Concepts of Wound Healing 

 DR. SYED AKIFUDDIN 2006 Batch 

UNDER THE GUIDENCE OF, DR. DINESH B.S. PROF. AND HOD  

 

2 

 

WOUND  HEAL ING  

 

INTRODUCTION  

 

A wound  is a disruption of the anatomic structure and function  in any body part. 

  The healing of wound is one of the most interesting of the many phenomena, which characterizes the living organism. The body’s ability to replace dead cells and repair damage induced by local injury is critical for survival. Wound healing is one of the primary survival mechanisms and involves complex series of biologic events. It involves interaction between cells, cellular microenvironment, biochemical mediators & extracellular matrix. The repair of tissue begins as a phase of inflammatory reaction and it involves vascular and cellular phenomenon. Healing of all tissues after injury has an identical pattern which is modified depending upon intrinsic and extrinsic factors. 

  Wounds may be acute or chronic 

  An acute wound is that, which proceeds through the restoration process, achieving a sustained period of anatomic structure and function. 

  In chronic wound  the  result  is not  sustained or  the  restoration process remains interrupted or not completed. 

  Wound  healing  is made  up  of  an  orderly  sequence  of  events characterized  by  specific  infiltration  of  specialized  cells  into  the  wound,, accomplishing  specific  tasks.  This  movement  of  the  cells  and  the  orderly sequence  of  events  in  healing  is  in  part  regulated  by  cytokines  or  growth factors. 

  Wounds  may  be  further  divided  into  open,  with  or  without defect,  or  closed,  primary  or  secondary.  Healing with  respect  to  time  and extent of mechanism involved varies with these types. 

 

 

3 

 

WOUND CLOSURES 

1) Primary closure: 

  Primary closure or first intention closure is prompt coaptation of wound edges  together  i.e. healing of  the opposed edges of a cleanly  incised wound. Usually these are clean wounds encountered early on, other wounds can occasionally be  converted  to primary  closure which  results  in  very  little granulation  tissue and minimal scarring and contracture with a  lower  risk of infection.  Healing  by  primary  intention  is  the  desired  result  in  all  surgical incisions. 

2) Secondary closure: 

  Secondary  closure  also  known  as  second  intention  closure. These are wounds partially left open and usually have greater damage or loss, inhibiting possibilities of primary closure. When there  is extensive tissue  loss or  simply  a  failure  to  approximate  the wound  edges  the  defect  is  filled  by granulation  tissue. More  scar,  granulation  tissue,  contraction  is  seen more time is taken to heal. 

3) Delayed primary closure: 

  Also known as third intention closure. The closure is delayed few days (about 3 to 5) to treat  local  infection or contamination to allow therapy such  as  irrigation  etc.  This  helps  to  decrease  the morbidity  from  infection while development of wound strength remains unchanged. 

MECHANISMS IN WOUND HEALING: 

The mechanisms involved in wound healing are: 

• Epithelization,  • Contraction,  • Connective tissue (matrix) deposition.  

The  involvement of each varies over a spectrum dependant  largely on type, location, milieu factors embracing the wound. 

 

 

 

4 

 

Epithelization  is  the  process  where  keratinocytes  migrate  from  the lower skin layers and divide. 

Contraction is the process where mechanical reduction in size of wound defect occurs as a result of action of myofibroblasts. 

Connective  tissue  and  matrix  deposition  is  the  process  where fibroblasts  come  into  the area and produce new matrix and  collagen  is  laid down  over  and  amongst  this  amorphous matrix.  The  epithelial  tissues may then migrate over this, when formed the matrix, or the wound repair milieu, consists  of  collagen,  elastin,  fibronectin,  laminin,  hyaluronic  acid, proteoglycans.  These  structures  and  chemicals  give  strength  and  support, allow  expansion  and  contraction,  provide  a  surface  for  cell movement  and help necessary chemical reactions to occur. 

GENERAL PHASES OF WOUND HEALING: 

Healing  is  a  continuum  of  complex  interrelated  processes  that  are divided  for  our  convenience  into  arbitrary  phases  for  convenience  in discussion and illustration or even assistance in research and treatment. These phases are usually known as – The  inflammatory phase, proliferative phase, maturation phase. 

INFLAMMATORY PHASE: 

Inflammatory  response  follows any  type of  injury and  is considered a vital part of the repair process. If no inflammation is present no repair of soft tissue will occur. 

