1970年代以降.人工関節全置換術においてセラミックの使用が増加していることは.人工関節材料の絶え間ない改良を浮き彫りにしている。 今日.様々なセラミック材料（酸化アルミニウム.酸化ジルコニウム.新しい複合材料）が摩擦界面として使用可能です。 その優れた摩擦特性により.セラミックの使 用は関節界面の摩耗率を減少させ.人工関節の耐久 性を向上させる。 人工股関節全置換術では.セラミック材料の優れた特性が長期間の臨床研究によって確認されており.その結果.インプラントの破損リスクが低くなっている。 膝関節全置換術では.実験データからセラミック材料の摩耗率の低さが実証されており.初期の臨床結果も良好である。 人工関節置換術におけるセラミック セラミック材料は.1970年代から整形外科用の THAやTKAに使用されている。セラミック材料の優れた トライボロジー特性と.軟質または硬質の界面における低 摩耗率により.セラミック材料の臨床使用は.特に若 く活動的な患者にとって非常に魅力的である。 摩耗粒子に対する生物学的反応による骨溶解の減少.金属と比較したセラミックの化学的不活性.耐食性.抗アレルギー性などの特性により.セラミックは人工関節置換術における摩擦界面として使用するのによい選択となっている。 しかし.セラミックの破損は.患者に深刻な結果を もたらすリスクであり.再置換術を行う外科医にと っての課題でもある。 セラミックが初めて臨床で使用されて以来.材料特性.製造方法. 人工関節の設計.および試験方法は劇的に改善され. 破砕のリスクは非常に低いレベルにまで減少した。 その脆さにもかかわらず.セラミックの硬度は.トリコロナ ル摩耗に対抗するのに有利である。 コバルトクロム（CoCr）と比較して.研磨されたセラミック表面は.表面粗さの効果により優れた摩擦特性を示す。 セラミック材料は親水性（接触角が低い）であるため.表面の濡れ性が向上する。 これにより.金属表面と比較して摩擦をさらに低減することができる。 THAやTKAに使用されるセラミック材料は.アルミナセラミック.ジルコニアセラミック.複合セラミックに分類することができる。 様々なセラミックの機械的特性を表1にまとめた。 ジルコニア・セラミック.ダイヤモンド・ライク・セラミック.窒化チタン・窒化ケイ素・炭化ケイ素セラミックなど.他の補綴物インターフェイスのためのセラミック表面改質は.臨床に応用されることはほとんどないか.開発中である。 従って.これらのコーティング材については.本稿では取り上げない。 酸化アルミニウム・セラミックス 酸化アルミニウム・セラミックスは.整形外科で の臨床使用の歴史が最も長い。 三酸化アルミニウムは多結晶単相構造をしています。 化学的に不活性で耐食性であることに加え.経年変化にも強い。 表面の硬度が高いため.損傷や摩耗に強い。 しかし.アルミナ・セラミックスは.他のセラミックスに比べ.曲げ強度と破壊靱性に限界がある（表1）。 ジルコニア・セラミックス ジルコニアは.機械的に弱い酸化アルミニウムに取って代わ る試みとして.1985年に関節形成術に初めて用いられた。 ジルコニア・セラミックスは.正方晶と単斜晶の多結晶構造である。 酸化イットリウムは.経時変化による相変化が体積変化につながるため.安定化剤として添加されるのが一般的である。 したがって.整形外科用途の標準的なジルコニアは.イットリア安定化ジルコニア（Y-TZP）である。 ジルコニアは.ジルコニア製ボールチップの過去のリコールや臨床結果の悪さから.人工関節に使用されることはほとんどなかった。 複合セラミック 複合セラミックは.Y-TZPの老朽化と酸化アルミニウムの貧弱な機械的特性のために開発された。 整形外科で一般的に使用される複合セラミック材料は.ジルコニア強化アルミナ（アルミナに約25％のジルコニアを添加したもの）.アルミナ強化ジルコニア（酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムに約20％のアルミナを添加したもの）.アルミナ-マトリックス複合材料（AMC.アルミナ-マトリックス変形強化複合材料およびウェハ-強化複合材料）であり.後者はジルコニア強化アルミナ複合セラミックをベースに.アルミン酸ストロンチウムと酸化クロムを追加したものである。 アルミン酸ストロンチウムと酸化クロムの添加。 この複合材では.酸化イットリウムが酸化ジルコニウムの相転移を防ぎ.酸化ジルコニウムがアルミナの硬度を高め.アルミナマトリックスに埋め込まれたアルミン酸ストロンチウムが亀裂の進展を防ぐウェハーを形成する。 人工関節メーカーの多くは.セラミック界面の耐摩耗性を利用し.多種多様な人工股関節全置換術や人工膝関節全置換術を提供している。 これらの人工関節は.摩耗シミュレーション.研究室.臨床の場で幅広く研究され.標準的な臨床応用となっています。