各种类型的非感染性关节炎以及继发性骨性关节炎造成的膝关节严重疼痛及功能丧失是初次人工全膝关节置换术（total knee replacement或total knee arthroplasty，TKR或TKA）首选的适应证。包括骨性关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎、创伤性关节炎、某些良恶性肿瘤等。
过去认为60～75岁为TKR最佳年龄，现在这个年龄限制因假体设计及固定效果的进展已经放宽，高龄或更年轻的患者也被认为可以行TKR。手术的主要目的是解除关节疼痛，改善功能。
手术禁忌证包括膝关节局部或全身性感染；过度肥胖只被认为是手术相对禁忌证。肌肉神经方面的疾病应考虑到关节置换后的效果及并发症根据情况应用。
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