In the inflammatory response immediately following injury there occurs a transient constriction of the local blood vessels lasting 5‐10 minutes. At the same  time  margination  of  leucocytes  occurs  on  the  vessel  walls.  During vasoconstriction platelets aggregate and secrete vasoactive substances along the endothelium of injured blood vessels and also promote clotting. Platelets provide the initial signals to begin the repair process – PDGF (Platelet Derived Growth  Factor)  attracts  fibroblasts  to  the  wound  and  stimulate  them  to proliferate and (TGFb) transforming growth factor beta causes them to make collagen.  

Fibroblasts  are  important  sources  of  inflammatory  cytokines  early  in wound healing.  

5 

 

The  vaso  constriction  is  followed by active  vaso dilatation of all  local small blood vessels and by increased blood flow. 

Coincident with  vasodilatation  increased  vascular permeability occurs at the  level of small venules which  is the result of changes  in the vessel wall induced  by  the  release  of  vasoactive mediators.  The  endothelial  cells  swell and  become  rounded  creating  separations  between  themselves  and  at  the same time exposing the underlying basement membrane. 

After leucocytes have become adherent to the vessel wall they migrate through it by the active process of diapedesis. 

The earliest cells to appear  in the wound are the PMN  leucocytes and blood  monocytes  which  rapidly  modulate  into  macrophages.  The macrophages which  are  responsible  for  debriding  the wound  are  the most important inflammatory cell for wound healing. 

The PMNs are short  lived compared to monocytes so that  in a chronic inflammatory response the latter form predominates. 

Monocytes must be present to create normal  fibroblast production of invasion of wound space. 

This  directed  migration  of  cells  is  promoted  by  the  chemotactic mediators.  The  migration  is  unidirectional  and  occurs  in  response  to  a diffusing concentration gradient of a chemical attractant. The movement is in the  direction  of  the  increasing  concentration  of  the  chemotactic  factor. Migration is diminished in the presence of many antiseptics. 

CHEMICAL MEDIATORS IN WOUND HEALING: 

  The mediators can be grouped into 2 categories: 

Vasopermeability factors. 

Chemotactic factors. 

VASOPERMEABILITY FACTORS: 

VASOACTIVE AMINES: 

Histamine: 

Histamine  enhances  the  permeability  of  arterioles,  capillaries  and venules  to albumin,  then globulin and  finally  fibrinogen. Histamine  increases the permeability of  these  vascular  structures by  inducing  contraction of  the 

6 

 

endothelial  cells  and  exposing  the  underlying  basement membrane  of  the endothelium. 

5‐hydroxytryptamine (serotonin): 

  The  precise  role  of  serotonin  in  the  tissue  injury  response  is controversial.  It  appears  to  increase  the  permeability  of  blood  vessels  by inducing  numerous  endothelial  openings  or  gaps  in  a manner  analogous  to that  of  histamine.  Serotonin  seems  to  be  involved  in  the  late  phase  of fibroblastic proliferation and the cross‐linking of collagen molecules. 

Bradykinin:  

It  is  potent  local  tissue  hormone  that mediates  the  cardinal  signs  of inflammation redness (rubor), swelling (tumor), pain (dolor) and heat (calor). 

Anaphylatoxins:  

Anaphylatoxins are C3a, C4a, C5a. Each of these molecules have potent effects  on  smooth muscle  and  the  vasculature,  including  enhancement  of smooth muscle contraction and increasing vascular permeability C3a, C5a also induce  mast  cell  and  basophil  degranulation  and  consequent  release  of histamine further potentiate the increase in vascular permeability. 

Prostaglandins: 

PGI2, PGE2, PGD2 –  Induce vasodilation while  inhibiting  inflammatory cell  function.  TXA2  –  It  is  a  potent  vasoconstrictor  and  enhances  the inflammatory cell function. 

Leukotrienes: 

 Enhance microvascular permeability.  

PAF  (Platelet Activating Factor) –  

Induces platelet aggregation and degranulation at sites of tissue injury and enhances the release of serotonin and histamine. It also has direct effect on microvasculature, causing vasodilation enhancing vasopermeability at sites of tissue injury. 

CHEMOTACTIC FACTORS: 

C5a  –  Is  a  potent  chemotactic  factor  for  neutrophils  and monocytes  and  induces  low  levels of neutrophil degranulation. Additional effects of C5a includes enhancement of phagocytic response of neutrophils. 

7 

 

Lipooxygenase products, LTB 

  It  is chemotactic  for phagocytic cells and stimulates phagocytic cell adherence. 

Lymphokines: 

  Included  in  the  lymphokines  are  ‘macrophage  chemotactic factor’ and ‘macrophage activating factor’. 

Monokine  –  It  is  a  chemical  mediator  released  by  monocytes  and macrophages which further affects the growth and activity of other WBCs e.g. IL‐1. 

