background image

TISSUE 
REPAIR
 

 


background image

Learning objectives 

 

 

At the end of the session the student should be able to : 
1-Outline the meaning of regenerative medicine and  
therapeutic cloning. 
2-Know the Components of the Extracellular Matrix 

3-Know the Repair by connective tissue 

4-Describe Angiogenesis (neovascularization) and its 

clinical significance. 

5-Identify Healing by 1

st

 and 2

nd

 intention. 

6-Know the Pathological aspect of repair. 

 

 

 

 

Learning objectives ; 


background image

REGENERATION & 

HEALING BY FIBROSIS

 

 

 

Critical to survival is the ability 

to repair the damage caused 

by injurious agents & 

inflammation.  

 

 


background image

Repair

 :

refers to the restoration of 

tissue architecture and function after an 
injury.
 This occurs by regeneration &/or 
healing. 

Regeneration:

 

complete 

reinstitution of the damaged components 
of the affected tissue i.e. the tissue 
essentially returns to a normal state.  

 


background image

Healing

 

is a reparative process 

characterized by laying down of connective 
(fibrous) tissue that results in scar 
formation

This mode occurs when 

The injured tissues are incapable of 

complete regeneration. 

 The supporting structures of the tissue are 

severely damaged.  

Although the resulting fibrous scar is not 

normal, it provides enough structural 
stability that allows the injured tissue to 
function.  

 

 


background image

Repair involves:  

 

  The proliferation of various cells. 
 Close interactions between cells and the 

extracellular matrix (ECM).  

 

Therefore,  an  understanding  of  the  process  of 

repair requires some knowledge of the control of 
cell proliferation and the functions of the ECM.  

 

GROWTH FACTORS  
Cell proliferation can be triggered by  
1. Growth factors 
2. Hormones 
3. Cytokines 
4. Signals from the ECM  


background image

Stages of cell cycle 


background image

Control of cell cycle progression 


background image

Labile cells 

• Under normal conditions are continuously dividing & 

dying cells  

• They include  
1. Haemopoietic cells  
2.  Surface epithelial cells 
  a. stratified squamous surface of the skin, oral cavity, 

vagina, & cervix;  

  b. cuboidal epithelium of the ducts draining exocrine 

organs 

  c. columnar epithelium of G.I.T, genital tract  
  d. transitional epithelium of the urinary tract. 
• Above  tissues have 

stem cells

 programmed to divide 

continuously 

 


background image

• Stem cell gives two daughter cells  

 

  1. retains the ability to divide (self- 

renewal) 

 

 

   2. differentiates into nonmitotic cell carry 

normal function of the tissue.  
 

• Stem cell  
  - unipotent (skin) 
  - pleuripotent (bone marrow) 
 
Embrionic  ES type and adult type 
 


background image

 

Regenerative medicine 

has a main objective of 

regeneration and repopulation of damaged organs 
using ES or adult stem cells. One of the most exciting 
prospects in this field is the type of stem cell therapy 
known as 

therapeutic cloning.  

Other potential therapeutic strategies using stem cells 

involve: 

 Transplanting stem cells into areas of injury 
 Mobilization of stem cells from the bone marrow into 

injured tissue 

 The use of stem cell culture systems to produce large 

amounts of differentiated cells for transplantation into 
injured tissue. 

 


background image

Stable cells 

• Quiescent or low-levels of replicative capacity in normal 

state  

• Rapid division in response to injury  
• Include  
  A. Parenchymal cells of most solid glandular tissues 
   

- liver 

   

- kidney 

   

- pancreas 

  B. Endothelial cells  
  C. Mesenchymal cells 
   

- fibroblasts  

   

- smooth muscle cells 


background image

Permanent cells 

• Specialized, terminally differentiated cells 

 

• No proliferative activities in postnatal life 
  - cannot be replaced by identical cells.  

 

• Include  
  -  Neurons  

  -  Cardiac muscle cells  

  -  Cells of the lens.  
• If injured, they will be replaced by scar tissue.

