胸锁关节的解剖学及生物力学特征

《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research
文章编号:2095-4344(2018)11-01695-06
1695
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·研究原著·
杨琨，男，四川省巴中市人，汉族，2017年西南医科大学毕业，硕士，医师，主要从事创伤骨科、手显微外科方面的研究。

通讯作者：阳运康，副教授，西南医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000
中图分类号:R318 文献标识码:A
稿件接受：2017-06-08
Yang Kun, Master, Physician, Department of Orthopedics, Luzhou People’s Hospital, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
Corresponding author: Yang Yun-kang, Associate professor, Bone and Joint Surgery, Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
胸锁关节的解剖学及生物力学特征
杨 琨1，吴天昊1，李 根1，阳运康2，葛建华2，白 蕊3，向飞帆3，孙远林3 (1泸州市人民医院骨科，四川省泸州市 646000；2西南
医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000；3西南医科大学，四川省泸州市 646000) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165 ORCID: 0000-0001-6107-1791(杨琨)
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文题释义：
胸锁关节：由锁骨的胸骨关节面与胸骨柄的锁骨切迹及第1肋软骨的上面共同构成，上肢骨与躯干骨连结的唯一关节。

可协同完成肩胛带各个方向的微动运动，体现为锁骨外侧端的上提、下降和前后运动，此外，尚能做轻微的旋转运动。

生物力学：研究生命体运动和变形的学科，通过生物学与力学原理方法的有机结合，认识生命过程的规律，解决生命与健康领域的科学问题。

应用力学原理和方法研究生物体在外界力和内部受控的肌力作用下的机械运动规律。

中国的生物力学研究起步较晚，人体运动学数据库还不是很完善，深入研究人体关节的生物力学行为具有十分重要的现实意义。

摘要
背景：临床治疗胸锁关节脱位及周围骨折的经验相对缺乏，然而其发病率有逐年增加的趋势，目前国内外关于胸锁关节解剖及生物力学的研究甚少，尚无有关胸锁关节系统性解剖测量的报道。

目的：通过对胸锁关节的解剖学及生物力学研究，为胸锁关节脱位及周围骨折的临床诊治提供生物学参考。

方法：①选取16具(32侧)成人防腐、湿润尸体标本，解剖分离出完整的胸骨柄、双侧锁骨及胸锁关节周围组织，修整成骨-韧带-骨标本模型；②用墨迹图结合网格计数法测量胸锁关节标本的胸骨柄与锁骨端关节面积；③观察标本胸锁前、后韧带的形态学特点，分别测量长、宽及厚度，并进行统计学分析；④将每副标本的左、右侧胸锁关节随机配对分成2组：A 组拟行单纯切断胸锁前韧带，B 组拟行单纯切断后韧带。

切断韧带前后，在解剖位均以相同力臂长度，垂直于锁骨远端进行前、后方向负载实验。

比较2组在前、后方向负载下关节所成的角度及负载-成角回归直线斜率。

结果与结论：①胸骨柄关节面积(239.00±28.78) mm 2小于锁骨内侧端关节面积(482.56±44.89) mm 2，差异有显著性意义(t =-40.105，P < 0.001)；②胸锁前韧带长度为(17.56±1.94) mm ，宽度为(15.54±1.42) mm ，厚度为(1.93±0.32) mm 。

