Os implantes ortopédicos são dispositivos artificiais incorporados aos ossos e articulações para restaurar a função normal. Freqüentemente, os implantes ortopédicos atuam como substitutos das articulações nos casos em que o quadril, joelho, ombro ou cotovelo foram danificados por lesão ou por doenças como a osteoartrite, onde o desgaste das articulações causa dor e rigidez. Os implantes ortopédicos geralmente são usados apenas quando os métodos de tratamento não cirúrgicos falharam. Eles tendem a se desgastar depois de alguns anos e, por esse motivo, os implantes dados a pessoas mais jovens podem precisar ser substituídos em algum momento.
Vários materiais diferentes são usados para fazer implantes ortopédicos, incluindo plástico, cerâmica e metais como aço inoxidável e titânio. Os implantes podem ser fixados de várias maneiras. Cimento ou parafusos podem ser usados para ancorá-los, ou eles podem ser mantidos em posição pela pressão do ambiente. Freqüentemente, o crescimento de osso ao redor de um implante ortopédico pode ajudar a protegê-lo. Às vezes, uma parte de um implante é cimentada enquanto outra parte não é, como é o caso de um tipo de substituição de quadril, referido como híbrido, onde a haste que carrega a parte esférica da junta pode ser fixada com cimento enquanto o copo receptor é não.
Os implantes ortopédicos de titânio têm a vantagem de serem fortes, porém leves, e o corpo geralmente não reage a eles. Uma desvantagem é que é difícil para as células ósseas aderirem à superfície brilhante do metal, dificultando a fusão com o osso como parte do processo de cicatrização. Avanços na pesquisa estão encontrando novas maneiras de gravar tubos microscópicos chamados nanotubos na superfície do titânio, um processo que antes era muito caro para ser prático. A estrutura desses nanotubos os torna atrativos à água e fornece um ambiente adequado para o crescimento das células.
Embora os implantes ortopédicos tenham benefícios, como aumento da mobilidade e redução da dor associada a lesões ou doenças articulares degenerativas, existem algumas desvantagens que ocorrem ocasionalmente. Os implantes podem se soltar ou quebrar e, raramente, o corpo pode reagir contra eles. Às vezes, pode ocorrer infecção, o que pode tornar necessária a substituição de um implante. Bactérias podem crescer na superfície de um implante ortopédico, formando o que é chamado de biofilme, e para resolver isso o implante deve ser removido e a infecção tratada antes que uma substituição possa ser instalada. A pesquisa sobre o que é conhecido como hidrogéis pode oferecer esperança para o futuro, já que essas substâncias que absorvem água são hostis às bactérias, embora ainda permitam o crescimento de células ósseas, e podem ser adicionadas à superfície de um implante para minimizar as chances de infecção tomando conta.