Cấu tạo khớp gối toàn phần gồm 4 bộ phận chính là: - Bộ phận xương đùi (lồi cầu đùi phía trên).
- Bộ phận xương chày (mâm chày phía dưới). - Xương bánh chè.
- Khay nhân tạo.
Xương bánh chè
Khay nhân tạo Lồi cầu đùi
Hình 1.3. Cấu tạo khớp gối toàn phần
Kim loại: cho đến nay vật liệu chính để làm phần lồi cầu đùi và phần mâm chày là kim loại. Đây là một hợp kim của sắt với các thành phần: Titan, Chrome, Carbon, Aluminum. Có 3 nhúm chớnh:
Kim loại chủ sắt. Kim loại chủ titan. Kim loại chủ cobalt.
Nhựa có phân tử siêu cao (Ultra high molecular weight polyethylene: UHMWPE) là vật liệu chính làm nên xương bánh chè và khay nhân tạo của khớp gối toàn phần. Lực ma sát giữa UHMWPE và kim loại được đánh giá gần bằng lực ma sát sinh lý của khớp bình thường, sự dung nạp của cơ thể người và sức chịu đựng với sự bào mòn của UHMWPE cũng được đánh giá tốt.
Xi măng: là vật liệu để gắn phần lồi cầu đùi vào xương đùi và phần mâm chày vào xương chày. Xi măng (Polymethyl methacrylate: PMMA) là một hỗn hợp giữa phần bột (Prepolymerised PMMA và Barium sulfate) và dung dịch Methyl Methacrylate Monomer khi trộn 2 thành phần này với nhau phản ứng sinh nhiệt sẽ xảy ra. Nhiệt độ có thể lên tới 70-100oC, nhưng Reckling F. W đã nghiên cứu trên thực nghiệm thấy rằng nhiệt độ ở bề mặt xi măng và xương tăng hơn so với nhiệt độ ban đầu của bề mặt xương 10,7oC. Xi măng không có độ dính, với bề mặt càng ráp xi măng càng bám chặt, xi măng rất bền với lực ép nhưng dễ vỡ hơn với lực căng và lực xé, khi đặt xi măng cần ép chặt vào xương xốp không để khoảng trống giữa khớp nhân tạo và xương.
Trong phức hợp xương - xi măng - khớp nhân tạo thì xi măng được coi là khâu yếu nhất có thể bị lỏng vỡ sau 5-10 năm. Do đó một số tác giả có
khuynh hướng dùng khớp không xi măng. Đó là một khớp giả với bề mặt kết cấu xốp, nhờ đó xương có thể phát triển tiếp về phía khớp giả và cố định nó tại chỗ. Hiện nay trên thế giới vẫn tồn tại hai trường phái là khớp có xi măng và khớp không xi măng.