CYTOKINES 

Cytokines (often called growth factors) provide the communication for cell to cell  interaction  in wound healing. They are  the dominant discovery  in wound healing  as of  late  and  their  actions  and  control of  their  actions  is  a major research effort in wound healing. Unraveling their functions is far from complete,  but  their  regulation  of  the  healing  process  is  already  used  to stimulate healing.  

Regranex  is  synthesized  PDGF which  stimulates  fibroblast migration, collagenase production.  

Oasis  and  various  synthesized  “skin”  or  tissue  covering  utilizes  the combination  of  collagen  structure  and  cytokine  stimulation  to  promote healing. 

A  list  of  some  of  the  more  important  growth  factors  or  cytokines follows: 

CYTOKINE SOURCE FUNCTIONS

CTGF – Connective tissue growth factor 

Fibroblasts, endothelial cells 

Chemotaxis mitogenesis for connective tissue cells 

FGF – Fibroblast growth factor (1 and 2) 

Macrophages, T‐lymphocytes, endothelial cells, multiple tissues 

Chemotaxis and mitogenesis and angiogenesis, targets fibroblasts and keratinocytes, wound contraction and matrix deposits 

IFN‐alpha‐interferons  Lymphocytes, fibroblasts Inhibits fibroblast proliferation and synthesis of matrix metalloproteinases, activates macrophages and regulates cytokines. 

8 

 

IGF‐1 – Insulin like growth factor 

Macrophages, liver, fibroblasts, others 

Endocrine effect like growth hormone, synthesis of proteoglycans, collagen; migration of keratinocytes and fibroblast proliferation. 

IL‐1thru 8‐Interleukins  Macrophages, mast cells, keratinocytes, lymphocytes, other tissues 

Chemotaxis for fibroblasts and PMN’s and fibroblasts, angiogenesis. 

KGF‐Keratinocyte growth factor 

Fibroblasts Stimulates migration, proliferation and differentiation of keratinocytes 

PDGF‐Platelet derived growth factor 

Platelets, endothelial cells, macrophages, smooth muscle cells 

Chemotactic for most cells involved in wound healing (PMN, fibroblasts, macrophages, smooth muscle cells), stimulates angiogenesis, remodeling contraction, activates wound healing cells, multiple wound functions – but is also likely the best studied cytokine. 

TGF‐Transforming growth factor, alpha and beta 

T‐lymphocytes keratinocytes and multiple tissues 

Chemotaxis, synthesis and mitogenesis many cell types. 

TNF‐ Tumor necrosis factor  T‐lymphocytes, macrophges, mast cells 

Activates macrophages, stimulates angiogenesis, regulates other cytokines 

VEGF – Vascular endothelial (cell) growth factor 

Keratinocytes Increased vasopermeability, acts on endothelial mitogenesis. 

 

In some wound healing problems, a deficit of cytokine may be present and  adding  the  appropriate  cytokine  at  the  appropriate  time  and  achieving wound  healing  is  one  of  the  goals  of  cytokine  research.  Controlling  and manipulating wound healing and even speeding normal healing up has been a dream of mankind for some time. Extensive knowledge and study of cytokines in wound healing may be one way to achieve this goal. 

 

 

 

 

9 

 

PROLIFERATIVE PHASE: 

  Epithelization of an injury on any of the body is quite aggressive and  begins  within  hours.  At  the  edges  of  wounds  epidermis  immediately begins thickening. Three separate but overlapping phases of epithelial activity have been shown to exist. Migration, proliferation and differentiation. 

Migration and proliferation of the epithelial cells are seen within 24 to 48 hours after injury at the wound margins. 

Marginal  basal  cells  begin  to migrate  across  the wound  along  fibrin strands stopping when they contact each other (contact inhibition). 

Within the first 48 hours the entire wound is epitheliazed. 

Layering of epithelization is re‐established as the migrated cells mitose and thicken the new epithelial layer. 

The depths of the wound at this point contain  inflammatory cells and fibrin strands. 

Epithelization  is quite aggressive and  in a  few days will proceed along sutures, their tracts and in doing so may encircle tissues in inflammatory cysts or sterile abscess. 

ADDITIONAL CELLULAR HEALING: 

As  the  epithelial  surface  thickens  fibroblasts  appear  in  the  wound depths. These synthesize and secrete connective tissue components collagen, elastin,  fibronectin,  hyaluronic  acid  and  proteoglycans.  Since  proteoglycans are  very  hydrophilic,  their  accumulation  contributes  to  the  edematous appearance of wounds. 

Fibroblasts don’t contain fibrinolytic enzymes and the fibrin, dead cells and tissues in a wound can inhibit their migration. 

