I suoi studi riguardarono anche l'artrite la cui affezione, anticamente, si attribuiva alla gotta o al reumatismo articolare acuto; essi dimostrarono che l'artrite comincia a livello della sinoviale e analizzarono tutte le lesioni oggi ben conosciute dei vasi e del tessuto connettivo. Il giovane Broca era il primo a osservare, comprendere e spiegare i principali tratti patologici della distrofia muscolare. Secondo lui dovuta a una malattia primitiva del tessuto muscolare stesso. Un'altra scoperta è il “sac de Broca” definito in anatomia come “un sacco con una apertura interna a fianco della regione inguinale” Questo è strettamente connesso allo studio sullo sviluppo dei tumori. Scrisse inoltre un trattato sugli aneurismi, intitolato “Aneurisma e il loro trattamento” in cui Broca apportava delle novità sul meccanismo della coagulazione del sangue ancora oggi considerate importanti soprattutto per gli aneurismi del cervello. Broca si interessò anche di alcuni animali come le rotifere. Egli concludeva in particolare che “le rotifere possono rianimarsi dopo aver soggiornato per 82 giorni nel vuoto secco e immediatamente dopo in trenta minuti a una temperatura di 100 °C“. Queste esperienze sono importanti per la batteriologia.