人工关节常用的陶瓷材料均为生物惰性陶瓷,主要为氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷是氧化铝粉末在1600～1800 ℃的高温下烧结而成.强度大、硬度高、摩擦系数小、耐磨性好,具有化学惰性及良好的抗腐蚀能力.氧化锆生物陶瓷是向纯氧化锆添加稳定剂(常用氧化钇)使之保持在四角形状态并获得最佳的机械特性,不仅具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性和生物相容性,而且其断裂韧性和强度均优于氧化铝陶瓷.近年还出现新型氧化铝基复合陶瓷,将氧化铝、氧化锆、氧化铬等结合在一起,其材料密度、强度、韧性均较氧化铝和氧化锆更大,生物相容性及耐磨损性等性能也更优异.
对翻修取出的直径为28 mm和32 mm的球头研究发现,髋臼和股骨颈部撞击可能经常发生.超高分子量聚乙烯、钴铬合金和氧化铝陶瓷界面可能都会因此受累.其中,钴铬合金界面和氧化铝陶瓷界面的坚硬内衬和金属被托设计使它们发生撞击的风险增加.造成不良影响的常见途径包括撞击、金属磨削转移和条状磨损.这些行为与采用陶瓷假体的全髋置换术后的异响有关.我们对老化的36 mm的氧化铝基复合陶瓷(AMC)球头(BIOLOX(R)delta, CeramTec AG, Plochingen, Germany)进行模拟试验机磨损试验,在微分离模式下进行100万次的负载周期测试,发现条状磨损区的单斜相部分比主要磨损区和无磨损区的要高.这与我们之前对未老化陶瓷材料进行的模拟试验机试验结果 一样,在那项研究中我们对纯氧化铝陶瓷(BIOLOXforte,同一生产商)和氧化铝基复合陶瓷都进行了对比研究,在经过500万次负载周期后我们发现,与对照组Forte球头-Forte内衬相比,Delta球头-Forte内衬和Delta球头-Delta内衬可以分别使磨损降低3倍和7倍.这表明Delta球头比Forte球头更能抵抗条状磨损的形成.因此,在髋关节假体的设计中使用大直径Delta陶瓷界面应该具有临床效益.