胸锁后韧带长度为(17.21±1.86) mm ，宽度为(15.97±1.17) mm ，厚度为(2.07±0.29) mm 。

分别比较两者的长、宽、厚度差异均无显著性意义(P > 0.05)；③2组标本切断韧带之前，负荷为2，4，6，8，10 N 时，负载向前导致关节向后的成角均小于负载向后导致关节向前的成角，但仅在负荷为6，8，10 N 时，差异有显著性意义(P < 0.05)；负载向前的负载-成角回归直线斜率小于负载向后，差异有显著性意义(F =31.413，P =0.001)；切断韧带后，2组向前负载2，4，6，8，10 N 时，A 组关节向后的成角均小于B 组(P < 0.05)，A 组负载-成角回归直线斜率小于B 组(F =52.224，P < 0.001)；2组向后负载2，4，6，8，10 N 时，A 组关节向前的成角均大于B 组(P < 0.05)，A 组负载-成角回归直线斜率大于B 组(F =12.503，P =0.008)；④结果提示，锁骨内侧端关节面与胸骨柄关节面的接触面狭小，关节本身不稳定，胸锁韧带对于维持关节稳定性的作用极为重要；胸锁韧带限制关节向前成角的作用弱于向后成角，关节在解剖位时向前自然成角，胸锁关节易发生前脱位；在手术治疗胸锁关节脱位及周围骨折时应重视胸锁韧带的修复与重建。

关键词：
骨科植入物；胸锁关节；解剖学；韧带；生物力学 主题词：
胸锁关节；解剖学；韧带；生物力学；组织工程 基金资助：
四川省科学技术厅科研项目(Z14006)；泸州市科技局科研项目(16185)
胸锁关节的生物力学测试 材料：
16具(32侧)成人防腐、湿润尸体的胸锁关节标本。

