股関節や膝関節は複雑な荷重を受ける関節であり.荷重がかかると.人工関節には引張り.圧縮.ねじり.界面せん断が加わり.疲労や摩耗が繰り返されます。
そのため.人工関節の材料には.中程度の強度.塑性変形性.疲労・摩耗・腐食に対する耐性が要求されます。
また.関節全体の安全な耐荷重は.体重の7倍以上であることが望ましい。
さらに.生体適合性.無毒性.体液の化学的・電気化学的腐食に強いこと.人工関節を長期間埋め込むことから比重が軽く.人間の皮質骨に近い弾性率を持つことが望ましいとされています。
このような観点から.人工関節の材料には厳しい要求があります。 人工関節を構成するさまざまな部品は異なる材料で作られ.人工関節の接合面は研磨され.適切な方法で骨組織に固定される。
現在.人工股関節の大腿骨頭や膝関節の大腿骨顆部の表面はコバルト.チタン.鉄系合金金属材料.人工股関節の臼蓋部や人工膝関節の脛骨プラトー部は超高分子ポリエチレン材料.人工関節と骨組織の固定はポリメチルメタクリレート骨セメントが使用されています。 近年.新しい研究成果が人工関節置換術の臨床に応用されています。
人工関節の骨への固定性を高め.ゆるみや脱落を防ぐための人工関節表面の前処理.人工関節ステムの摩耗.疲労破壊.ゆるみの問題に対処するための合金の化学組成の変化と加工の改善.骨セメントの使用に関する新しい技術.人体の生体力学的特性により適合した人工関節形状の設計.人工関節の固定の改善とゆるみの合併症の減少.などです。
手術手技の向上と.より精密な手術用ポジショニングデバイスの設計により.ほとんどの症例で人工関節の良好なポジショニングを確保できるようになりました。 人工関節のインプラントによく使われる材料は.1.金属合金.2.高分子材料.3.セラミック材料です。 金属は.チタン系（チタン.チタン合金）.コバルト系（コバルトクロム.コバルトニッケル合金.コバルトクロム-モリブデンなど）.鉄系（ステンレス鋼）の3つに分けられますが.一般的に使用されるのは.チタン系です。
高分子材料とは.超高分子ポリエチレンのことで.主に人工臼蓋や人工臼蓋ライナーなどに使用される。
アルミナやジルコニアセラミックスは不活性で安定した材料であり.人工股関節の頭側部分に使用することができる。
in
vivoおよびin
vitroの実験において.アルミナおよびジルコニアの人工関節表面の摩耗量および摩耗率は著しく減少しました。 人工股関節の頭側ソケットの材質によって.関節面の構成要素は.1.金属-ポリエチレン.2.セラミック-ポリエチレン.3.金属-金属.4.セラミック-セラミックとなります。 このうち.最初の2つの組み合わせが現在よく使われている方法です。
近年は後者の2つの組み合わせが多く使われるようになり.時代の試練を迎えています。 人工股関節の固定方法は.1.非セメントによる生体固定.2.セメントによる固定に分類されます。