同种材料组合磨损铁谱分析金相光学显微镜
人工关节的设计
工髋关节的材质与摩擦面形状
在设计人工关节时，最重要的是考虑以下三点：
(1)用什么材料制造。
(2)摩擦面设计成什么形状。
(3)人工关节如何固定于骨上。
通常，在许多机械设计条件下，首先应按功能的发挥来确定其形状，然
后决定材质。与此相反，对于人工关节应首先考虑用什么材料制成。
材料的选择包含两个内容：第一，选择对活体无刺激的材料，对于体
内植入物，这是共同的课题。第二，选择摩擦学性能优良的材料，即在活
体内能表现出优良的润滑效果，同时具有较好的耐磨性。此摩擦学问题并
不是和第一个问题即生物相容性无关的问题。对于通常的机械，磨损影响
机械的运转精度，因而它是一个麻烦的问题。然而，对于人工关节而言，
尺寸精度下降并不是很重要的问题。即使磨损使身长减少1 mm，也几乎没
有什么障碍发生。
生成的磨屑对于活体产生异物刺激或磨损毒性。在这个意义上，摩擦
学问题同时也是生物相容性的问题。
至于目前构成人工关节摩擦面的材料，大多为硬材料和对磨的软材料(
易产生弹性变形的材料)的组合，以期待产生弹性流体润滑效果。根据EHL
理论，两方都是易弹性变形的材料时应当更有利于形成厚的润滑膜，但实
际上并非如此。一方面，同种材料组合会产生剧烈磨损，这是摩擦学的一
般原理