分组： A 组：拟行单纯切断胸锁前韧带； B 组：拟行单纯切断后韧带。

万能生物力学试验机 方法：
模拟胸锁关节脱位常见的受力机制，2组切断韧带前后，在解剖位均以相同力
臂长度，垂直于锁骨远端进行前、后方
向负载实验。

实验结果：
(1)胸锁前韧带主要限制关节向前成角，胸锁后韧带主要限制关节向后成角。

(2)胸锁韧带限制关节向前成角的作用弱于向后成角。

观察指标： (1)终端电脑采集并记录加载点的位移值；(2)根据正弦三角函数计算出胸锁关节向前、后方向所成角度。

杨琨，吴天昊，李根，阳运康，葛建华，白蕊，向飞帆，孙远林. 胸锁关节的解剖学及生物力学特征[J]. 中国组织工程研究，2018，22(11):1695-1700. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165
ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH
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Anatomical and biomechanical characteristics of sternoclavicular joint
Yang Kun 1
, Wu Tian-hao 1
, Li Gen 1
, Yang Yun-kang 2
, Ge Jian-hua 2
, Bai Rui 3
, Xiang Fei-fan 3
, Sun Yuan-lin 3 (1
Department of Orthopedics,
Luzhou People’s Hospital, Luzhou 646000, Sichuan Province, China; 2
Bone and Joint Surgery, Affiliated Hospital of Southwest Medical
University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China; 3
Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China)
Abstract
BACKGROUND: The clinical experience of the treatment of the sternoclavicular joint dislocation and peripheral fracture is relatively lacking, but its incidence is increasing yearly. At present, there are few studies on the anatomy and biomechanics of the sternoclavicular joint in and outside China, and no systematic anatomical measurements of the sternoclavicular joint are reported.
OBJECTIVE: To provide a biological reference for the clinical diagnosis and treatment of sternoclavicular joint dislocation or peripheral fractures by studying the anatomy and biomechanics of the sternoclavicular joint.
METHODS: (1) A total of 16 specimens (32 sides) of adult antiseptic and moist cadaveric specimens were selected. The complete manubrium, bilateral clavicle and surrounding tissues of sternoclavicular joint were anatomically separated, and repair to bone-ligament-bone specimen models. (2) The areas of manubrium articular surface and the medial clavicular articular surface of all specimens were measured by the ink pattern combined with grid counting method. (3) The morphological features of the anterior and posterior sternoclavicular ligaments of the specimens in this group were observed, and the length, width and thickness were measured and analyzed statistically. (4) The left and right sternoclavicular joints of each specimen were randomly paired into A and B groups. Group A received simply cutting of anterior
sternoclavicular ligament. Group B received simply cutting of posterior sternoclavicular ligament. Before and after cuting off the ligament, the anterior and posterior load experiments were performed on the anatomical sites with the same force arm length and perpendicular to the distal clavicle. The angles of joints and load-angle regression line slopes were compared between the two groups in the anterior and posterior directions load.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The area of articular surface of manubrium (239.00±28.78 mm 2
) was smaller than the area of medial
articular surface of the clavicle (482.56±44.89 mm 2
), and the difference was statistically significant (t =-40.105, P < 0.001). (2) The length, width and thickness of the anterior sternoclavicular ligament were (17.56±1.94 mm), (15.54±1.42 mm) and (1.93±0.32 mm), and the length, width and thickness of the posterior sternoclavicular ligament were (17.21±1.86 mm), (15.97±1.17 mm), and (2.07±0.29 mm) respectively; there was no significantly statistical difference in the length, width and thickness between them (P > 0.05). (3) Before cutting the ligaments, when the loads were 2, 4, 6, 8, and 10 N, the angle backwards of joint caused by loads in the forward direction was less than the angle of forwards of joints caused by loads in the backward direction, but only when the loads were 6, 8, and 10 N, the difference between them was statistically significant (P < 0.05). The slope of the regression line of load-angle for the loads in the forward direction was less than the slope of the regression line of load-angle for the loads in the backward direction, with statistical difference (F =31.413, P < 0.001). After the ligaments were cut, when the loads were 2, 4, 6, 8 and 10 N in the forward direction in group A and group B, the backward angulation of joint in group A was less than that in group B (P < 0.05). The slope of the load-angled regression line in group A was less than that in group B (F =52.224, P < 0.001). When the loads in the backward direction in group A and group B were 2, 4, 6, 8 and 10 N, the forward angulation of joint in group A was greater than that in group B (P < 0.05), and the slope of the load-angled regression line in group A was greater than that in group B
(F =12.503, P =0.008). (4) These results suggest that contact area between the articular surface of the medial clavicle and the articular surface of the manubrium is narrow, which determines the instability of the joint itself. The sternoclavicular ligament is extremely important for maintaining the joint stability. The forward angulation of joint restriction effect of sternoclavicular ligament was weaker than that of the
backward angulation, also because of the joint in the anatomical position of the natural forward angulation, so the sternoclavicular joint was prone to anterior dislocation. It is necessary to pay attention to the repair and reconstruction of sternoclavicular ligament when sternoclavicular joint dislocation or peripheral fractures are treated by operations.
Subject headings: Sternoclavicular Joint; Anatomy; Ligaments; Biomechanics; Tissue Engineering
Funding: the Scientific and Technological Research Project of Science and Technology Department of Sichuan Province, No. Z14006; the Scientific Research Project of Luzhou Municipal Science and Technology Bureau, No. 16185
0 引言 Introduction
胸锁关节脱位及周围骨折在临床上不多见，多为高能量直接或间接暴力从肩部侧方或外展的上臂沿锁骨向内传导至胸锁关节损伤所致[1]。

