骨關節置換的材料有以下三種，其效能及優缺點有專家歸納如下：

1、金屬材料

當前骨關節假體應用最為廣泛、主流的材料，主要包括不鏽鋼材料、鈷鉻鉬合金。

不鏽鋼材料因價格便宜，而且具有強度高、韌性好等特點，但不鏽鋼材料彈性模量過高，（彈性模量：單向應力狀態下應力除以該方向的應變。通俗地說：彈性模量就是物體受外力而產生變形的能力。）骨科材料需要一定彈性模量，但僅限於很小範圍之內，簡而言之，不鏽鋼太剛硬了！

鈷鉻鉬合金雖擁有良好的耐磨損能力，鈷、鉻離子不但面臨對人體具有毒性的問題，和不鏽鋼一樣，鈷鉻鉬合金也存在彈性模量過高的問題。

2、陶瓷

1971年法國醫生開創性地應用了氧化鋁陶瓷關節進行了一次全髖置換術，將陶瓷帶入關節假體介面的選項範圍之內，但受當時的陶瓷製作工藝限制，其陶瓷純度不高、密度低、陶瓷顆粒直徑大，導致陶瓷在體內發生碎裂的機率較高，隨著幾十年來陶瓷工藝不斷推陳出新，已經從那個法國醫生使用的第一代陶瓷發展到現在廣泛使用的第三、四代陶瓷介面，就是屬於純度與密度高、顆粒直徑小的陶瓷材料，其硬度是第一代陶瓷介面的2倍以上。第三、四代陶瓷材料使關節假體抗磨損、抗腐蝕、抗彎曲能力得到更進一步的飛躍。全陶關節面已成為當今所能利用材料中最耐磨的關節面，在生物相容性、骨溶解、親水性方面，表現也較為優異，陶瓷材料人工關節經過不斷改進，使體內磨損率不斷下降。作為目前最耐磨的關節面材料，對運動量較大的中青年患者尤為適宜。

我們每天做很多髖、膝關節置換術，經常有患者好奇關節假體是用什麼材料製造的。簡而言之，關節假體常用的材料有稀有合金（鈦合金、鈷鉻合金）、聚乙烯和陶瓷，固定假體用的是骨水泥“聚甲基丙烯酸甲酯”。

如果這些科學詞彙讓您感覺比較枯燥，那麼讓我們換一種說法：“你的關節假體和殲20戰鬥機用了同一種材料！”“陶瓷也可以用來做關節假體！”“ 你的關節假體零件和裝油條的塑膠袋，都是用聚乙烯做的！”您先不用驚訝，這些都是事實，下面我們來詳細介紹關節假體的製造材料。

骨關節置換常見的是髖關節和膝關節，為敘述方便，我們把關節假體分為主體，摩擦介面和骨-假體介面三個部分來講。

主體部分，即膝關節的脛骨平臺託，髖關節的股骨柄和髖臼外杯，一般是TC4鈦合金，由鈦和少量的釩、鋁製成。鈦合金腐蝕，質地輕盈，機械效能良好，在工業上被譽為“航天金屬”：美國的SR-71高空偵察機就是鈦合金做的外殼，中國最新型的殲20戰鬥機裡鈦合金比例高達20%。

在各種金屬中，鈦合金力學引數比較接近人骨，和骨頭有良好的力學相容性，既不因為太軟支撐不住，又不容易因為太硬壓壞骨頭。鈦合金表面有一層緻密的氧化層，在人體內很難被腐蝕，生物相容性好，極少有排斥反應，目前也沒有發現明確的毒害作用。雖然有種種優異的效能使鈦合金成為了骨科內植物的理想材料，但鈦合金難冶煉，更難加工，這是關節假體價格較貴的原因之一。

（1）金屬：

摩擦介面是關節活動功能的核心。如果是金屬構成的摩擦介面，例如髖關節假體的金屬股骨頭和膝關節假體的股骨髁，採用的是鈷-鉻或鈷鉻鉬合金。這類合金最突出的特性是耐磨。鈷在工業上用於製造硬質合金刀具，鉬更是坦克裝甲不可或缺的金屬材料。強強聯合制成的合金，耐磨耐衝擊，用這些合金製造關節假體摩擦介面，利於延長假體壽命，減少有害的磨損碎屑產生。

（2）聚乙烯：

為了緩衝和耐磨，膝關節脛骨和股骨假體中間需要放置一片塑膠墊片，髖關節假體髖臼部分也可以選擇塑膠的襯墊。聚乙烯是一種古老且常見的塑膠，日程生活中，從臉盆到塑膠袋都有它的身影。關節假體要植入人體，還要使用很多年不損壞，用這麼低端的塑膠會不會難以勝任呢？其實歷史上，人類也嘗試過更高階的塑膠，比如聚四氟乙烯（特氟龍）但表現都不理想，經過多年大浪淘沙的篩選，聚乙烯以優良的耐磨損和抗衝擊性能成為了最優選擇。關節假體所用的聚乙烯，和用來做塑膠臉盆的略有不同。60年代人們透過增加普通聚乙烯分子大小，製造出“超高分子量聚乙烯”，獲得了更好的耐磨損效能，更低的摩擦係數。90年代以來，又透過化學反應甚至高能射線，輔以精細的熱處理，讓聚乙烯分子相互“拉起手來”，形成高交聯聚乙烯，進一步增加耐磨性。所以，關節假體所用的聚乙烯和生活中常見的聚乙烯，除了名字和類似之外，其實不是同一層次的東西了。

