das trabéculas necróticas na zona esclerótica da cabeça femoral. Em 1965, Bohr et al. realizaram um estudo micro-radiológico e histológico em 20 cabeças femorais ressecadas com próteses da anca e descobriram que a calcificação da matriz óssea na zona esclerótica da cabeça femoral não diferia da dos indivíduos normais, que os trabéculos necróticos foram alargados pela fixação de novo osso à superfície e que o aumento da densidade óssea era proporcional à largura dos trabéculos. Em 1976, Kenzora utilizou 250 coelhos para estudar o padrão de reparação após necrose da cabeça femoral. Kenzora considerou que a utilização da microscopia da luz para diagnosticar a sobrevivência dos osteócitos não era fiável porque os osteócitos podiam permanecer intactos durante um período considerável de tempo após a morte, e por isso a determinação da função fisiológica dos osteócitos deveria ser mais sensível e fiável do que a histomorfologia. O indicador mais sensível e fiável da sobrevivência de uma célula é a sua capacidade de sintetizar o ácido ribonucleico (RNA), cuja perda indica que a célula está morta. Uma vez que o isótopo radioactivo H3 CVcytidine é o precursor da síntese do RNA, a autorradiografia pode ser realizada utilizando a CVcytidine H3. Usando este método, foi demonstrado que a maioria das células perdeu a sua capacidade de sintetizar dentro de 2 horas após a isquemia e que todas as células da cabeça femoral, excepto a cartilagem, estavam mortas dentro de 12-24 horas. Kenzora conclui o seu artigo afirmando que a incapacidade das células para absorver a citosina deuterada isotópica confirmou a necrose da cabeça femoral em coelhos adultos. Capilares prolíferos e células mesenquimais indiferenciadas na medula óssea do osso vivo perto da osteotomia preencheram rapidamente o espaço da medula da cabeça femoral morta. As células mesenquimais assumem gradualmente características osteoblásticas à medida que proliferam em direcção à superfície dos trabéculos mortos. Finalmente, diferenciam-se em osteoblastos funcionais que cobrem a superfície dos trabéculos necróticos. Novas formas ósseas na superfície do osso morto e expande-se para preencher o espaço trabecular, aumentando o conteúdo ósseo por unidade de volume e aumentando a densidade radiográfica da cabeça femoral. O núcleo de osso morto no centro do trabéculo é mais tarde reabsorvido e substituído por osso vivo. Os novos trabéculas são mais espessos e maiores do que o original, e são ossos vivos em forma de placa. A resposta biológica do osso morto subcondral denso ocorre mais tarde devido à sua localização mais distante do ponto de início da reparação. Ao contrário das trabéculas rugosas, a principal resposta aqui é a reabsorção óssea e não a formação óssea. O ritmo da nova formação óssea não acompanha o ritmo da reabsorção óssea que resulta na perda de osso subcondral. A penetração dos capilares e a reabsorção dos tecidos progride até à cartilagem, causando uma resposta proliferativa de condrócitos e alterações na matriz da cartilagem semelhantes às observadas na osteoartrose. Além disso, formam-se opacidades sinoviais destrutivas, crescendo na superfície da cartilagem e destruindo a cartilagem articular. O desfasamento da articulação, a perda da cartilagem é semelhante à observada na osteoartrose degenerativa da cabeça femoral causando alterações semelhantes na cartilagem acetabular, com subsequente destruição completa da articulação. Em suma, o processo de reparação da necrose da cabeça femoral em coelhos manifesta-se de forma diferente em diferentes locais anatómicos: 1 osso esponjoso, que após a reparação da necrose forma novo osso na superfície e entre os trabéculos necróticos, resultando num aumento da densidade óssea por unidade de volume, com subsequente ressurgimento gradual dos trabéculos necróticos. 2 superfícies articulares ósseas, ou seja, a perda gradual de material ósseo subcondral denso por reabsorção. 3 destruição gradual da cartilagem e das articulações. A reparação óssea humana é muito menos capaz do que a dos coelhos, com muitas pessoas incapazes de completar a reparação do osso esponjoso necrótico para toda a vida, e algumas levando até 10 anos a completar, com deformação significativa da cabeça femoral e osteoartrose. Mesmo que uma pessoa consiga atingir a capacidade de reparação de um coelho, ela não evitará a destruição das articulações. Só é possível curar uma cabeça femoral necrótica se a capacidade de reparação de um coelho for excedida. O aparecimento de áreas hipodensas na cabeça femoral necrótica em humanos foi anteriormente explicado pela atrofia das trabéculas ou pela reabsorção durante o processo de reparação, mas estudos recentes de Plenk H Jr et al. do Instituto de Histoplastia e Embriologia de Viena sobre cabeças femorais necróticas ressecadas mostraram que existem três tipos de reparação de cabeças femorais necróticas em humanos: 1. reparação limitada, na qual se forma uma borda esclerótica junto à zona vascularizada. 2. 2. reparação destrutiva, que resulta numa reabsorção óssea significativa e na fragmentação da cabeça femoral. 3. reparação reconstrutiva, que reduz a extensão da necrose e retarda ou pára a progressão da doença durante um certo período de tempo. Os resultados deste estudo podem ser utilizados para explicar melhor a fronteira esclerótica, a hipodensidade e as áreas de hiperdensidade que aparecem nas radiografias simples após a necrose. No passado, muitas pessoas confundiam a reabsorção óssea da reparação destrutiva dos ossos com a osteoporose, atrasando o diagnóstico de necrose. Num artigo separado, assinala que os três tipos de reparação são ineficazes e que a reparação óssea reconstrutiva também reduz inevitavelmente a força mecânica da cabeça femoral, provocando o seu colapso. É geralmente aceite que a necrose da cabeça femoral é incurável uma vez que a lesão tenha progredido ao ponto de aparecerem alterações nas radiografias simples. Os três desafios na reparação da osteonecrose humana são o colapso da cabeça femoral à medida que o processo de reparação avança, a reabsorção da superfície articular óssea (material denso ósseo subcondral) e a destruição da cartilagem articular. Porque é que a necrose da cabeça femoral cai? Embora as células ósseas tenham morrido após necrose da cabeça femoral, os sais inorgânicos da matriz óssea permanecem inalterados e basicamente mantêm a sua força mecânica original. Com o desenvolvimento do processo de reparação, a resistência mecânica e o módulo elástico da cabeça femoral diminui gradualmente e a resistência mecânica é apenas cerca de metade da original. Além disso, as microfracturas aparecerão na cabeça femoral em pessoas normais e estas microfracturas cicatrizarão lentamente, mas uma vez que ocorra necrose estas microfracturas não cicatrizarão e com o tempo, a capacidade de carga diminui e eventualmente aparecerão inevitavelmente fracturas subcondrales e a cabeça femoral entrará em colapso. Por outras palavras, quanto mais rápido for a reparação ineficaz, mais rápido é o colapso, por isso os jovens colapsam mais rapidamente do que os idosos, e para aqueles com necrose extensa, por vezes o colapso é acelerado após o uso de drogas inactivadoras do sangue. Um resumo do processo de reparação da osteonecrose da cabeça femoral é apresentado no quadro abaixo. O curso natural da osteonecrose e a taxa de colapso ainda não são bem compreendidos, mas é geralmente aceite que o curso da osteonecrose é relativamente rápido. O colapso da cabeça femoral ocorre geralmente dentro de dois anos após o início da dor, sendo que 50% dos pacientes têm de ser operados dentro de três anos após um diagnóstico definitivo. Descobrimos que muitos pacientes desenvolvem um ligeiro colapso dentro de 4-6 meses após o início dos sintomas.