(一)發病原因

　　現代醫學對本病的病因尚未完全弄清，有人指出放射性同位素鐳和創傷刺激為誘發因素。發生于長骨的病變，多位于干骺部，少數于骨干中部，腫瘤迅速沿髓腔發展，一方面向骨骺端蔓延。另一方面，腫瘤偶爾也向骨干蔓延。此外，腫瘤亦迅速向外發展，侵入骨皮質內的哈氏系統引起血管營養障礙，骨皮質隨即破壞，腫瘤很快達到骨膜下，并向外侵入鄰近肌肉組織。

　　另外與遺傳、接觸放射性物質、病毒感染等有一定關系。也可繼發于畸形性骨炎、骨纖維異樣增殖癥，另有部分病例為其他良性腫瘤惡變而成。

　　(二)發病機制

　　本病的發病機制還不很清楚。它的組織學特點是增生的梭形腫瘤細胞直接產生骨樣基質或不成熟骨。但其發型不同，組織學特點也不同。本文已在概述中描述。

　　骨肉瘤來源于原始祖細胞，這種細胞有多潛能的特征，可以分化為骨、軟骨及纖維，因此骨肉瘤中除有惡性骨母細胞外，還有軟骨母細胞及成纖維細胞分化。根據這3種細胞成分的多少，中心型骨肉瘤可以分為骨母細胞型(成骨型)、軟骨母細胞型(成軟骨型)及成纖維細胞型(成纖維型)。

　　1.肉眼所見 腫瘤發生在髓腔并在髓腔內擴張和破壞與穿破骨皮質進入軟組織。腫瘤因發生部位不同而形狀不一，腫瘤切面可因細胞成分不同而色彩及質地各異，灰白色、質軟、魚肉樣，藍白色、質脆、軟骨樣，灰白色、質韌、橡皮樣和堅如象牙的瘤骨，壞死及出血區為灰黃色和紅褐色分布在腫瘤之間。腫瘤偏于某側被穿破的骨皮質無膨脹，骨膜被掀起可見三角形骨膜反應。

　　2.光鏡所見 腫瘤細胞梭形、多角形、圓形，細胞間變明顯，細胞大小不一，形態各異，細胞核大，核仁明顯，常見病理核分裂，在分化較好的地方可以見到腫瘤細胞的直接形成腫瘤性骨及骨樣組織，呈粉染均質條索狀及小片狀，腫瘤越成熟形成的骨及骨樣組織越多，有時還可見到破骨細胞型巨細胞及出血和壞死區。

　　(1)骨母細胞型：主要由具有明顯異型性的惡性骨母細胞組成，形成較多的腫瘤性骨及骨樣組織，細胞的分化程度不一，有的分化比較成熟，異型性不明顯，形成瘤骨較多，有的則分化較差，瘤細胞異型性十分明顯，核分裂易見，形成腫瘤性骨及骨樣組織少。

　　(2)軟骨母細胞型：腫瘤組織中除骨母細胞外，半數為軟骨肉瘤結構，同時可以見到腫瘤細胞直接形成腫瘤性骨及骨樣組織。

　　(3)成纖維細胞型：腫瘤細胞梭形，排列成車輻狀，其間可見腫瘤細胞直接形成腫瘤性骨及骨樣組織。

　　以上3型往往混合存在，目前稱以上3型為傳統型。

　　3.電鏡觀察 由5種細胞組成，最基本的是惡性成骨細胞，其次為成軟骨細胞、成纖維細胞、肌纖維母細胞及不分化細胞。除5種細胞外還有腫瘤性骨樣組織。

　　(1)惡性成骨細胞：細胞核是不規則的圓形、卵圓形。核膜鋸齒狀。核染色質輕度凝集，核仁明顯，細胞內充滿粗面內質網，線粒體少，內含少量的嵴，復合體較發達，細胞表面有突起，細胞間無細胞連接器。

　　(2)惡性成軟骨細胞：細胞核有明顯的間變，表面有不規則的微絨毛，細胞周圍有一透明區帶，細胞質內有發達的粗面內質網，線粒體卵圓形，有明顯的嵴，復合體發達，細胞質有液泡，偶見溶酶體。

　　(3)惡性成纖維細胞：細胞紡錘形，細胞質不規則，細胞核長卵圓形，核膜表面有凹陷，染色質邊集，胞質內有豐富的粗面內質網，線粒體中等量。

　　(4)不分化細胞：細胞有相對高的核質比例和稀少的細胞器，是成骨肉瘤主要細胞成分。

　　(5)肌纖維母細胞：大多數成骨肉瘤均可見此細胞，細胞長紡錘形，有豐富的胞質微絲，細胞質內有豐富的粗面內質網。

　　腫瘤性骨樣組織由膠原纖維和蛋白多糖組成，在腫瘤不同區域內，有不同的表現，成骨區內，骨樣基質占優勢，成軟骨細胞區內，膠原纖維形成，并有大量的蛋白多糖物，在此纖維細胞區內，纖維細胞無明顯成骨。