目前，国内外关于胸锁关节的解剖及生物力学的研究甚少，临床治疗胸锁关节脱位及周围骨折的临床经验也相对缺乏。

近年来随着交通运输及建设的快速发展，其发病率有逐年增加的趋势，常因其急性或远期的严重并发症，越来越受到临床医师的重视。

文章对纳入的16具(32侧)胸锁关节标本进行解剖学测量及生物力学测试，进一步探讨胸锁韧带在维持关节稳定性方面的作用，为临床治疗提供生物学参考。

1 材料和方法 Materials and methods
1.1 设计 解剖学测量及生物力学测试实验。

1.2 时间及地点 于2016年12月至2017年2月在泸州市
人民医院骨科、西南医科大学解剖学教研室及四川大学生物力学实验室完成。

1.3 材料
1.3.1 实验标本 选取16具(32侧)成人防腐、湿润尸体标本(11男，5女)，均由西南医科大学解剖学实验室提供。

死亡年龄32-60岁，平均47.5岁，标本大小无明显差别。

从尸体标本中解剖分离出完整的胸骨柄、双侧锁骨及胸锁关节周围组织。

剥除标本上附着的肌肉及无关软组织，完整保留双侧胸锁关节、周围韧带及关节囊结构，修整成骨-韧带-骨标本模型，详细标注标本侧别并编号。

所有标本在大体观及X 射线片上均无胸锁关节脱位及周围骨折等损伤，排除肿瘤、畸形、明显骨质疏松等异常情况。

1.3.2 实验材料与设备 电子游标卡尺(精度0.01 mm ，上海量具厂)；手术器械1套(泸州市人民医院手术室提供)；C 臂X 射线机(PHILIP 公司)；自凝型牙托粉(河南华百康齿科
Yang K, Wu TH, Li G , Yang YK, Ge JH, Bai R, Xiang FF , Sun YL. Anatomical and biomechanical characteristics of sternoclavicular joint.
Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2018;22(11):1695-1700. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165
P .O. Box 10002, Shenyang 110180
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材料厂)；红色印泥(得力文具)；万能力学试验机(日本岛津电子，AUTOGRAPH ，型号:AG-IS-20)。

1.4 实验方法
1.4.1 胸锁韧带的解剖学测量 观察本组标本的胸锁前、后韧带的形态学特点，左右侧分别用电子游标卡尺测量胸锁前、后韧带的长、宽、厚度(见图1)。

保持测量者、记录者不变，所有参数均连续测量3次取平均值并记录。

长度为测量韧带起、止点边缘中心点的距离，宽度为垂直于韧带长度中央的数值，厚度为所测韧带的长、宽度交点的数值。

1.4.2 胸锁关节的生物力学实验
(1)实验分组与方法：本组16具(32侧)胸锁关节骨-韧 带-骨结构标本，牙托粉包埋固定标本的胸骨柄下端。

将每副标本的左、右侧胸锁关节随机配对分组成A 、B 两组：A 组拟行单纯切断胸锁前韧带，B 组拟行单纯切断胸锁后韧带。

模拟胸锁关节脱位常见的受力机制，2组切断韧带前后，在解剖位均以120.00 mm 力臂长度，垂直于锁骨远端进行前、后方向负载实验(匀速加载0-10 N ，加载速度2 mm/min)，见 图2。

(2)每次实验前均进行实验预调，以2 N 的预负荷，反复加载、松弛10次，以消除系统蠕变的影响。

然后按上述方法进行负载实验，高精度光栅位移传感器(分辨率为0.001 mm)测量锁骨远端加载点的位移。

生物力学试验机相连接的终端电脑自动采集实验数据，并绘制负载-位移图。

分别记录2组负载至2，4，6，8，10 N 时，切断韧带前后锁骨远端加载点的位移。

所得位移值根据正弦三角函数关系计算出胸锁关节向前、后方向所成角度。

比较2组在前、后方向负载下关节所成的角度及负载-成角回归直线斜率的统计学差异。

(3)根据本力学测试的预实验结果，负载设计在0-10 N 范围内，加载速度为2 mm/min ，以避免标本损坏，保证实验过程安全、有序地进行。

整个实验过程中，所有标本均用生理盐水纱布包裹或喷雾保持湿润状态，并维持实验室环境稳定，温度26 ℃，湿度55%(力学测试过程在四川大学生物力学实验室完成)。

1.4.3 胸骨柄与锁骨内侧端关节面积测量 将本组标本的胸骨柄与锁骨内侧端关节面分别与红色印泥充分接触， 清除关节面以外多余的印泥，然后将关节面与柔软的白纸完全贴合，在每小格为1 mm 2的网格纸上数出红色印泥区域的方格数作为面积(精确到1 mm 2)。

1.5 主要观察指标 ①解剖学测量：胸锁前、后韧带的长、宽、厚度；胸锁关节的胸骨柄与锁骨内侧端关节面积；②生物力学测试：生物力学试验机相连接的终端电脑自动采集实验数据，分别记录2组负载至2，4，6，8，10 N 时，切断韧带前后锁骨远端加载点的位移。