Rapid capillary proliferation  is a prominent  feature of all early wound healing. 

Endothelial cells proximal to the injury move out like a spreading sheet into  the wound  and  bring  rapid  capillary  proliferation.  These  cells  activate fibrinolysis destroying the earlier produced fibrin network clearing the way for fibroblast migration and their collagen production. 

10 

 

  This fixed cellular phase of healing lasts for several weeks. But by the 4th  to 5th week  the number of  fibroblasts  in  the wound has decreased and the rich capillary network has dwindled to a well defined capillary system.  

  Collagen  fibres  now  become  the  dominant  feature  of wounds and a dense collagenous structure called the scar is produced. 

 

MATURATION PHASE: 

This  is  the  final  stage of wound  repair and continues  indefinitely also known as remodeling stage. 

The scar that is formed is an enlarged dense structure of collagen. 

The collagen  fibres are randomly oriented and highly soluble resulting in a fragile tissue union. 

During  this phase much of  the previous  randomly  laid  collagen  fibres are destroyed as they are replaced by new collagen fibres better oriented to resist tensile forces on the wound. 

Wound strength slowly increases, but never more than 80‐85% of that of uninjured tissue.  

Since  collagen  fibres are more efficiently oriented  fewer of  them  are necessary and excess is removed which softens the scar. 

Wound  erythema  decreases  as  wound  metabolism  lessens  and vascularity is decreased. 

A  final process which begins near  the end of proliferative phase  and continues during early portion of remodeling is wound contraction. 

During wound contraction the edges of a wound migrate toward each other  although  the  exact  mechanism  is  unclear,  but  it  might  be  due  to myofibroblasts. In a wound in which the edges are not or will not be placed in apposition wound contraction diminishes the size of the wound. 

 

 

 

11 

 

DESCRIPTION  OF  HEALING  WOUND  (SKIN)  

  Healing of skin wound  involves epithelial growth and formation of  connective  tissue. Healing of wounds  can be discussed by  two processes based on the nature of injury (amount of tissue loss) 

  Healing by primary union or by first intention. 

  Healing by secondary union or by second intention. 

 

PRIMARY UNION / FIRST INTENTION HEALING. 

  This  is  least complicated  type of wound  repair, seen  in a clear, uninfected surgical incision approximated by sutures/ 

Process: The narrow  incision space  is  filled with blood clot containing fibrin  and  blood  cells.  Dehydration  of  the  surface  clot  forms  the  scab  that covers the wound. 

  Within 24hrs, neutrophils appear at the margins of the incision, moving  towards  the  fibrin  clot. The epidermis at  its cut edges  thickens as a result  of  mitotic  activity  of  the  basal  cell  layer.  They  grow  along  the  cut margins of dermis, depositing basement membrane components as they fuse in the midline beneath the surface scab. 

  By  day  3,  neutrophils  are  largely  replaced  by  macrophages. Granulation tissue progressively invades the incision space. Collagen fibres are now  present  in  the margins  of  the  incision  but  at  first  they  are  vertically oriented and do not bridge the incision. Epithelial cell proliferation continues, thickening the epidermal‐covering layer. 

  By  day  5,  the  incisional  space  is  filled with  granulation  tissue. Neovascularisation  is maximal.  Collagen  fibrils  become more  abundant  and begin to bridge the incision. The epidermis recovers its normal thickness. 

  During  the  second  week,  there  is  continued  accumulation  of collagen  and  fibroblasts.  The  leukocytic  infiltrate,  oedema  and  increased vascularity  have  largely  disappeared.  Blanching  takes  place  with  increased collagen accumulation and regression of vascular channels. 

  By  the  end  of  first  month,  the  scar  comprises  of  a  cellular connective  tissue  devoid  of  inflammatory  cell  infiltrate,  covered  by  intact epidermis. Tensile strength of the wound gradually increases. 

12 

 

SECONDARY UNION / SECOND INTENTION HEALING 

  Whenever  there  is more extensive  loss of cells and  tissues  the reparative  process  is  more  complicated.  In  such  cases  regeneration  by parenchymal  cells  cannot  completely  reconstitute  the  original  architecture. Abundant granulation tissue grows in from the margin to complete the repair. This form of healing is secondary union / second intention of healing. 

  This differs from primary union in the following aspects  

Inflammatory reaction is more intense since large tissue defects initially have more  fibrin  and more  necrotic  debris  and  exudate,  which  are  to  be removed. 

Much larger amounts of granulation tissue are formed. 

Wound contraction occurs in large wounds healing by second intention. 

