早期治疗髋关节障碍只包含髋臼杯(acetabular cup)或股骨头(femoral head)，现在多使全髋关节置换(total hip replacement, THR)，髋臼和股骨头的表面都加以置换，如图4-3所示，髋关节置换是由股骨部分和髋臼部分所组成，股骨部分为一球头嵌在骨干上，髋臼部分具有一骨臼能让球头置于其中，Co-Cr和Ti-Al-V被用来制造股骨部分，UHMWPE则覆盖骨臼，每一制造商都有各种骨干长度和设计类型。
THR的外科植入过程如下：切除患病的股骨头，将股骨的骨髓管钻孔并钻大使植入物的骨干得以插入，骨臼的软骨也需要钻孔，将准备好的PMMA骨水泥填入股骨的骨髓管中再插入骨干，髋臼部分也是以骨水泥黏合后，将人工球窝关节(ball-and-socket joint)接合便完成,为各种类型的髋关节植入物。
髋关节置换最困难的问题是植入物的固定，因为植入物位于海绵骨上，海绵骨的强度远弱于密质骨，也没有足够的小梁支撑所增加的荷重，另外植入物造成距骨区和股骨干(侧面)末端应力集中使得已经变弱的骨头再吸收，使用骨水泥能够提供所需的固定效果。 骨水泥不只提供植入物和骨头早期的贴附，同时能分散荷重，减少植入物在骨头上的应力集中，可是在邻近区域的骨头应力由于植入物存在而减小，如所示，在此区中减小应力所形成的应力遮蔽效应会造成近端区域的骨头再吸收而导致骨干的松脱或骨折，一般全髋关节植入在年长的病人中能维持10年。
有时骨水泥本身也会产生问题，单体蒸气会阻碍身体机能降低血压，高放热的聚合反应会提高局部温度造成细胞坏死，准备骨水泥填入空间造成的大量骨髓内腔会妨碍骨头的正弦曲线，使组织坏死和脂肪栓塞。
髋关节的球头和臼杯之间的摩擦也会产生问题，特别是在大荷重时，摩擦力矩对Co-Cr合金髋关节就显得很重要，不锈钢-PE和Co-Cr合金-PE的组合比全金属系统能减少摩擦力矩和磨耗。 虽然早期的髋关节置换感染机率高，但是手术过程的改善和术后使用抗生素有效的减少感染率
膝关节置换
膝关节置换的发展和接受度比髋关节慢，因为膝关节的几何形状和运动的生物力学较复杂，而且稳定性较低，膝关节退化的发生率高于其它关节。膝关节植入物可分为绞链式和非绞链式，自然的膝盖截面，典型的人工膝关节，植入物的选择需依据膝盖的健康情况、疾病类型和范围、与病人的活动范围。如同髋关节置换，膝关节置换的主要问题是松脱和感染，金属的背衬是以UHMWPE制成来减少磨耗问题，多孔被覆的植入物能够避免骨水泥带来的问题，多孔的表面允许骨组织内长(ingrowth)达到较佳的固定效果。在膝关节植入物中胫骨高丘表面的磨耗情形极为重要，亦是造成松脱的主因。 人工关节的问题
人工关节的主要问题是磨耗、腐蚀、和感染，磨耗和腐蚀所造成的松脱与金属离子释出问题在第四章已有介绍，被覆陶瓷涂层是公认能有效减轻影响的表面改质方法，如Al2O3与ZrO2之被覆已证实可减少磨耗及腐蚀；自Charnley提出无菌技术(clean-room techniques)的手术后，将原本10%的术后感染率降至2%以下，现代外科技术蓬勃发展，能够有效降低术后感染的发生。
在全髋关节置换中，除了人工球头与髋臼部位因磨耗导致松脱外，人工骨干与骨头的固定不良亦会造成松脱，使用PMMA骨水泥是主要的固定方式，但是PMMA所产生的问题,同时受到许多注意，因此无骨水泥(cementless)的固定方式备受瞩目。