所得位移值根据正弦三角函数关系计算出胸锁关节向前、后方向所成角度。

1.6 统计学分析 实验数据采用SPSS 19.0统计软件进行统计分析。

计量资料用x _
±s 表示。

胸锁前、后韧带的测量结果采用配对t 检验，A 、B 组标本的力学测试数据采用配对t 检验，2组负载-成角回归直线的斜率采用协方差分析。

以P < 0.05为差异有显著性意义。

2 结果 Results
2.1 胸锁韧带的解剖测量及统计分析 胸锁前韧带长度相较于后韧带略长，形态学表现更为松弛，分别比较两者的长、宽、厚度，差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表1。

2.2 胸锁关节的生物力学测试 在力学测试的预实验中，当负载至17.30 N 时出现了标本韧带的损坏，此时负载-位移曲线出现波动，曲线的斜率及形态明显改变，在负载0-10 N 范围内，负载-位移曲线的线性关系良好，见图3。

2组标本在切断胸锁韧带前后，负载0-10 N 范围内，随着负荷的增加，关节向前、后方向所成的角度逐渐增大，两者呈线性关系。

切断韧带之前，负载为 2，4，6，8，10 N 时，负载向前导致关节向后成角均小于负载向后导致关节向前的成角，但仅在负载6，8，10 N 时，差异有显著性意义(P < 0.05)，见表2。

负载向前的负载-成角回归直线斜率[1.025 (°)/N]小于负载向后的负载-成角回归直线斜率[1.236 (°)/N]，差异有显著性意义(F =31.413，P =0.001)，见图4。

切断韧带后，2组向前负载2，4，6，8，10 N 时，A 组关节向后成角均小于B 组，差异均有显著性意义(P 均< 0.05)。

向前负载-成角回归直线的斜率，A 组[1.203 (°)/N]小于B 组[1.808 (°)/N]，差异有显著性意义(F =52.224，P < 0.001)，见表3及图5。

2组向后负载2，4，6，8，10 N 时，A 组关节向前成角均大于B 组，差异均有显著性意义(P 均< 0.05)。

向后负载-成角回归直线的斜率，A 组[1.611(°)/N]大于B 组 [1.404 (°)/N]，差异有显著性意义(F =12.503，P =0.008)，见表4及图6。

2.3 胸锁关节面的面积测量 左右两侧的胸骨柄关节面及锁骨内侧端关节面积配对t 检验差异无显著性意义(P > 0.05)，见表5。

将16具(32侧)关节的测量数据合并统计分析，胸骨柄关节面面积(239.00±28.78) mm 2小于锁骨内侧端关节面面积(482.56±44.89) mm 2，差异有显著性意义(t =-40.105，P < 0.001)。

3 讨论 Discussion
3.1 胸锁关节的解剖学特点 胸锁关节是真正意义上连接上肢与躯干的唯一关节，由锁骨内侧端、胸骨柄的锁骨切迹和相邻第1肋软骨上表面组成的马鞍状关节[2]。

解剖学研究表明，锁骨内侧端关节面明显大于胸骨柄关节面[3-4]，关节面呈倾斜状态且活动频繁，关节本身不稳定，其稳定性取决于周围的韧带结构[5-7]。

胸锁前韧带跨过胸锁关节表面由内下方斜向外上方，切开该韧带可见关节内的关节盘前部与其附着。

该韧带下外侧相对扩展，常作为关节镜入口和关节穿刺的部位，可最大限度地减少对关节的损伤[8-9]。

维持关节稳定性方面，早期一些学者认为胸锁前韧带比胸锁后韧带更强[10-11]。

后来的研究表明，胸锁后韧带比前韧带更坚韧，是预防胸锁关节前、后脱位最重要的结构[12-13]。

胸锁前韧带位于关节的张力侧，受到外力创伤时更易受损，临床上前脱位更常 见，鲜见后脱位[14-15]。

肋锁韧带(呈菱形)类似于支持肩锁关
杨琨，吴天昊，李根，阳运康，葛建华，白蕊，向飞帆，孙远林. 胸锁关节的解剖学及生物力学特征[J]. 中国组织工程研究，2018，22(11):1695-1700. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165
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图1 胸锁韧带的解剖学测量示意图
Figure 1 Anatomic measurement of the sternoclavicular ligament
图注：图A 为游标卡尺测量胸锁前韧带的长度，B 为游标卡尺测量胸锁后韧带的长度。