PATHOLOGICAL  ASPECTS  OF  WOUND  HEALING  

  The  process  of  wound  healing  are  modified  by  a  number  of known  influences and some unknown ones, sometimes  impairing the quality and adequacy of the reparative process resulting in abnormal wound healing. They may  be  seen  as  inadequate wound  healing,  excessive wound  healing, exuberant granulation tissue. 

INADEQUATE WOUND HEALING 

  Systemic  and  local  host  factors  influence  the  adequacy  of inflammatory  –  reparative  response.  Systemic  diseases  like  diabetes, environmental  factors, certain drugs  like corticosteroids,  imbalance between wound turnover and proteolysis are some of the causes for inadequate wound healing. 

In diabetes mellitus  there  is  impairment  in wound healing.  The basic pathology implicated here is Insulin deficiency, which results in lack of glucose utilisation  by  the  tissue.  Here  there  is  lack  of  resistance  to  infection, hyperglycaemia,  impaired  fibroblast  &  endothelial  cell  proliferation, decreased epithelisation, decreased collagen deposition and  reduced wound strength.  There  is  also  abnormality  in  phagocytosis  and  migration  of inflammatory cells into the wound also decrease wound healing and promote infection. There  is also associated neuropathy and compromised vasculature, which interfere with normal healing.  

13 

 

Environmental  factors may  contribute  to  wound  healing.  All  factors necessary  for  normal  collagen  synthesis  (Oxygen,  essential  amino  acids, vitamins,  and  adequate  caloric  intake  to  allow  protein  synthesis) must  be provided  for  a  patient with  large wound.  Protein  deficiency  and  vitamin  C deficiency  inhibit collagen  synthesis. Deficiencies  in  trace elements  like  zinc, copper and iron will also affect wound healing. 

Various  pharmacological  agents  affect  wound  healing  adversely. Steroids  and  antineoplastic drugs  interfere with  cell proliferation or protein synthesis and inflammatory response. Steroids inhibit fibroblast migration and prolyl  hydroxylase  activity  there  by  affect  collagen  synthesis.  Vitamin  A appears to reverse the effects of wound healing caused by corticosteroids.  

Deficiency  in  growth  factors  affect  repair,  as  well  as  deficiency  in metalloproteases  also  affects  wound  healing.  These  are  seen  in  chronic wounds. 

EXCESSIVE WOUND HEALING 

  Aberration  of  wound  healing  would  also  result  in  excessive wound healing seen as hypertrophic scar or as keloid.  

Hypertrophic scars are defined as those that remain within the borders of the original scar, whereas keloids extend beyond the scar margin. Wounds that  cross  skin  tension  lines,  in  thick  skin  or  in  locations  such  as  earlobe, presternal and deltoid region are more prone to abnormal healing.  

Hypertrophic  scar develops  in weeks after  injury whereas keloid may develop  1  year  after  injury.  Both  have  high  vasculature,  high mesenchymal density, thickened epidermal layer and collagen bundles arranged in swirls. 

Mucinous  ground  substances  are  in  large  amount  in  keloids,  but fibroblast density is less than in hypertrophic scar. 

Ultra‐structurally  in  hypertrophic  scar  collagen  fibres  are  flatter  and less  clearly  demarcated  than  in  normal  skin  and  they  are  fragmented, shortened and  loosely arranged. Keloids have even  less organized  larger and more  collagen  fibres with  smaller  interfibrillar  spaces  than  in  hypertrophic scar.  Collagen  nodules  that  contain  high  density  of  fibroblasts  and unidirectional  high  stress  oriented  collagen  fibrils  are  seen  in  keloids  and hypertrophic scar whereas absent in mature scar. 

Biochemically, collagen synthesis is three times more in keloids than in hypertrophic scar and twenty times higher in keloids than in normal skin. The absolute  amount  of  soluble  collagen  is  also  increased  in  keloids,  indicating 

14 

 

increased  collagen  synthesis  degradation  and  decreased  cross‐linking. Collagenase  activity  is  fourteen  times more  in  keloids  than  in  normal  scar while  in  hypertrophic  scar  there  is  four‐fold  increase.  There  is  decrease  in serum  proteinase  inhibitors  in  abnormal  scars,  contributing  to  increased collagen in keloids and hypertrophic scars. 

Keloids have 32% type III collagen whereas 21% is only seen in normal scar. 

Optimal  therapy  for  keloids  and  hypertrophic  scar  is  still  unclear. Treatment  is empiric and  recurrence  rate  is high. Treatment options  include surgical and non‐surgical.  

Perioperative  radiotherapy or depot of steroid  injection may enhance surgical excision.  

