L’innesto osseo utilizza sostituti naturali o sintetici per sostituire le ossa mancanti o rotte, il che consente al tessuto osseo del paziente di generare nuovo tessuto per sostituire i materiali sintetici utilizzati nell’innesto. Un innesto osseo sintetico utilizza ingredienti prodotti commercialmente che sono strutturalmente simili e hanno proprietà biomeccaniche simili a quelle del tessuto osseo. Un innesto osseo sintetico può essere creato da materiali come ceramica, matrice ossea demineralizzata, corallo o una miscela di questi. Sebbene gli innesti ossei sintetici siano ancora utilizzati molto meno frequentemente degli innesti creati dall’osso del paziente, eliminano il rischio di infezione e dolore associati al prelievo e possono essere utilizzati in grandi quantità.
Il materiale da innesto osseo ha tre funzioni principali: osteogenica, osteoinduttiva e osteoconduttiva. Un materiale osteogenico aiuta a formare nuovo tessuto osseo e cellule. Gli innesti osteoinduttivi agiscono per incoraggiare le cellule a trasformarsi in osteoblasti. Gli innesti osteoconduttivi agiscono come una struttura tridimensionale su cui può crescere nuovo tessuto. Un innesto osseo sintetico di solito contiene solo una o due di queste proprietà.
La maggior parte degli innesti ossei sintetici utilizza materiali ceramici, che sono porosi e forniscono struttura per la crescita ossea. Le ceramiche contenenti materiali di fosfato di calcio, come il composto derivato di idrossiapatite e il composito di fosfato tricalcico, sono osteoconduttive, osteogeniche e talvolta possono essere osteoinduttive. Alcuni materiali ceramici, come il biovetro, non contengono proteine di crescita naturali e sono solitamente infusi con midollo osseo e altre proteine di crescita ossea per promuovere la rigenerazione cellulare. Questi materiali fungono da impalcatura per il nuovo tessuto osseo e si dissolvono semplicemente una volta che la nuova struttura ossea è a posto.
La matrice ossea demineralizzata (DBM) contiene collagene e materiali di crescita che sono stati prelevati dalle ossa dei cadaveri. I DBM contengono proteine osteoinduttive naturali chiamate proteine morfogenetiche ossee (BMP), che stimolano la formazione di nuovo tessuto osseo. DBM è disponibile in formato pasta, gel, mastice o polvere a causa dell’ampia elaborazione richiesta durante l’estrazione dei suoi componenti. Un altro materiale viene solitamente combinato con DBM se l’innesto osseo necessita di proprietà strutturali.
Gli innesti di osso di corallo sono creati dall’esoscheletro di coralli marini. Un innesto osseo sintetico a base di corallo assomiglia alla struttura del tessuto osseo umano, ma non contiene naturalmente proteine della crescita. Il corallo è preferibile per i pazienti sottoposti a chirurgia ricostruttiva maggiore, perché il materiale può essere acquisito in grandi quantità e fornisce una struttura forte per la ricrescita ossea.
Gli innesti compositi sono una miscela di ceramica e DBM. Combinando i due materiali, l’innesto ha la struttura e le proteine di crescita necessarie per formare nuovo tessuto osseo. La maggior parte dei materiali sintetici fornisce solo la forza o le proteine necessarie, quindi gli innesti compositi possono essere efficaci nel fornire un’impalcatura per la nuova formazione ossea e nel promuovere la crescita di nuove cellule.