同種材料組合磨損鐵譜分析金相光學顯微鏡
人工關節的設計
工髖關節的材質與摩擦面形狀
在設計人工關節時，最重要的是考慮以下三點：
(1)用什么材料制造。
(2)摩擦面設計成什么形狀。
(3)人工關節如何固定于骨上。
通常，在許多機械設計條件下，首先應按功能的發揮來確定其形狀，然
后決定材質。與此相反，對于人工關節應首先考慮用什么材料制成。
材料的選擇包含兩個內容：第一，選擇對活體無刺激的材料，對于體
內植入物，這是共同的課題。第二，選擇摩擦學性能優良的材料，即在活
體內能表現出優良的潤滑效果，同時具有較好的耐磨性。此摩擦學問題并
不是和第一個問題即生物相容性無關的問題。對于通常的機械，磨損影響
機械的運轉精度，因而它是一個麻煩的問題。然而，對于人工關節而言，
尺寸精度下降并不是很重要的問題。即使磨損使身長減少1 mm，也幾乎沒
有什么障礙發生。
生成的磨屑對于活體產生異物刺激或磨損毒性。在這個意義上，摩擦
學問題同時也是生物相容性的問題。
至于目前構成人工關節摩擦面的材料，大多為硬材料和對磨的軟材料(
易產生彈性變形的材料)的組合，以期待產生彈性流體潤滑效果。根據EHL
理論，兩方都是易彈性變形的材料時應當更有利于形成厚的潤滑膜，但實
際上并非如此。一方面，同種材料組合會產生劇烈磨損，這是摩擦學的一
般原理