The  non‐surgical  methods  are  pharmacological  or  physical.  Physical methods  include  ultrasound,  cryotherapy,  radiotherapy,  pressure,  silicone gels,  adhesive  zinc  tapes  and  laser.  Pharmacologic  agents  used  are mainly intralesional corticosteroids. Other agents used include penicillamine, retionic acid, dextran sulphate, antineoplastic agents etc. 

EXUBERANT GRANULATION TISSUE 

  Here  there  is  excessive  amount  of  granulation  tissue,  which protrudes above  the  level of  adjacent  skin,  and  it prevents  reepithelisation. This  is  called  proud  flesh.  Excess  granulation  tissue  has  to  be  removed  for restoring the continuity of epithelium.  

  There is also another rare condition in which there is exuberant proliferation of  fibroblasts  and other  connective  tissue elements  that might recur  even  after  excision.  These  are  called  desmoids  or  aggressive fibromatoses. 

 

   

15 

 

HEALING  IN  SPECIALIZED  TISSUES:BONE  

Healing in bone occurs in two ways: 

• Healing by primary intention. • Healing by secondary intention 

HEALING BY PRIMARY INTENTION: 

  Healing  by  primary  intention  occurs  when  the  following conditions are met: 

Excellent anatomic reduction of the fractured ends. 

Minimal or no mobility. 

Good vascular supply at the fracture site. 

  The  healing  in  bone  fractures  in which  rigid  fixation  has  been accomplished occurs in two different ways: 

• Gap healing. • Contact healing. 

GAP HEALING: 

  In  some  areas of  fracture  small  gaps occur  between  the  bone segments and within a few days gap healing begins at these points. 

  Blood  vessels  from  the  periosteum,  endosteum  or  haversian canals invade the gaps bringing mesenchymal osteoblastic precursors. Bone is deposited  directly  on  the  surface  of  fracture  fragments without  resorption and without  intermediate  cartilage  formation.  If  gaps  are  less  than  0.3mm lamellar bone directly forms. Gaps from 0.3mm upto 0.5mm to 1.0mm fill with woven  bone  and  lamellar  bone  in  subsequently  laid  down  within  the trabecular spaces. 

CONTACT HEALING: 

  In  areas  of  contact  healing,  consolidation  is  achieved  through haversian  remodeling  alone.  Osteoclasts  produce  pathways  between fractured  fragments, which  are  then bridged by newly  formed  regenerating osteons. This regenerating osteon  is called a  ‘BRU’  i.e. bone remodeling unit or  bone  repair  unit.  Histologically  it  is  an  advancing  group  of  osteoclasts followed  by  vessels  and  cells which  differentiate  into  osteoblasts  and  form new bone. 

16 

 

  The inherent slower growth of the osteon when compared with speed of bone resorption by the osteoclasts make it necessary for the fixation mechanism  to  provide  stability  for  a  longer  period  than  in  other  form  of healing. 

HEALING BY SECONDARY INTENTION: 

  Healing by secondary intention involves a well‐defined sequence of steps: 

• Formation of haematoma. • Organisation of haematoma. • Formation of fibrous callus. • Formation of primary callus. • Formation of secondary callus. • Functional reconstruction/remodelling 

Formation of haematoma: When a bone is fractured many intraosseous blood  vessels  is  ruptured  endosteum  and  periosteum may  be  stripped  and soft tissue around bone may be lacerated. The resulting haematoma comes to surround the ends of the fractured fragments and holds them together loosely through  the  resulting  fibrin  network.  This  fibrin  network  also  serves  as  a scaffold for granulation tissue, which is to form later. 

Organisation  of  haematoma:  A meshwork  of  fibrin  is  formed  in  the organising  haematoma.  This  haematoma  contains  fragment  of  periosteum, muscle, fascia, bone and bone marrow.  

Death  of  bone  and  soft  tissues  provokes  aseptic  inflammation.  In addition to necrosis by direct injury, secondary necrosis is possible due to tear of periosteal and haversian blood vessels. The collection of exudate increases the  original  swelling  caused  by  haematoma.  Hyperaemia  causes decalcification  of  bone  adjacent  to  the  fracture  site.  Macrophages phagocytose red blood cells and debris of soft tissues. Resorption of bone is a slow process by osteoclasts and aided by acid pH. 

Along with the onset of inflammation, capillaries and fibroblasts invade the clot. A good blood supply is important in this phase. The capillary beds in the marrow cortex become  filled with small arteries and  they become more tortuous which results in richer blood supply. 

Formation  of  fibrous  callus:  Organised  haematoma  is  replaced  by granulation  tissue,  which  takes  10  days  to  form.  This  granulation  tissue 

17 

 

originates  from  soft  tissues  of  bone  (endosteum,  periosteum  and marrow). Later  this  granulation  tissue  develops  into  a  loose  connective  tissue.  This results in a fibrous scar. 

