目的:初步探讨胸骨柄的力学传导特性及生物力学行为，为临床应用胸骨柄提供理论依据。方法:本实验分两个部分:第一部分胸骨柄的力学传导特性测量:选择5具10％福尔马林浸泡的正常青壮年男性尸体胸廓标本(包括双侧完整肩关节，肱骨和全部胸椎)，去除皮肤和胸大肌等软组织，保留完整肩关节、肩锁关节和胸锁关节的关节囊、喙锁韧带、锁骨间韧带以及骨性结构。因胸廓本身运动范围较小，经福尔马林浸泡后，活动度更小，实验中给予忽略。将T1和T12椎体用牙科水泥固定于塑料碗内，待牙科水泥干透后于其上钻孔，用螺钉固定到夹具上建立实验模型。按实验时间先后顺序将胸廓标本分为对照组、开孔组(在胸骨柄前面下1/2凿开直径1.0cm2以上的骨皮质，用“蛋壳”技术尽量刮除松质骨，不破坏胸骨柄后壁)和开窗组(模拟“王氏开窗法”[1]切除胸骨柄上缘及中部骨质行“广口瓶”形开窗，胸骨柄两侧和下缘各保留7.5mm以上骨质)。模拟左、右侧和双侧上肢提拉、平举和上举三个方向负重，进行生理载荷加载，测量双侧胸锁关节和第一、二胸肋关节及胸骨柄柄体关节载荷—应变(应力)变化。第二部分胸骨柄的刚度测量:另取5枚10％福尔马林浸泡的正常青壮年男性尸体胸骨柄标本，剔除软组织及关节软骨，磨平上下缘及第一胸肋关节面。按实验时间先后顺序将胸骨柄标本分为对照组、开孔组(具体操作同上)和开窗组(胸骨柄边缘分别保留10.0mm、7.5mcm和5.0mm以上骨质)，测量胸骨柄的轴向和横向压缩刚度。测量数据以均数±标准差表示，采用统计分析软件SPSS12.0进行统计学分析，组间比较采用单因素方差分析，设定P<0.05为检验水准。结果:(1)胸廓标本的测量结果:①对照组:胸骨柄周围各关节应力大小与载荷呈正相关(P<0.05)。随上肢提拉、平举和上举顺序，胸锁关节应力无明显变化(P>0.05)，第一、二胸肋关节应力减小(P<0.05)，胸骨柄体关节应力增大(P<0.05)。单侧加载时胸骨柄各关节中，加载侧胸锁关节应力大于对侧(P<0.05)，同侧第一、二胸肋关节应力小于对侧(P<0.05)；双侧加载时胸骨柄成对关节的应力呈对称分布，左右对比差异无显著性(P<0.05)，胸骨柄体关节应力与单、双侧加载无关(P>0.05)。②开孔组和正常组各测量数据比较无统计学意义(P>0.05)。③开窗组与正常组比较，胸锁关节应力无明显差异(P>0.05)，同侧第一、二胸肋关节应力增大(P<0.05)，对侧第一、二胸肋关节和胸骨柄体关节应力减小(P<0.05)。(2)胸骨柄标本的刚度测量:正常组胸骨柄的轴向压缩刚度为1334.23±21.65N/mm，横向压缩刚度为1476.94±24.06N/mm，横向压缩刚度大于纵向压缩刚度(P<0.05)；开孔组胸骨柄的刚度值略小，与正常组比较无明显差异(P>0.05)；开窗组胸骨柄的刚度值下降明显，与正常组和开孔组比较差异有显著性(P<0.05):胸骨柄开窗时边缘保留7.5mm骨质时的刚度小于10mm时(P<0.05)，保留5.0mm骨质时的刚度小于7.5mm时(P<0.05)。结论:胸骨柄具有将上肢重力传向胸廓的重要作用，主要是对侧第一、二肋及胸骨体；第一、二胸肋关节应力随上肢提拉、平举和上举顺序减小，胸骨柄体关节应力随上肢提拉、平举和上举顺序增大。胸骨柄前方下1/2开孔刮取松质骨对其生物力学性质和力学传导行为没有重大影响，可支持一般上肢活动。胸骨柄开窗手术后力学传导作用和刚度明显下降，保留边缘骨质越少下降越明显，重建是必须的，在重建成功(胸骨柄植骨完全融合，通常3-6月)前须注意保护，避免负重和剧烈活动。