图2 胸锁关节的生物力学测试
Figure 2 Biomechanical testing of the sternoclavicular joint 图注：图A 示锁骨远端加载点向后方负载，B 示测量力臂长度，确定加载点。

B
A A
B
图3 预实验标本的负荷-位移曲线图 Figure 3 Load-displacement curve of preliminary experiment
specimen
图注：
在负载0-10 N 范围内，负载-位移曲线的线性关系良好，当负载至17.30 N 时出现了标本韧带的损坏，此时负载-位移曲线出现波动，曲线的斜率及形态明显改变。

表1
胸锁前韧带与胸锁后韧带的解剖参数测量结果比较 (x _
±s ，n =32，mm)
Table 1 Comparison of anatomical parameters of anterior and posterior sternoclavicular ligaments
测量项目
胸锁前韧带 胸锁后韧带 t 值 P 值 长度
17.56±1.94 17.21±1.86 0.530 0.600 宽度 15.54±1.42 15.97±1.17 -0.858 0.398 厚度
1.93±0.32
2.07±0.29
-1.357
0.185
表注：分别比较胸锁前韧带与胸锁后韧带的长、宽、厚度，差异均无显著性意义(P > 0.05)。

表2 切断胸锁韧带之前胸锁关节的负载-成角对应关系 (x _
±s ，n =32，°)
Table 2 Load-angle relationship of the sternoclavicular joint before cutting the ligaments
成角 2 N 4 N 6 N 8 N 10 N 向后成角 2.54±0.55 4.85±0.73 6.85±1.37 8.72±1.61 10.91±2.06 向前成角 2.84±0.61 5.39±0.97 8.01±1.58
10.18±1.82 12.86±2.31
t 值 -1.495 -1.767 -2.065 -2.404 -2.837 P 值
0.145
0.087
0.048 0.023
0.008
表注：负载为6，8，10 N 时，差异均有显著性意义(P < 0.05)。

表4 单纯切断胸锁前韧带(A 组)或后韧带(B 组)向后负载时2组的胸锁关节负载-成角对应关系 (x _
±s ，n =16，°) Table 4 Load-angle relationship between simple cut off the anterior sternoclavicular ligament (group A) or posterior sternoclavicular ligament (group B) when the loads were in the backward direction
负荷 负载方向 A 组 B 组 t 值 P 值 2 N 向后 4.09±1.04 2.82±0.77
2.774 0.015 4 N 向后 7.94±1.23
6.31±1.07
2.795
0.014 6 N 向后 11.33±2.09 9.06±1.53 2.875 0.012 8 N 向后 14.16±2.35 11.65±2.04 2.880
0.012
10 N
向后
17.09±2.74 14.19±2.42 3.149 0.007
表注：向后负载为2，4，6，8，10 N 时，2组胸锁关节的成角差异均有显著性意义(P < 0.05)。

表3 单纯切断胸锁前韧带(A 组)或后韧带(B 组)向前负载时2组的胸锁关节负载-成角对应关系 (x _
±s ，n =16，°) Table 3 Load-angle relationship between simple cut off the anterior sternoclavicular ligament (group A) or posterior sternoclavicular ligament (group B) when the loads were in the
forward direction
负荷 负载方向 A 组 B 组 t 值 P 值 2 N 向前 2.74±0.55 4.08±0.90 -3.875 0.002 4 N 向前 5.90±0.97 8.50±1.59
-3.753
0.002 6 N 向前 8.09±1.31
12.48±2.03 -5.490
< 0.001 8 N 向前 10.30±1.94 15.67±2.51 -6.090
< 0.001
10 N
向前
12.57±2.37 18.58±2.93 -6.352 < 0.001
表注：向前负载为2，4，6，8，10N 时，2组胸锁关节的成角差异均有显著性
意义(P < 0.05)。