Formation  of  primary  callus:  Primary  callus  forms  between  10  to  30 days after fracture. Structurally it has been compared to nonlamellar (woven) bone. The calcium content being very low, the callus can be cut by knife. It is for  this  reason  that  a  primary  callus  cannot  be  detected  on  a  radiograph. Primary callus has been considered  in different categories depending on  the location and function. 

• Anchoring  callus  ‐> develops on  the outer  surface of  the bone near the periosteum. 

• Sealing callus  ‐> develops  inside the surface of the bone across the fracture site (across bone cortex). 

• Bridging callus  ‐> develops on  the outside surface between  the anchoring callus on the two fractured ends. 

• Uniting  callus  ‐>  develops  between  the  ends  of  bone  and between areas of other primary callus,  that are  formed on  the fractured site. 

In  this stage histologically callus  tissue shows bars of osteoid  lined by cuboidal  or  polygonal  osteoclasts.  Subsequently  the  osteoid  is  calcified. Calcification is helped by alkalinity of tissue; alkaline phosphatase secreted by osteoblasts and  local  supersaturation by  calcium derived  from  resorption of bony spicules. The deeper parts of the callus, which are vascular, tend to form spicules. Also bony callus predominates whenever the fractured segments are properly immobilised. 

Formation  of  secondary  callus:  Secondary  callus  is mature  bone  that replaces the immature bone of primary callus. It is more heavily calcified and therefore can be seen on radiograph. It is composed of lamellar bone that can withstand  active  use.  Therefore  immobilisation  can  be  discontinued  when secondary callus is seen on the radiograph. Formation of secondary callus is a slow process requiring 20 to 60 days.  

Functional  reconstruction:  Reconstruction  proceeds  over  months  or years  to  the  point  where  the  location  of  the  fractures  usually  cannot  be detected histologically or anatomically. Mechanics  is  the major  factor  in  this stage. If a bone is not subjected to functional stress true mature bone will not form. 

18 

 

The  secondary  callus, which  is  formed  in abundance,  is  sculptured  to conform to the size of the remainder of the bone. 

The entire bone is moulded by mechanical factors if the healing has not taken place  in exact alignment. Step deformity  is  reduced on one side while deficiencies  on  other  side  are  filled.  This  process  seems  to  take  place  in alternate waves of osteoblastic and osteoclastic activity. 

 

FACTORS INFLUENCING HEALING OF FRACTURES 

GENERAL FACTORS: 

   Nutritional factors, which influence healing, are proteins, amino acids, calcium, vitamins (A, C, D) 

Vitamin A – it is needed for endochondral growth. 

Vitamin  C  ‐  it  is  needed  for  synthesis  of  hydroxyproline  which  is  a component of collagen fibre. 

Vitamin  D  –  it  plays  an  important  role  in  calcium  and  phosphorus metabolism. 

Hormonal  factors  like  parathormone,  calcitonin,  oestrogen  induce proliferation of osteoblasts. 

LOCAL FACTORS: 

    Inadequate  apposition  and  immobilisation,  infection  and destruction of  circulation delay healing process.  Changes  in  local pH  is  also important  (In  early  stage  there  should  be  low  pH  in  haematoma  for osteoclastic  resorption  at  fractured  end.  In  later  stages osteoblastic  activity requires presence of alkaline pH. 

   

19 

 

EXTRACTION  SOCKET  HEALING:  

  Healing  in  the  extraction  socket  will  be  discussed  as  the immediate reaction following extraction, the first week, 2nd week, 3rd week and 4th week extraction, wound. 

IMMEDIATE REACTION FOLLOWING EXTRACTION: 

  After  the  removal of  the  tooth  the blood which  fills  the socket coagulates and  the RBCs become entrapped within  the  fibrin meshwork and ends  of  torn  blood  vessels  in  the  periodontal  ligament  become  sealed  off. Within the first 24‐48 hours there are alteration in the vascular bed. These are vasodilatation  and  engorgement  of  blood  vessels  in  the  remnants  of periodontal  ligament  and mobilization  of  leucocytes  to  the  immediate  area around the clot. The surface of blood clot is covered by a thick layer of fibrin. 

FIRST WEEK WOUND:  

Within the first week after tooth extraction, proliferation of fibroblasts from connective tissue cells in the remnants of periodontal ligament is evident and these fibroblasts begin to grow into the clot around the entire periphery. The clot forms a scaffold over which the cells associated with healing migrate. It is gradually replaced by granulation tissue. The epithelium at the periphery of wound exhibits evidence of proliferation. Osteoclastic activity begins at the margin or neck of the socket i.e. at the crest of the alveolar bone. 