（3）陶瓷：

陶瓷確實可以用來製造人工關節，不但如此，目前最先進的髖關節假體都使用了陶瓷的。關節假體選用的陶瓷材料，不是您家裡做碗的那種。生活中的陶瓷，是由黏土經過高溫燒結，形成的堅硬材料；而關節假體的陶瓷，製造原料是高純度的氧化鋁、氧化鋯，燒結的溫度也更高，控制得更嚴格。氧化鋁和氧化鋯是什麼呢？天然的氧化鋯晶體稱為斜鋯石，您不知道斜鋯石是什麼沒關係，那麼氧化鋁的天然晶體您一定聽說過：藍寶石和紅寶石——都是高硬度的寶石。這樣出色材料和特殊工藝製造出的陶瓷，既耐磨又堅硬。陶瓷製造的髖關節假體，每年只磨損5微米（20萬分至一米），經久耐用，是年輕患者的最佳選擇。

瓷碗容易摔碎，於是人們發明了搪瓷碗，關節假體的研發思路也是一樣的。早期的陶瓷髖關節假體容易碎裂，未解決這一問題，人們在假體金屬表面燒結一層陶瓷，成為“黑晶”假體。這樣既保留了陶瓷的耐磨特性，也佔到了金屬不宜碎裂的好處。實際上，現在的第四代陶瓷假體，已經極少發生碎裂，黑晶假體和陶瓷假體各有千秋，並沒有明確的優劣之分。

假體需要固定在骨頭上，對於多數膝關節假體和少數髖關節假體，假體和骨頭之間需要塗抹一層”骨水泥”，就像砌牆用的灰漿一樣，透過填塞骨面和假體的縫隙，來實現假體的固定。“骨水泥”是一種聚合材料，它的化學名稱叫做“聚甲基丙烯酸甲酯”。“聚甲基丙烯酸甲酯”還有一個更通俗的名字——“有機玻璃”，這又是一種生活中常見的材料，就是用來製作公交站臺廣告牌和印章的那個。普通的有機玻璃經過化學改性，使其更適宜骨科應用，就成了骨水泥。骨水泥化學性質穩定，生物相容性好，應用於骨科手術已有超過60年的歷史。

當然，在髖關節，大部分情況下是不需要這層水泥的，取而代之的是一些塗層物質，包塊羥基磷灰石、微小鈦珠或者噴砂製成的粗糙面以及骨小梁塗層等，都是為了讓骨頭和金屬假體之間實現生物癒合，也就是長在一起。

以上便是關節假體的常用材料。一副關節假體看似不起眼，但它的背後是冶金、化工，機械加工等多領域科技的融合，是人工關節外科幾十年嘗試和積累的凝聚，其複雜和精妙令人歎為觀止。

一般來說髖膝關節置換以後基本能達到日常的一些常規的活動或者鍛鍊的需要，也就是說你的膝關節跟髖關節置換以後它的功能應該是跟正常的髖膝關節是比較接近的，啊你可以去做一些輕微的運動，做大多數的家務，可以出國旅行，啊可以帶帶小孩，這些日常的工作他都能做，當然這個需要有一個好的一個康復的過程，所以每一個患者手術結束以後，我們都有康復科，有我們的理療醫生，我們專門的醫生的指導，當然還要一個病人的一個配合。

隨著科技的發展，醫學的進步，關節置換術應用越來越普遍。關節置換手術所用的假體常見的材料包括稀有合金、聚乙烯、陶瓷以及聚甲基丙烯酸甲酯等等。

關節假體一般是分為主體、摩擦介面和骨假體介面三個部分。主體部分一般是採用了TC4鈦合金，這種材料是由鈦和少量的釩、鋁製成。而選擇鈦合金的原因則是因為其力學引數是與人骨比較接近，和骨頭有良好的力學相容性。除此之外，由於鈦合金表面還有一層緻密的氧化層，在人的機體內難以被腐蝕，生物相容性較好，極少會出現有排斥反應，目前也沒有發現有明確的毒害作用。

摩擦介面是關節活動功能的核心，常見的材料有三種。一是金屬，一般是採用的是耐磨的鈷鉻合金或者是鈷鉻鉬合金。二是聚乙烯，這一材料具有耐磨以及緩衝的作用。三是陶瓷，其製造原料是高純度的氧化鋁、氧化鋯，經久耐用，是年輕患者的最佳選擇。

此外，因假體固定在骨頭上時需要在兩者之間塗抹一層“骨水泥”，其化學名稱又叫做“聚甲基丙烯酸甲酯”，具有化學性質穩定，生物相容性好等優點。