 


background image

Cell types and cell cycle phases 


background image

ECM and 

Tissue 

Remodeling 

 


background image

Extracellular matrix (ECM) 

     

    It is dynamic, constantly remodeling  macro-molecular 

complexes  and synthesized locally 

     
ECM has the following functions   

1. Provides mechanical support for  cells  

2. Determines cell orientation (polarity) 

3. Controls and Regulates cell growth & differentiation 

4. Provides scaffolding for tissue renewal. 

5. Important for storage & presentation of regulatory 

molecules 

 


background image

 

   

 

 

 

ECM occurs in two basic forms:  

 

1. The interstitial matrix   

 

   2. Basement membrane (BM). 


background image

Interstitial matrix 

 

• Present in spaces between  
  a.  Cells in connective tissues   

  b.  Epithelium and supportive vascular & smooth 

 

muscle structures 

 


background image

Basement membrane 

• Sits beneath the epithelium  

 

• A boundary between the epithelium & 

underlying connective tissues 

 

• Synthesized by epithelium & underlying 

mesenchymal cells  

 

• Consists of amorphous type IV collagen + 

adhesive glycoproteins. 


background image

Components of ECM 


background image

Components of ECM 

Three basic components 

 

 

 

1. Fibrous structural proteins 

 

 

 

2. Water-hydrated gels 

 

 

 

3. Adhesive glycoproteins 


background image

Collagen  nice to know        

• the most abundant of the matrix proteins 
• confers tensile strength 
• composed of triple helical structure formed from 

three peptide chains 

• Fibroblasts are principle cells in synthesis 
• Synthesis  

  - starts by secretion of procollagen molecules  

  - modified by the removal of peptides 

  - removal by specific peptidases.  


background image

 

- resultant collagen molecules align to form collagen fibrils 

  - fibrils have banded appearance on EM 

  - these contribute to the strength of the fibrils 

  - reinforced by cross-linking of collagen molecules by 

covalent   bonding.  

• Collagen fibers formed by aggregation of collagen fibrils. 
• 18 types of collagen 
• Tensile strength of fibrillar collagens  
  - derives from cross-linking 

  - dependent on Vit.C 

  - children with ascorbate deficiency  

   

Have skeletal deformities  

   

Bleed easily because of weak vascular wall BM  

   

Show poor healing of injuries

 


background image

Elastin  nice to know 

• protein forming core of elastic fibers.  
• Molecules are extensively cross-linked producing random 

coils  

 

 

property of recoil after stretching.  

• Elastic fibers most abundant in tissues need for recoil 
  1.  Large arteries such as the aorta  

  2.  Dermis of skin 

  3.  Ligaments   

  4.  Uterus 

 
• Defects in elastic fibers lead to skeletal abnormalities & 

weakened aortic wall (Marfan’s syndrome) 

  dissection 


background image

 

Glycosaminoglycans 

 

• water-hydrated gel; negatively charged polysaccharide 

chains. 

• The most abundant forms are  
  1.  Hyaluronic acid   
  2.  Chondroitin sulphate  
  3.  Dermatan sulphate 
  4.  Heparan sulphate  
  5.  Keratan sulphate. 
 
• Relative amounts vary from tissue to tissue.  
• Their molecules are hydrophilic; provide tissue turgor   
• Have capacity to bind to collagens and fibronectin  
• May participate in  structural organization of ECM. 
 


background image

•    Cell and tissues regeneration 


background image

CELL AND TISSUE REGENERATION 

 Cell renewal occurs continuously in 

labile 

tissues

, such as the bone marrow, gut 

epithelium, and the skin. 

 Damage to epithelia or an increased loss of 

blood cells can be corrected by the proliferation 
and differentiation of stem cells and, in the 
bone marrow, by proliferation of more 
differentiated progenitors.  

 The renewal of hematopoietic cells is driven by 

growth factors called 

colony-stimulative factors 

(CSFs)

which are produced in response to 

increased consumption or loss of blood cells. 

 


background image

 Tissue  regeneration  can  occur  in 

parenchymal  organs  with  stable  cell 
populations, but with the exception of the 
liver, 

this is usually a limited process.  

 

 The surgical removal of a kidney elicits in 

the 

contralateral  kidney  a  compensatory 

response  that  consists  of  both  hypertrophy 
and hyperplasia of proximal duct cells.  

 

 


background image

 The regenerative response of the 

liver

 that occurs after 

surgical removal of hepatic tissue is striking.  

