人工膝關節置換是在近代人工髖關節成功應用於病人後逐漸發展起來的一種治療膝關節疾病的新技術，它能非常有效地根除晚期膝關節病痛，極大地提高病人的生活質量。人工膝關節完全參照了正常人膝關節的解剖形狀，是一種仿生設計製品。
模仿人體膝關節的結構及活動方式，人工膝關節由四個部件組成：股骨部分、脛骨部分、髕骨部分以及聚乙烯襯墊。股骨和脛骨部分主要是用堅強耐磨的鈷鉻鉬合金鑄造後經複雜的工藝進一步加工而成，脛骨和髕骨襯墊是由超高分子聚乙烯用高精密度的數控機床加工而成。
股骨部分和襯墊的關節接觸面非常光滑，均可達到鏡面效果，這樣是為了模仿正常人關節內光滑的軟骨面，使關節在活動時靈活自如。四個部分安裝好後就組成了一副完成的人工膝關節，有時髕骨部分可以不用置換而利用病人自身破壞較輕的髕骨。
目前膝關節置換已經是一種比較成熟的骨科手術，有一定的程式化手術操作規範和模式，但對手術醫生的技術水平仍有較高的要求，人工膝關節安裝位置以及關節周圍軟組織平衡的好壞對術後的效果有著一定的影響。
手術過程主要由幾個部分組成：
①切除關節內病變的軟組織、破壞的關節軟骨及軟骨下骨質，並達到適應安裝人工關節的幾何形狀。
②選擇合適型號的人工關節，安裝股骨部分，安裝脛骨部分，用骨水泥固定。
③安裝襯墊，復位，手術結束。
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