一、金属材料

钴铬钼合金

特性：具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，对应力性腐蚀环境不敏感。表面会形成钝性氧化层，保护内部材料。

缺点：长期处于人体体液环境中，可能会释放对人体有害的钴、铬、钼等元素，造成中毒。其韧性较差，弹性模量远大于人体骨骼。

应用：过去常用于金属髋关节假体，目前在膝关节假体中也广泛使用。

钛合金

特性：耐腐蚀，强度高且韧性好，具有良好的生物相容性。其弹性模量与骨组织较接近，减少应力遮挡效应，促进骨再生与整合。

缺点：摩擦磨损性能一般，少数患者对其有过敏现象。

应用：适用于膝关节假体的股骨部件和胫骨部件，因其重量轻、强度大，特别适合负荷强度较大的股骨部件。

二、有机高分子材料

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）

特性：具有较高的耐磨性和良好的生物相容性。其加工性能优良，密度较低，韧性好。

缺点：摩擦后残留的自由基氧化会降低耐磨性，导致磨屑形成，产生的磨屑会引起机体免疫反应，对骨组织产生破坏。

应用：常用于膝关节假体的内衬，减少股骨和胫骨假体之间的摩擦。

碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）

特性：聚醚醚酮本身具有优良的生物力学和生物摩擦学性能，是自润滑材料，摩擦性能优于超高分子聚乙烯。碳纤维增强技术可以显著改善其摩擦磨损性能。

应用：可用于膝关节假体的内衬或部分结构，减少磨损。

三、陶瓷材料

氧化铝陶瓷

特性：具有高硬度、亲水性好、低摩擦系数、优良的物理化学稳定性和生物兼容性。

缺点：脆性较大，韧性较差，弹性模量远高于人骨，容易在人体活动时受到压力分布不均。

应用：常用于制造人工股骨头材料，较少用于制造髋臼假体。

氧化锆陶瓷

特性：强度、韧性等方面均比氧化铝陶瓷高，耐磨性也更好，使用寿命较长。

缺点：脆性高，抗弯能力差，假体碎裂和发生异响的概率较高。

应用：被认为是未来人工关节植入假体的主流材料。

四、骨水泥

特性：以聚甲基丙烯酸甲酯为主体，可用于填充和植入无间隙，但有致敏性。

应用：常用于固定膝关节假体，特别是在骨质疏松或骨量不足的情况下。

五、生物陶瓷

特性：包括惰性生物陶瓷（如含氧化铝医用碳素材料）和生物活性陶瓷（如羟基磷灰石和生物活性玻璃成分）。

应用：可用于膝关节假体的表面涂层或部分结构，以提高生物相容性和促进骨整合。