 Up to 60% of the liver may be removed in a procedure 

called  living-donor  transplantation,  in  which  a  portion 
of the liver is resected from a normal individual and is 
transplanted  into  a  recipient  with  end-stage  liver 
disease  , 

or  after  partial  hepatectomies  performed  for 

tumor removal.  

 In such cases, the tissue resection triggers proliferation 

of  the  remaining  hepatocytes  (normally  quiescent). 
Experimentally,  hepatocyte  replication  after  partial 
hepatectomy  is  initiated  by 

cytokines  (e.g.,  tumor 

necrosis factor [TNF] and interleukin 6 [IL-6]). 

 


background image

Computed tomography scans of the donor 
liver in living-donor liver transplantation. A, 
The liver of the donor before the operation. 
Note the right lobe (outline), which will be 
resected and used as a transplant. B, Scan of 
the same liver 1 week after resection of the 
right lobe; note the enlargement of the left 
lobe (outline) without regrowth of the right 
lobe.  

Regeneration of human liver.  


background image

EGF  (epidermal  growth  factor  receptor,  or  EGFR)

 

with  intrinsic  tyrosine  kinase  activity,  is 

mitogenic

  for 

hepatocytes  and  most  epithelial  cells,  including 
keratinocytes.  

In  cutaneous  wound  healing  EGF  is  produced  by 

keratinocytes,  macrophages,  and  other  inflammatory 
cells.  

The main EGFR (referred to as EGFR1) is frequently 

overexpressed in lung and some brain tumors 

and is an 

important therapeutic target for the treatment of these 
conditions.  

ERB  B2  (also  known  as  HER-2/NEU)

  has  received 

great  attention  because  of  its  overexpression  in 

breast 

cancers

,  in  which  it  is  a  target  for  effective  cancer 

control. 


background image

REPAIR BY 

CONNECTIVE 

TISSUE 

 


background image

  

Healing  or  repair  by  connective  tissue  is 

encountered if 

1.  A  severe  or  persistent  (chronic)  tissue 

injury  that  result  in  damage  to 

parenchymal cells as well as the stromal 

framework 

2. Injury affects nondividing cells 

Under  these  conditions,  repair  occurs  by 

replacement  of  the  nonregenerated  cells  with 
connective  tissue,  or  by  a  combination  of 
regeneration of some cells and scar formation. 

  

 


background image

 Repair  begins 

within  24  hours 

of  injury  by 

the  emigration  of 

fibroblasts  and  the  induction  of  fibroblast  and  endothelial  cell 
proliferation.  

 By 3 to 5 days, a specialized type of tissue that is characteristic of 

healing, called 

granulation tissue

 is apparent.  

 The term granulation tissue derives from 

the pink, soft, granular 

gross  appearance,  such  as  that  seen  beneath  the  scab  of  a  skin 
wound.  

 Its  microscopic  appearance  is  characterized  by 

proliferation  of 

fibroblasts 

and 

new 

thin-walled, 

delicate 

capillaries 

(angiogenesis), in a loose ECM.  

 Granulation  tissue  then  progressively  accumulates  connective 

tissue  matrix,  eventually  resulting  in  the  formation  of  a  scar  
which may remodel over time. 

 


background image

Rt. There are numerous blood vessels, edema, and a loose extracellular matrix containing occasional 
inflammatory cells. 

Lt. at high magnification, granulation tissue has capillaries, fibroblasts, and a variable amount of 
inflammatory cells. 

Granulation tissue formation in wound healing 


background image

Repair by connective 

tissue deposition 

consists of four 

sequential processes: 

 


background image

 

Formation of new blood vessels 

(angiogenesis) 

Migration and proliferation of 

fibroblasts 

Deposition of ECM (scar formation) 
Maturation and reorganization of the 

fibrous tissue (remodeling)  

 


background image

Angiogenesis 

(neovascularization) 

 


background image

 The preexisting vessels send out capillary sprouts to 

produce new vessels.  

 Angiogenesis is a critical process: 

 in healing at sites of injury 
 in  the  development  of  collateral  circulations  at  sites  of 

ischemia 

 and  in  allowing  tumors  to  increase  in  size  beyond  the 

limits of their original blood supply.  

 It  has  recently  been  found  that 

endothelial  precursor 

cells 

may  migrate  from 

the  bone  marrow 

to  areas  of 

injury and participate in angiogenesis at these sites.  