Smith在1963年提出骨头能长入多孔陶瓷中，一些研究者发现如果多孔材料的孔洞尺寸为200 mm或更大时，骨组织能渗入约2000 mm，骨头内长到孔洞中可以分散机械荷重和减少因为应力集中的骨头坏死，增加固定效果，这些材料包括烧结的Ti和Ti-6Al-4V合金粉末、在Co-Cr棒上烧结Co-Cr合金粉末等。
控制表面活性的玻璃、玻璃陶瓷、和陶瓷材料是无骨水泥固定的另一选择，在此方法中植入物和骨头间藉直接化学键结固定，达到最佳的生物式固定，因此Hench依生物兼容性将生医材料分为四类：(1)近惰性(nearly inert)；(2)多孔性(porous)；(3)生物活性(bioactive)；(4)可吸收性(resorbable)，磷酸钙陶瓷具有极佳的生物活性，其中又以氢氧基磷灰石的性质最受瞩目，目前本实验室正积极地开发其电化学
沈积制程，希望能改善电浆喷涂所产生的高温相分解和附着不佳等缺点，刮痕试验显示可抵抗12-30 N之荷重，大幅改善附着力。 齿科材料（Dental Materials）
随着科技医疗的进步，现在的社会日益趋向高龄化。人类的希望是虽然年纪不断增长，身体的各个器官能够避免随之衰退老化。但是，有时候人会因一时不小心跌倒而骨折，或因为蛀牙而必须拔牙，因此免不了需要一些替代性的材料。
近年，生命科学(life science)的概念愈来愈普遍，生命现象相关使用之材料，亦即生医材料(biomaterials)的研究也愈形广泛 。包括人工器官和牙科修复补缀物，当然也包括医药用材料和遗传工程使用之材料。
牙科材料(dental materials)包括间接材料和直接材料，制作牙科修复补缀物过程中使用的补助材料，因为与身体没有接触，称为间接材料。换言之，口腔内长期间使用的材料称为直接材料。直接材料所需性质包括：身体安全性、耐久性、机能性、适合性、审美性、操作性（成形性）、材料的安全性、经济性。
为了发挥修复补缀物适合性的最大限度和高的材料的尺寸精度，特别是作为间接材料，为了确保尺寸精度，必须膨胀、收缩等的变化要少。此外，也应考虑操作性和经济性。
为了牙齿的欠损和异常的回复和正常化，制作各式各样的修复补缀物，牙科材料的用途和分类。
生物用金属材料现况
作为医疗用材料包括：钛、不锈钢、钴合金、形状记忆合金、无机材料和高分子等各式各样之材料被使用。因为生医材料是使用于生物体，会与体液或其它组织接触，受力情形也比较复杂，因此，对材料的要求也非常严格，以下是生医材料必须具备的性质： (1) 良好的耐蚀性 (2) 生化稳定性 (3) 适当的机械强度 (4) 容易加工制造 (5) 容易操作 (6) 价格合理
其中一般作为生物植入用金属材料包括：不锈钢、钴铬合金、钛及钛合金。其机械性质。
从1920年后就开始使用不锈钢作为生物材料，最初是所谓18-8不锈钢，后来又有所谓SUS316和SUS316L被开发使用。现在所使用的不锈钢规格，其中F1314及F1586是经过氮化处理改良力学的性质。不锈钢因为比较便宜，且容易取得，因此被广泛使用，但是作为生物材料其耐蚀性并非非常良好，长时间埋入体内会造成腐蚀现象，又因为含有镍元素会引起过敏。
钴铬合金比不锈钢耐蚀性优良，所以在生医使用也比较广泛， ASTM生医用钴铬合金的规格，钴铬合金因为硬度高、耐磨耗性优良，所以被使用于人工关节用材料，但是也由于硬度高，增加了加工的困难度。