人工关节置换术是解决终末期骨关节病最有效的治疗手段，被誉为20世纪最成功的手术之一。随着人工关节技术的不断提升，关节置换手术量每年都以较大的幅度递升，为许许多多骨关节病的病人解除关节病痛，纠正关节畸形，恢复关节功能，提高生活质量。

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山东省立医院骨关节外科副主任医师袁林表示所谓的人工关节置换，并不是像大多数人理解的那样，把人自己的骨头“割掉”，装一个假的关节;而是将病人关节内病变的部位去除，也就是将影响关节活动，导致疼痛和畸形的部分修整后，采用人工替代材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工关节，通过外科手术技术植入关节内，替代患病关节功能，达到解除关节疼痛，恢复关节功能的目的。

因此人工关节主要就由两部分构成，即关节活动摩擦的界面和与自体骨骼固定的部分，髋关节和膝关节是受力复杂的负重关节，在负重情况下，假体同时承受拉、压、扭转和界面剪切及反复疲劳、磨损的综合作用。因此要求假体材料必须具有良好的强度、塑性和抗疲劳、抗磨损、抗腐蚀性能。整个关节的安全乘载能力至少应大于7倍体重。除此之外，由于假体长期植入体内，材料应具有良好的生物相容性，无毒副作用，耐体液的化学腐蚀和电化学腐蚀，还希望比重轻、弹性模量接近于人的皮质骨。鉴于这种情况，对于人工关节制作所使用的材料有着非常严格的要求。

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就摩擦界面而言，早期人工髋关节主要采用的是金属和高分子聚乙烯的摩擦界面。它的缺陷是，高分子聚乙烯和金属之间产生的细微颗粒会导致骨溶解。在置换了关节一定的年数之后，磨损的碎屑产生的骨溶解会导致骨缺损，此时人工关节会发生松动，需要再次手术，即翻修。而由于骨骼此时发生了一定的骨溶解和骨缺损，导致翻修手术的困难度增加。

山东省立医院骨关节外科副主任医师袁林表示近年来，新的研究成果不断应用于人工关节置换术的临床实践 。随着材料学的进步，尤其是陶瓷材料正被研制并广泛用于摩擦界面。陶瓷材料的抗磨损性比其它材料更好，而且陶瓷和陶瓷的摩擦界面，磨损产生的碎屑不会引起骨溶解或者仅仅产生很少的骨溶解。万一人工关节界面产生磨损需要翻修，可能只需要把磨损的陶瓷界面换掉即可，这样创伤较小，出血很少，翻修相对容易。尤其是第四代纳米材料氧化锆陶瓷的人工关节在临床上的广泛应用，大大提升了人工关节的使用寿命，从而使一些五六十岁的病人在置换人工关节之后，有可能这一生都不需要翻修了。

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即使目前膝关节人工假体还是合金对聚乙烯的摩擦界面，但是现在高分子的聚乙烯材料和过去的材料有很大的不同。它在制造工艺中采用了高交联的生产技术或者添加了抗氧化的材料，使抗磨损性能有了很大的提升，大大的延长了人工关节的使用寿命，相当大程度上减少了翻修率。

常用的金属可分为钛基(钛及钛合金)、钴基(钴铬、钴镍合金、钴铬钼等)和 铁基(不锈钢)3 类。

高分子材料是指超高分子聚乙烯。金属合金主要制作髋臼杯假体，高分子聚乙烯主要制作髋臼杯假体内衬。氧化铝、氧化锆陶瓷惰性稳定性好，在人工关节中可用于人工全髋关节的头及髋臼内衬部分。在体内和体外实验中，氧化铝及氧化锆的人工关节面的磨蚀及磨损率均明显降低。

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就人工髋关节固定的部分而言，早期主要靠比较长的合金股骨柄，固定在正常骨骼之上，但是如果股骨柄过于长，会产生比较大的应力遮挡，导致骨骼流失，质量发生改变。近来，固定部分的表面处理，随着一些新型的表面涂层的改进，以及一些新材料的加入，使得人工关节植入后，固定界面和骨骼发生较好的骨长入和骨整合，增加人工关节的初始稳定性和长期稳定性。

在骨长入和骨整合非常好的情况下，假体的稳定性大大提升，我们现在可以使用更短的或者更少的人工关节材料来固定摩擦界面，从而达到创伤小，出血少的目的。即使将来万一发生翻修的情况，由于个人骨骼保留比较多，相对翻修较容易，创伤比较少，翻修的效果也比较好。

总之，随着材料学和手术技术的日益进步，人工关节技术会越来越多、越来越好地解除病人关节病痛，为病人造福。