 Much  work  has  been  done  to  understand  the 

mechanisms  underlying  angiogenesis,  and  therapies 

to 

either enhance the process (e.g., to improve blood flow 
to  a  heart  ruined  by  coronary  atherosclerosis)  or 
inhibit  it  (to  interfere  with  tumor  growth)  are  being 
developed. 

 


background image

 New  vessels  formed  during  angiogenesis  are 

leaky

.  This 

leakiness  explains  why  granulation  tissue  is  often  edematous, 
and accounts in part for the edema that may persist in healing 
wounds  long  after  the  acute  inflammatory  response  has 
resolved. 

 Several  factors  induce  angiogenesis,  but  the  most  important 

are 

VEGF and basic fibroblast growth factor (FGF-2).  

VEGF

  stimulates  both  proliferation  and  motility  of 

endothelial  cells,  thus  initiating  the  process  of  capillary 
sprouting.  

 In  angiogenesis  involving  endothelial  cell  precursors  from  the 

bone marrow, 

VEGF acts through VEGFR-2 

to mobilize these 

cells  from  the  bone  marrow  and  to  induce  proliferation  and 
motility of these cells at the sites of angiogenesis.  

 


background image

Migration of 

Fibroblasts and ECM 

Deposition (Scar 

Formation) 

 


background image

  

Scar formation builds on the granulation tissue 

framework of new vessels and loose ECM that 
develop early at the repair site. It occurs in two 
steps: 

1. Migration and proliferation of 

fibroblasts into the site of injury and 

2. Deposition of ECM by these cells.  

 


background image

 The  recruitment  and  stimulation  of  fibroblasts  is  driven  by 

many growth factors, including 

PDGF.

  

 One  source  of  this  factor  is 

the  activated  endothelium

,  but 

more  importantly,  growth  factors  are  also  elaborated  by 

inflammatory cells

.  

 Macrophages,  in  particular,  are  important  cellular 

constituents  of  granulation  tissue,  and  besides  clearing 
extracellular  debris  and  fibrin  at  the  site  of  injury,  they 
elaborate a host of mediators that induce fibroblast proliferation 
and ECM production.

  

 Mast  cells  and  lymphocytes  can  contribute  directly  or 

indirectly to 

fibroblast proliferation and activation. 

  

 


background image

 As  healing  progresses,  the  number  of  proliferating 

fibroblasts and new vessels decrease 

 the  fibroblasts  progressively  become  more  synthetic, 

and hence there is increased deposition of ECM. 

 Collagen  synthesis,  in  particular,  is  critical  to  the 

development of strength in a healing wound site. 

Collagen  synthesis  by  fibroblasts  begins 

early  in  wound  healing  (days  3  to  5)  and 
continues  for  several  weeks,  depending 
on the size of the wound.  

 The  same  growth  factors  that  regulate  fibroblast 

proliferation  also  participate  in  stimulating  ECM 
synthesis. 


background image

 Net  collagen  accumulation,  however,  depends  not  only 

on  increased  synthesis  but  also  on  diminished  collagen 
degradation

 Ultimately,  the  granulation  tissue  scaffolding  evolves 

into a 

scar 

composed of 

largely inactive, spindle-shaped 

fibroblasts,  dense  collagen,  fragments  of  elastic  tissue, 
and other ECM components.  

 As  the  scar  matures,  there  is  progressive  vascular 

regression,  which  eventually  transforms  the  highly 
vascularized  granulation  tissue  into  a  pale,  largely 
avascular scar.  

 Many  growth  factors  are  involved  in  the  above 

processes, including 

TGF-β, PDGF, and FGF as well as 

cytokines (IL-1 & TNF). 


background image

  

 The transition from granulation tissue to scar involves 

shifts  in  the  composition  of  the  ECM;  even  after  its 
synthesis  and  deposition,  scar  ECM  continues  to  be 
modified and remodeled.  

 The outcome of the repair process is, in part, a balance 

between ECM synthesis and degradation.  

 The  degradation  of  collagens  and  other  ECM 

components  is  accomplished  by  a  family  of 

matrix 

metalloproteinases  (MMPs),

 

which 

are 

dependent on 

zinc ions 

for their activity.   

 


background image

 MMPs  include  interstitial  enzymes  that 

degrade 

collagen, 

fibronectin, 

proteoglycans, & laminin.  