  The  clot begins  to undergoes organization by  ingrowth around the periphery of fibroblasts and occasional small capillaries. 

SECOND WEEK WOUND: 

The blood clot becomes organized by fibroblasts growing  into the clot on the fibrinous mesh work. 

New  delicate  capillaries  penetrate  to  the  center  of  the  clot.  The remnants of periodontal ligament undergo degeneration.  

In some cases trabeculae of osteoid are seen extending from the socket wall. 

Epithelial proliferation over the surface of wound is extensive although the wound is usually not covered completely. 

The  margin  of  alveolar  socket  exhibits  prominent  osteoclastic resorption. 

20 

 

 

THIRD WEEK WOUND 

By  this  time  the  original  clot  is  almost  completely  organized  by maturing granulation tissue. 

Young trabeculae of osteoid or uncalcified bone are forming around the entire periphery of the wound from the socket wall. 

The bone  is  formed by osteoblasts derived from pluripotential cells of the periodontal ligament. 

The cortical bone of the alveolar socket undergoes remodeling and no longer consists of such dense bone. 

The crest of the alveolar bone is rounded off by osteoclastic resorption. 

By  this  time  the  surface  of  the  wound  becomes  completely epithelialized. 

FOURTH WEEK WOUND: 

Wound  begins  final  stage  of  healing  and  in  this  there  is  continued deposition and remodeling resorption of bone filling the alveolar socket. 

This remodeling continues for several weeks. 

The early bone formed is poorly calcified. 

Roentgenographic  evidence  of  bone  formation  does  not  become prominent until 6th or 8th week after extraction. 

In some cases  there  is still difference  in  the new bone of  the alveolar socket and adjacent bone for as long as 4‐6 months after extraction. 

21 

 

FOETAL  WOUND  HEALING  

  Observations show that foetal skin heal without scarring due to intrinsic and extrinsic factors.  

     Extrinsic factor :  

Foetus is continually bathed in warm sterile amniotic fluid which is rich in growth factors as well as extra cellular matrix components ( Hyaluronic acid and Fibronectin ) 

     Intrinsic factors :  

Reduced tissue oxygenation 

Immature immune system – less inflammatory response.  

Foetal extra cellular matrix  is rich  in Hyaluronic acid and  fibronectin – more regeneration than scarring. 

The  growth  factor  TGF  �  that  stimulate  collagen  synthesis  is  less  in foetal ECM. 

   

22 

 

FACTORS  AFFECTING  WOUND  HEALING  

LOCAL FACTORS: 

Type, size, location of wound: 

Clean, aseptic wound produced by surgeons scalpel heals faster than wound produced by blunt trauma. 

Smaller wounds heal faster.  

Wounds in richly vascularized areas heal faster e.g. on the face. 

Adhesion to bony surface prevents contraction and adequate apposition of edges. 

Vascular Supply:Wounds with poor blood supply heal slowly e.g. leg wounds in patient with varicose veins. 

Ischemia because of arterial obstruction also prevents healing. 

Infection – Delays / prevents healing, promotes exuberant granulation tissue and may result in large, deforming scars. 

Movement – Early motion delays healing. Exercise increases circulating levels of glucocorticoids, which inhibit repair. 

Ionizing radiation: Irradiation of wound blocks cell proliferation, inhibits contraction and retards growth tissue formation. 

UV light – Accelerates rate of healing. 

SYSTEMIC 

Circulatory status – Determines blood supply to injured area, poor healing attributed to old age and often due to impaired circulation. 

Infections – Systemic infections delay wound healing. 

Metabolic status – Poorly controlled diabetes mellitus prevents / healing retards. 

Malnutrition impedes healing (methionine is required for healing). 

Zinc promotes faster healing. Vit. C required for collagen synthesis/ secretion. 

Hormones – Cortisone / other steroids impair healing because of general depression of protein synthesis. 

 

 

 

 

23 

 

REFERENCES: 

1. Basic Pathology by Vinay Kumar, Ranji.S.Cortan & Stanley.L.Robbins ; W.B.Saunders;5th edition; 1992 

2. A Textbook of Oral Pathology by Shafer, Hine & Levy; W.B.Saunders; 4th edition; 1993. 

3. Oral and Maxillofacial Trauma: Fonseca 4. Textbook of surgery: Sabiston 5. Complications in Oral Surgery: Kaban, Pogrell et al 6. Plastic Surgery; McCarthy: Vol 1 7. Internal fixation of mandible. A manual of AO/ASIF principle by Bernd Spiessl; 

1991