表5 左、右侧胸锁关节面的面积测量结果比较 (x _
±s ，n =16，mm 2
)
Table 5
Comparison of the measurement results of the surface area of the left and right sternoclavicular joints
测量项目 左侧
右侧
t 值 P 值
胸骨柄关节面积 236.38±28.35 241.63±30.90 -1.418 0.199 锁骨内侧端关节面积 479.86±44.70
488.00±47.53
-0.411
0.411
表注：左、右侧比较差异无显著性意义(P > 0.05)。

图4 切断胸锁韧带前分别向前、后方向负载的负载-成角回归直线 Figure 4 Load-angle regression line of forward and backward direction load before cutting off the sternoclavicular ligament 图注：负载向前的负载-成角回归直线斜率小于负载向后的负载-成角回归直线斜率，差异有显著性意义。

0 2 4 6 8 10 12
14 12 10 8 6 4 2 0
负荷(N)
角度(°)
向后负载 向前负载
3 6 9 12 15 18 21 2
4 27 30 33 35
30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 0
行程(mm)
载荷(N )
Yang K, Wu TH, Li G , Yang YK, Ge JH, Bai R, Xiang FF , Sun YL. Anatomical and biomechanical characteristics of sternoclavicular joint.
Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2018;22(11):1695-1700. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165
P .O. Box 10002, Shenyang 110180
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节的喙锁韧带也分成两束，前束由第一肋骨前内侧斜向外上方止于锁骨内侧端，后束比前束更短，起源于前束纤维的外侧，斜向内上方，前、后两束纤维相互交叉在锁骨抬高和旋转时为胸锁关节提供稳定性。

锁骨间韧带在胸骨上方将锁骨的内上部分与关节囊连接，该结构具有对抗锁骨内侧端向下移位的悬吊功能。

胸锁关节内的关节盘，基于其形态分为3种类型，盘状、环形、新月形。

盘状关节盘是扁平圆盘状；环形关节盘的特点是盘中央有缺如；新月形关节盘后方缺如，形似膝关节半月板。

Emura 等[16]研究了29具尸体标本51个胸锁关节盘的解剖学及组织形态学，他们发现关节盘的外围附着于关节囊并直接与锁骨关节面上内侧粗糙的镰状区域黏附。

关节盘与锁骨关节面之间的运动相较于其与胸骨柄关节面非常有限。

组织学研究表明关节盘的中心是高度分化的纤维软骨，关节盘的锁骨侧仅为纤维软骨且比胸骨侧更明显，而关节盘的胸骨侧含有部分致密结缔组织。

关节盘在两关节面之间起过渡和稳定的作用，可部分抵抗锁骨关节面的压缩，其作用如同膝关节的半月板，保护关节面，增加了两关节面的适应性[17]。

因此，手术治疗胸锁关节骨折脱位应尽可能保护和修复破裂的关节盘。

3.2 胸锁关节及周围结构的解剖学测量 有学者对胸锁关节面的前后径、左右径进行了测量，结果表明锁骨关节面的前后径、左右径均大于胸骨柄关节面[3
，18]。

对于胸锁
关节面积的测量尚未见相关报道。

参考霍东升等[19]使用墨迹法测量关节面积的方法，本实验将胸锁关节面的墨迹图结合网格计数法测量胸骨柄及锁骨内侧端关节面积。

左、右侧胸锁关节面积配对t 检验差异无显著性意义(P > 0.05)，然后将本组16具(32侧)关节面积数据合并统计分析，锁骨的胸骨端关节面积明显大于胸骨柄关节面面积，差异有显著性意义(P < 0.05)，附着于胸骨柄上的锁骨关节面约为其自身的一半。