 MMPs  are  produced  by  a  variety  of  cell 

types 

(fibroblasts, 

macrophages, 

neutrophils,  synovial  cells), 

and  their 

synthesis  and  secretion  are  regulated  by 

growth  factors,  cytokines,  and  other 
agents.  

 Their  synthesis  may  be  suppressed 

pharmacologically with 

steroids. 


background image

Healing by First Intention 

• One of the simplest examples of wound repair is 

the 

healing of a clean, uninfected surgical incision 
approximated by surgical sutures.  

• This is referred to as 

primary union or healing by first 

intention.  

• The incision causes only 

focal disruption of epithelial 

basement membrane continuity and death of a relatively 
few epithelial and connective tissue cells.  

• As a result, epithelial regeneration predominates over 

fibrosis. 

•  A small scar is formed, but there is minimal wound 

contraction.  

 


background image

 The  narrow  incisional  space  first  fills  with  fibrin-

clotted blood. 

 Within  24  hours

,  neutrophils  are  seen  at  the  incision 

margin, migrating toward the 

fibrin clot

 Within 24 to 48 hours

,  epithelial cells  from  both  edges 

have  begun  to  migrate  and  proliferate  along  the 
dermis.  The  cells  meet  in  the  midline  beneath  the 
surface  scab,  yielding  a  thin  but  continuous  epithelial 
layer. 

 By  day  3, 

neutrophils  have  been  largely  replaced  by 

macrophages,  and  granulation  tissue  progressively 
invades  the  incision  space.  Epithelial  cell  proliferation 
continues,  yielding  a  thickened  epidermal  covering 
layer. 

 

 


background image

• By day 5, 

neovascularization reaches its 

peak as granulation tissue fills the 
incisional space. The epidermis recovers 
its normal thickness as differentiation of 
surface cells yields a mature epidermal 
architecture with surface keratinization. 

• During the second week,

 there is 

continued collagen accumulation and 
fibroblast proliferation that bridge the 
incision. The leukocyte infiltrate, edema, 
and increased vascularity are diminished.  

 


background image

By the end of the first month

, the scar 

comprises a cellular connective tissue 
largely devoid of inflammatory cells and 
covered by an essentially normal 
epidermis.  

The tensile strength of the wound increases 

with time. However, the dermal 
appendages destroyed in the line of the 
incision are permanently lost. 


background image

Steps in wound healing by first intention (left) and second intention (right). In the latter, note the large 
amount of granulation tissue and wound contraction. 

Wound healing 


background image

Fibro-vascular granulation tissue 


background image

Healing scar, skin 

This is a healing biopsy site on the skin seen a 
week following the excision, The skin surface has 
re-epithelialized, and below this is granulation 
tissue with small capillaries and fibroblasts 
forming collagen. After a month, just a small 
collagenous scar will remain. 


background image

Healing by Second Intention 

(healing by secondary union) 

 When cell or tissue loss is more extensive, the repair process is 

more complex, the inflammatory reaction is more intense, there is 
abundant development of granulation tissue, and the wound 
contracts by the action of 

myofibroblasts

. This is followed by 

accumulation of ECM and formation of a large scar. This mode of 
healing occurs in  

 Large wounds 
 Abscesses  
 Ulcerations 
 After infarction in parenchymal organs. 

  

 


background image

A, Pressure ulcer of the skin, commonly found in diabetic patients. B, A skin ulcer with a large gap 
between the edges of the lesion. C, A thin layer of epidermal re-epithelialization, and extensive 
granulation tissue formation in the dermis. D, Continuing re-epithelialization of the epidermis and 
wound contraction 

Healing of skin ulcers  


background image

Secondary healing differs from 

primary healing in several respects: 

 A  larger  clot  or  scab 

rich  in  fibrin  and  fibronectin  forms  at  the 

surface of the wound. 

 Inflammation  is  more  intense 

because  large  tissue  defects  have  a 

greater volume of necrotic debris, exudate, and fibrin that must be 
removed. 

 Much  larger  amounts  of  granulation  tissue  are  formed. 

A  greater 

volume of granulation tissue generally results in a greater mass of 
scar tissue. 

 Secondary healing involves wound contraction. 

