Es gibt zwei Möglichkeiten, Knochenersatzmaterial für Knochentransplantate zu kategorisieren: synthetisch und natürlich. Synthetischer Knochenersatzstoff wird normalerweise aus einem Material wie Calciumphosphat oder Calciumsulfat hergestellt. Natürlich hergestellter Knochenersatz stammt typischerweise entweder aus einem Autotransplantat, bei dem Spender und Empfänger dieselbe Person sind, oder aus einem Allotransplantat, das Leichenknochen verwendet. Natürlicher Knochenersatz kann auch aus einem Xenotransplantat stammen, bei dem ein Tierspender, normalerweise eine Kuh, verwendet wird.
Knochentransplantatersatzstoffe können auch danach klassifiziert werden, wie ein Material auf vorhandenen Knochen transplantiert wird. Knochenersatz, der beispielsweise osteokonduktive Eigenschaften aufweist, ist porös und ermöglicht das Anwachsen des nativen Knochens auf den Knochenersatz als Gerüst für das Wachstum von neuem Knochen. Osteokonduktive Knochenersatzstoffe umfassen Calciumsulfat, besser bekannt als Gips; Calciumphosphat-Keramik; und poröse Korallenkeramik, die aus Korallen hergestellt wird.
Andererseits stimulieren osteoinduktive Materialien die Zellen zur Bildung neuer Osteoblasten, die zu neuem Knochen werden. Demineralisierte Knochenmatrix ist eine Art von osteoinduktivem Material, das aus wachsenden Proteinen hergestellt wird, die aus menschlichem Knochen zur Verwendung in einem Knochentransplantat extrahiert wurden. Diese Substanz hat nicht genug Struktur, um allein als Knochentransplantatersatz verwendet zu werden, und wird typischerweise in Verbindung mit einem anderen Knochentransplantatersatzmaterial verwendet. Viele Knochenersatzmaterialien kombinieren sowohl osteokonduktive als auch osteoinduktive Eigenschaften, die theoretisch zu einem schneller wachsenden und stärkeren Knochentransplantat beitragen.
Viele Jahre lang war das Knochenautotransplantat die häufigste Art von Knochentransplantat. Autograft-Verfahren haben gegenüber synthetischem Knochen einige Nachteile. Erstens steht nur eine begrenzte Menge an Spenderknochen zur Verfügung. Außerdem besteht nach der Transplantation die Gefahr von Schmerzen, die chronisch sein können, an der Entnahmestelle.
Knochentransplantationen sind in der Oralchirurgie üblich, um Knochen zu ersetzen, der durch Karies oder während einer Zahnextraktion verloren gegangen ist. Der Ersatz des fehlenden Knochens schafft die Grundlage für Zahnimplantate. Trotz der Nachteile weisen Autotransplantatverfahren die höchsten Erfolgsraten bei diesen Transplantattypen auf. Für diese Art der Oralchirurgie wird Spenderknochen aus dem Mund entnommen oder aus dem Hüftknochen, wenn die Entnahme von Knochen aus dem Mund nicht ratsam ist.
Allograft-Knochenersatzmaterial wird aus Kadavern gewonnen und bietet eine natürliche Alternative zum Autograft ohne die Probleme, die mit der Entnahme des eigenen Knochens des Patienten verbunden sind. Diese Option erfordert auch nur eine Operation am Patienten, anstatt eine Operation zur Entfernung von Knochen und eine zweite zur Transplantation. Leider wächst Allotransplantat-Knochen nicht so gut wie Autotransplantat-Knochentransplantate und die Versagensrate ist ziemlich hoch, insbesondere bei Wirbelsäulenfusions-Knochentransplantaten.