两者的接触面狭小，又因关节呈倾斜状态且活动频繁，故关节本身不稳定。

本组标本的解剖研究发现，胸锁前、后韧带由关节囊壁增厚形成，跨过关节表面由内下方斜向外上方包绕胸锁关节，分别附着于胸骨柄锁切迹缘和锁骨内侧端。

胸锁前
韧带略长，形态学表现更为松弛，但两者的长、宽、厚度经配对t 检验，结果差异均无显著性意义(P > 0.05)。

Lee 等[20]使用一种坐标测量装置(Micro Scribe MX ，go measure 3D ，Amherst ，Virginia)可进行三维空间的数据测量，对胸锁关节进行解剖定量研究，用Heron 公式以所有边界点的解剖平均值为中心计算韧带附着区域面积[21]。

他们发现肋锁韧带是胸锁关节周围最大的韧带。

Tubbs 等[22]认为肋锁韧带为胸锁关节稳定性提供了重要作用，主张保留或重建肋锁韧带的完整性，以提高手术疗效。

3.3 胸锁关节的生物力学研究 韧带的生物力学性能主要表现在其结构属性和线性硬度上。

目前对韧带的生物力学研究，仍主要集中于动物实验，胸锁关节韧带的生物力学性能的研究甚少。

本文力学实验的结果表明，胸锁韧带在完整状态下限制关节向前成角的作用弱于向后成角，由于胸锁关节在解剖位向前自然成角，故关节易发生前脱位，与临床相符。

胸锁前韧带主要作用是限制关节向前成角，后韧带主要作用是限制关节向后成角。

Spencer 等[23]对新鲜尸体胸锁关节标本进行生物力学研究，其研究表明预防胸锁关节前后脱位作用最重要的是胸锁后韧带，其次是胸锁前韧带，然而肋锁韧带和锁骨间韧带几乎没有影响。

基于此研究结果，他们认为术中应优先探查和修复胸锁后韧带。

Acus 等[24]报道了锁骨内侧端切除平均2.9 cm(最长达 4 cm)术后取得优良的效果，表明胸锁关节周围的肌肉也有重要的动态支持作用，但目前还没有清晰的认识，尚需进一步探究。

3.4 胸锁韧带的修复与重建 胸锁关节脱位很难手法复位，并保持稳定。

早期一些学者主张于锁骨内侧端与胸骨柄上钻孔，采用缝线、自体或人工肌腱等材料重建胸锁韧带恢复其稳定性[25]。

Thomas 等[26]采用该术式行锁骨内侧端与胸骨柄单皮质钻孔，并使用缝线固定胸锁关节3例，术后短期随访疗效满意。

基于该理论的临床应用，胸锁关节重建术的研究主要集中于胸锁乳突肌、掌长肌、股薄肌、半腱肌肌腱等自体肌腱移植重建。

Spencer 等[12]的尸体标本生物力学实验研究表明，半腱肌肌腱“8”字重建术的初始力学性能优于锁骨下肌重建及髓内韧带重建术。

近来有
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20 16 12 8 4 0
负荷(N)
角度(°)
B 组 A 组
图5 切断胸锁韧带后2组向前负载-成角回归直线的斜率 Figure 5 Slope of the forward load-angled regression line in both groups after cutting the sternoclavicular ligaments
图注：A 组小于B 组，差异有显著性意义。

A 组切断胸锁前韧带，B 组切断胸锁后韧带。

0 2 4 6 8 10 12
20
16 12 8 4 0
负荷(N)
角度(°)
A 组
B 组
图6 切断胸锁韧带后2组向后负载-成角回归直线的斜率 Figure 6 Slope of the backward load-angled regression line in both groups after cutting the sternoclavicular ligaments
图注：A 组大于B 组，差异有显著性意义。

A 组切断胸锁前韧带，B 组切断胸锁后韧带。