Within 6 weeks, for 

example, large skin defects may be reduced to 5% to 10% of their 
original  size,  largely  by  contraction.  This  process  has  been 
ascribed  to  the  presence  of 

myofibroblasts

,  which  are  modified 

fibroblasts  exhibiting  many  of  the  ultrastructural  and  functional 
features of contractile smooth muscle cells.  

 


background image

Wound Strength 

 Carefully sutured wounds have approximately 

70%

 of the 

strength of unwounded skin, largely because of the placement of 
the sutures. 

 When sutures are removed, usually 

at 1 week

, wound strength is 

approximately 

10% 

of that of unwounded skin, but this 

increases rapidly over the next 4 weeks. 

  The recovery of tensile strength results from collagen synthesis 

exceeding degradation during the first 2 months, and from 
structural modifications of collagen (e.g., cross-linking and 
increased fiber size) when synthesis declines at later times. 

 Wound strength reaches approximately 70% to 80% of normal by 3 

months but usually does not substantially improve beyond that 
point

. 

 


background image

Wound healing may be affected by several 

external or internal influences that 
reduce the quality or adequacy of the 
reparative process. 
 

1. Infection 

is the single most important 

cause of delay in healing; it prolongs the 
inflammation phase of the process . 

2. Nutrition 

has profound effects on wound 

healing; protein deficiency & vitamin C 
deficiency
, inhibits collagen synthesis and 
retards healing.  

 

 

 


background image

3. Glucocorticoids (steroids) 

have anti-

inflammatory effects, and their administration 
may result in poor wound strength due to 
diminished fibrosis. In some instances, 
however, the anti-inflammatory effects of 
glucocorticoids are desirable,  

When ? 

  

For example, in corneal infections, 

glucocorticoids are sometimes prescribed 
(along with antibiotics) to reduce the likelihood 
of opacity that may result from collagen 
deposition.  

 

 


background image

4. Mechanical variables 

such as increased local pressure or 

torsion may cause wounds to pull apart, or dehisce i.e. open out or 
gape. 
 

5. Poor perfusion

, 

due either to arteriosclerosis and diabetes or 

to obstructed venous drainage (e.g. in varicose veins), also impairs 
healing 

6. Foreign bodies 

such as fragments of steel, glass, or even bone 

impede healing. 

7. The type (and volume) of tissue injured 

is critical. 

Complete restoration can occur only in tissues composed of stable 
and labile cells;
 even then, extensive injury will probably result in 
incomplete tissue regeneration and at least partial loss of function. 
Injury to tissues composed of permanent cells must inevitably result 
in scarring
 with, at most, attempts at functional compensation by 
the remaining viable elements. Such is the case with healing of a 
myocardial infarct. 

 


background image

8. The location of the injury and the character of 

the tissue in which the injury occurs 

are also 

important.  

For example, inflammation arising in tissue spaces (e.g., 

pleural, peritoneal, synovial cavities) develops extensive 
exudates.
  

Subsequent repair may occur by digestion of the exudate, 

initiated by the proteolytic enzymes of leukocytes and 
resorption of the liquefied exudate.  

This is called 

resolution

, and in the absence of cellular 

necrosis, normal tissue architecture is generally 
restored.  

However, in the setting of larger accumulations, the 

exudate undergoes 

organization:

 granulation tissue 

grows into the exudate, and a fibrous scar ultimately 
forms.  

 


background image

Aberrations of cell 

growth and ECM 

production  

This may occur even in what begins as normal 

wound healing.  

1. Keloid 

refers to the accumulation of 

exuberant amounts of collagen that give rise to 
prominent, raised scars. There appears to be a 
heritable predisposition to keloid formation, 
and the condition is more common in blacks. 

 

 


background image

A, Excess collagen deposition in the skin forming a raised scar known as a keloid.  

Keloid 


background image

B, Thick connective tissue deposition in the dermis. 

Keloid 


background image

Keloid 

This large nodular mass is a keloid excised from the ear in a young male who had previously incurred 
trauma with laceration. Ear piercing in women may promote keloid formation. A keloid is an 
overgrowth of dermal scar tissue that forms over months following the injury. 


background image

Keloid mic 


background image

2. Exuberant granulation:

 

healing wounds may also generate 
excessive granulation tissue that 
protrudes above the level of the 
surrounding skin and hinders re-
epithelialization.  

