قال جون إنسال، الذي أجرى أول عملية استبدال للركبة في عام 1973، على الرغم من أن جراحة استبدال الركبة بالكامل هي عملية جراحية عظمية، إلا أن الأهم من ذلك أنها عملية جراحية لتثبيت الأنسجة الرخوة.

لقد تطورت التصميمات البسيطة التي استخدمت في أول عملية استبدال للركبة بالكامل لتصبح مواد مختلفة وأنيقة مع تقدم التكنولوجيا.

تتكون جراحة استبدال الركبة بالكامل من ثلاثة مكونات منفصلة وهي المكون الفخذي والمكون الساقي والمكون الرضفي. في الوقت الحاضر، هناك تصميمات المفاصل الصناعية بدون أسمنت، ومع ذلك، فإن المفاصل الصناعية الأسمنتية تستخدم على نطاق واسع. وهذا هو السبب في مناقشة خصائص المفاصل الصناعية الأسمنتية.

المكون الفخذي يتم تصنيعه من مادة الكوبالت والكروم؛ السطح الداخلي يحتوي على طبقة خشنة لتكون متوافقة مع الأسمنت، والسطح الخارجي يحتوي على بطانة لامعة وناعمة. في بعض الأحيان، يتم استخدام مكونات الفخذ المصنوعة من الأوكسينيوم أو السيراميك لعلاج التهاب مفصل الركبة بعد الصدمة لدى المرضى الأصغر سنًا.

المكون الساقي يتكون من مادة التيتانيوم. السطح العلوي لامع وناعم، بينما السطح السفلي خشن ليكون متوافقًا مع التثبيت بالأسمنت. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي السطح السفلي على إسفين أو نتوء لتوفير الاستقرار الدوراني.

المكون الرضفي في الإصدارات السابقة من المكون الرضفي، كان يتم استخدام البولي إيثيلين على قاعدة معدنية، ولكن في الوقت الحاضر، يتم استخدام مكونات رضفية مصنوعة بالكامل من البولي إيثيلين لتتوافق مع الأسمنت. يحتوي السطح السفلي للمكون الرضفي على نتوء مركزي واحد كبير أو ثلاثة نتوءات صغيرة محيطية لتعزيز الاستقرار.

واحدة من الأجزاء الأكثر أهمية في جراحة استبدال الركبة الكامل هي حشوة البولي إيثيلين. يمكن أن تكون هذه الحشوات ثابتة أو متحركة. بشكل عام، يفضل استخدام الحشوات الثابتة. ولتوفير الاستقرار للأنسجة الرخوة، يمكن استخدام هذه الحشوات بتصميمات غير مقيدة (تحتفظ بالرابط الصليبي الخلفي)، أو شبه مقيدة (تضحي بالرابط الصليبي الخلفي)، أو مقيدة (مفصلية). بشكل عام، بالنسبة للمرضى الذين لا يمكن الحفاظ على استقرار أنسجتهم الرخوة، يتم اختيار الحشوات شبه المقيدة؛ أما بالنسبة للمرضى الذين يعانون من فقدان في الأنسجة العظمية بالإضافة إلى عدم استقرار الأنسجة الرخوة، يتم استخدام الزرعات المفصلية.