Existem duas maneiras de categorizar o material de substituição óssea para enxertos ósseos: sintético e natural. O substituto do enxerto ósseo sintético é geralmente feito de materiais como fosfato de cálcio ou sulfato de cálcio. O substituto ósseo feito naturalmente geralmente vem de um autoenxerto, no qual o doador e o receptor são o mesmo indivíduo, ou de um aloenxerto, que usa osso de cadáver. O substituto natural do osso também pode vir de um xenoenxerto, que utiliza um doador animal, geralmente uma vaca.
Os substitutos do enxerto ósseo também podem ser classificados pela forma como o material é enxertado no osso existente. O substituto ósseo que exibe propriedades osteocondutoras, por exemplo, é poroso e permite que o osso nativo cresça no substituto ósseo como uma estrutura para o crescimento de um novo osso. Os substitutos ósseos osteocondutores incluem sulfato de cálcio, mais comumente conhecido como gesso; cerâmica de fosfato de cálcio; e cerâmicas coralinas porosas, que são projetadas a partir de coral.
Por outro lado, os materiais osteoindutores estimulam as células a formarem novos osteoblastos, que se transformam em novo osso. A matriz óssea desmineralizada é um tipo de material osteoindutor feito de proteínas em crescimento que foram extraídas do osso humano para uso em um enxerto ósseo. Esta substância não tem estrutura suficiente para ser usada como substituto do enxerto ósseo por conta própria e é normalmente usada em conjunto com outro material substituto do enxerto ósseo. Muitos substitutos ósseos combinam propriedades osteocondutoras e osteoindutivas, que teoricamente contribuem para um enxerto ósseo mais forte e de crescimento mais rápido.
Por muitos anos, o enxerto ósseo autólogo foi o tipo mais comum de enxerto ósseo. Os procedimentos de autoenxerto têm algumas desvantagens em relação ao osso sintético. Primeiro, há apenas um suprimento limitado de osso de doador disponível. Além disso, uma vez realizado o enxerto, existe o risco de dor, que pode ser crônica, na área doadora.
O enxerto ósseo é comum em cirurgia oral para substituir o osso perdido por cáries ou durante uma extração dentária. Substituir o osso ausente cria uma base para implantes dentários. Apesar das desvantagens, os procedimentos de autoenxerto apresentam as maiores taxas de sucesso nesses tipos de enxertos. O osso doador é retirado da boca para este tipo de cirurgia oral, ou do osso do quadril, se a retirada do osso da boca não for aconselhável.
O substituto ósseo do aloenxerto é coletado de cadáveres, permitindo uma alternativa natural ao autoenxerto sem os problemas associados à retirada do osso do próprio paciente. Essa opção também requer apenas uma cirurgia no paciente, em vez de uma cirurgia para remover o osso e uma segunda para enxertá-lo. Infelizmente, o osso do aloenxerto não cresce tão bem quanto os enxertos ósseos do autoenxerto e a taxa de falha é bastante alta, especialmente em enxertos ósseos de fusão espinhal.