Arthroplastik bezeichnet die operative Wiederherstellung der Gelenkfunktion, häufig durch Implantation von Endoprothesen. Für die Materialwissenschaft ist sie ein zentrales Anwendungsfeld von Biomaterialien, Oberflächentechnologien und tribologischer Systemauslegung.

Moderne Endoprothesen bestehen meist aus Metalllegierungen (z. B. CoCrMo, Ti‑6Al‑4V), Keramiken (Al₂O₃, ZrO₂-basierte Komposite) und Polymeren, vor allem ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE). Die Auswahl folgt strengen Anforderungen: Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit unter zyklischer Belastung, Verschleißarmut und kontrollierte Interaktion mit Knochen und Weichgewebe.

Werkstofftechnisch zentral ist das tribologische Paarungskonzept (Metall‑Polymer, Keramik‑Keramik, Keramik‑Polymer). Verschleißpartikel können immunologische Reaktionen und osteolytische Prozesse auslösen, was die Feinabstimmung von Rauheit, Härte, Benetzbarkeit und Grenzschichtchemie erforderlich macht. Oberflächenmodifikationen (z. B. Beschichtungen auf Ti‑Basismaterial, Dotierung von Keramiken) dienen der Reduktion von Abrieb und der Verbesserung der Osseointegration.

Langzeitstabilität wird durch Ermüdungs‑ und Bruchmechanik, Korrosions‑ und Frettinguntersuchungen sowie In‑vitro‑Tribotests bewertet. Additive Fertigung eröffnet neue Designfreiheiten, etwa poröse Strukturen zur mechanisch abgestimmten Knochenanbindung. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf bioinspirierte Oberflächen, funktionalisierte Beschichtungen (antibakteriell, osteoinduktiv) und individualisierte Implantate, die eine bessere Anpassung an patientenspezifische Belastungskollektive ermöglichen.