The restoration of epithelial continuity 

requires cautery or surgical resection of 
the granulation tissue. 

 


background image

3. Disabling fibrosis:  

 Associated with chronic inflammatory diseases such as 

rheumatoid arthritis, pulmonary fibrosis, and cirrhosis 
have many similarities to those involved in normal 
wound healing.  

 In these diseases, however, persistent stimulation of 

fibrogenesis results from chronic immune reactions 
that sustain the synthesis and secretion of growth 
factors, fibrogenic cytokines, and proteases. Collagen 
degradation by collagenases, normally important in 
wound remodeling, is responsible for much of the joint 
destruction seen in rheumatoid arthritis. 

 


background image

This deformity of the hand is due to rheumatoid arthritis (RA). This autoimmune disease leads to 
synovial proliferation and joint destruction, typically in a symmetrical pattern involving small joints of 
hands and feet, followed by wrists, ankles, elbows, and knees. Rheumatoid factor can be identified 
serologically in most, but not all, RA patients. 

 

Rheumatoid arthritis 


background image

End

  


background image

 

Fracture healing 

 

   

 

Tearing of blood vessels  

 
   
  
Hematoma    

 

 

 

 

 

 

 
periosteum stripped off   

 

Ischemic necrosis of haemopoietic 

 

 

 

 

 

marrow with bone trabeculae  

 

 

 

 

 

• Bone death recognized by empty lacunae 
• Organization of the hematoma 
  - local inflammatory response (neutrophils & macrophages) 
  - phagocytosis of  hematoma & necrotic debris 
  - in-growth of capillaries & fibroblasts 
   
   

 

fibro-vascular granulation tissue 

 


background image

Bone fracture-hematoma formation 

Normal bone 

Early fracture 

Hematoma  


background image

End of the 1st week  

• Osteoblasts  
  -derived from inner layer of periosteum 

  - migrate into granulation tissue 

  - deposit large quantities of osteoid (woven bone) 

 

 

   

 

 

External callus 

   

 

 

 

   

 

Immobilize bone fracture  

• Enlarging cuffs of callus advance towards each other to 

bridge fracture gap externally 

• Significant gap between bone ends may induce cartilage 

formation. 


background image

Bone fracture-osteoid (woven bone) formation 


background image

callus (internal and external)  

• bridges fracture from within the medullary 

cavity 

• formed by the 3rd week  
• union is to begin with by woven bone 

(mechanically weak) 

• amount of external callus depends on 
  - site of fracture 

  - degree of immobilization 

   

- abundant in poorly immobilized fracture  


background image

Fracture callus mic 

Fractured native  
bone trabeculae:  
lamellar 

Callus: woven bone 


background image

Osteoblasts rimming 
trabeculae of woven 
bone 

osteoclast 


background image

Remodeling 

• “reconstruction through transformation of  woven bone 

to lamellar bone and restoration of marrow cavity” 

• Aim is to get full mechanical strength.  
• Cortical woven bone is resorbed and gradually replaced 

by lamellar (compact) bone (compact) 

• Medullary callus is removed with restoration of the 

marrow cavity 

• Remodeling is done by osteoblasts & osteoclastes 
• The whole reparative process may take about a year 

(more rapid in children) 


background image

Callus in third week: replacement by compact mature 

lamellar bone 

Lamellar bone 


background image

Pathological Fracture  

• Trivial trauma may cause fracture when the underlying bone 

is abnormal  

  - Osteoporosis that occurs in the elderly (femur & vertebral 

column).  

  - Osteomalacia 

  - Paget's disease of bone  

  - Primary or metastatic tumors 

   

carcinoma  

   

- breast  

   

- bronchus 

   

- thyroid 

   

- kidney 


background image

Nervous System  

• Mature neurons are permanent cells 
• damage to brain or spinal cord followed by capillary 

ingrowth and Gliosis 

• Gliosis 
  - equivalent to scar formation 
  - remains permanently. 
• In spinal cord injuries, axonal regeneration can be seen 

up to 2 weeks 

• Neurons in peripheral nervous system can regenerate 

their axon 

  -section of a peripheral nerve may result in complete 

functional recovery 

  - if the cut ends are not in perfect alignment the result is 

 

traumatic neuroma 


background image

End

  




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 213 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل