Впервые о клиническом применении керамики при тотальном эндопротезировании коленного сустава сообщил Лангер в 1972 г., когда была использована несцементированная алюмокерамическая платформа для большеберцовой кости. Первая система тотального эндопротезирования коленного сустава из алюмокерамики в сочетании с полиэтиленом сверхвысокой молекулярной массы появилась в Японии. Позже в конструкцию этой системы были внесены усовершенствования для цементной фиксации (KOM-1, 2, 3). В Японии нашли клиническое применение и другие системы ТКА из алюмокерамики с использованием СВМПЭ, такие как KC-1, TSD, NCU, LFA-I, YMCK. Существуют даже конструкции, в которых используются металлические мыщелки бедренной кости с алюмокерамическими сочленяющимися поверхностями, что позволяет избежать прямого контакта керамики с костью. В Японии также используются мыщелки бедренной кости из циркониевой керамики (Bi-surface, KU). В системе Multigen Knee System на основе бедренного мыщелка из кобальто-хромового сплава также начали внедрять бедренный протез из АМК (BIOLOX?delta), не меняя его конструкцию. Через 12 месяцев наблюдения керамические бедренные мыщелки BIOLOX?delta (MultigenPlus) имели хорошие клинические показатели, расшатывания протеза не наблюдалось. На рис. 3 показаны некоторые керамические конструкции коленного сустава, представленные на рынке. Сравнивать интенсивность износа различных интерфейсов при ТКА гораздо сложнее, чем при ТХА. Конструкция протеза оказывает значительное влияние на износ, поэтому соответствующие данные можно получить только при исследованиях износа in vitro с использованием одной и той же конструкции и различных материалов интерфейса. Например, износ циркониевого мыщелка бедренной кости системы Bi-Surface (Kyocera, Corp, Kyoto, Japan) и кобальтохромового мыщелка бедренной кости той же конструкции сравнивался с износом СВМПЭ на симуляторе коленного сустава Shore-Western. Результаты показали, что скорость износа UHMWPE в циркониевом протезе была в среднем в 4 раза ниже, а шероховатость поверхности (Ra) кобальтохромового мыщелка бедренной кости была в 5 раз выше, чем у циркониевого мыщелка. Кроме того, скорость износа была связана с дозой облучения при стерилизации СВМПЭ гамма-излучением. В другом исследовании, в котором метод дезинфекции СВМПЭ, тип тренажера коленного сустава и параметры измерения отличались от описанных выше, сравнивались скорости износа мыщелков бедренной кости из оксида алюминия, мыщелков бедренной кости из оксида циркония и мыщелков бедренной кости из кобальто-хромового сплава системы Biosurface Knee System по отношению к СВМПЭ. Результаты оказались схожими: керамический протез показал в среднем 5-кратное снижение скорости изнашивания, а протез из алюмооксидной керамики показал более низкую скорость изнашивания, чем протез из циркониевой керамики. На поверхности кобальт-хромового протеза наблюдалось повреждение, а на керамическом протезе — нет. Кроме того, было проведено исследование по сравнению кобальтохромовых протезов с мыщелками бедренной кости AMC и коленных систем UHMW с учетом износа трех тел путем выполнения 5 млн. циклов движения на симуляторе коленного сустава. По сравнению с кобальтохромовыми мыщелками на поверхности керамического компонента повреждений не наблюдалось, а износ подушечки из СВМПЭ был меньше. При клиническом применении керамических протезов ТКА первого поколения наблюдалась высокая частота расшатывания из-за нецементной фиксации и недостаточной остеоинтеграции. Однако несколько хорошо фиксируемых протезов из алюмооксидной и циркониевой керамики показали хорошие клинические результаты. Были изучены и проанализированы на предмет износа и повреждения поверхности несколько конструкций протезов для удаления мыщелков бедренной кости из алюмохромового и кобальтохромового сплавов (у людей в течение 6-23 лет). Было установлено, что кобальтохромовые мыщелки бедренной кости имеют больше повреждений поверхности и более высокую шероховатость, что согласуется с результатами эксперимента in vitro. Накладки из СВМПЭ, образующие соединение с керамическими мыщелками бедренной кости, имели меньший износ.