El injerto óseo utiliza sustitutos naturales o sintéticos para reemplazar los huesos faltantes o rotos, lo que permite que el propio tejido óseo del paciente genere tejido nuevo para reemplazar los materiales sintéticos utilizados en el injerto. Un injerto de hueso sintético utiliza ingredientes producidos comercialmente que son estructuralmente similares y tienen propiedades biomecánicas similares a las del tejido óseo. Se puede crear un injerto de hueso sintético a partir de materiales como cerámica, matriz ósea desmineralizada, coral o una mezcla de estos. Si bien los injertos de hueso sintético todavía se usan con mucha menos frecuencia que los injertos creados a partir del propio hueso del paciente, eliminan el riesgo de infección y dolor asociados con la extracción y se pueden usar en grandes cantidades.
El material de injerto óseo tiene tres funciones principales: osteogénica, osteoinductiva y osteoconductora. Un material osteogénico ayuda a formar nuevas células y tejido óseo. Los injertos osteoinductores actúan para estimular que las células se conviertan en osteoblastos. Los injertos osteoconductores actúan como una estructura tridimensional sobre la que puede crecer tejido nuevo. Un injerto de hueso sintético generalmente solo contiene una o dos de estas propiedades.
La mayoría de los injertos óseos sintéticos utilizan materiales cerámicos, que son porosos y proporcionan estructura para el crecimiento óseo. Las cerámicas que contienen materiales de fosfato de calcio, como el compuesto de hidroxiapatita derivado y el compuesto de fosfato tricálcico, son osteoconductores, osteogénicos y, a veces, pueden ser osteoinductores. Algunos materiales cerámicos, como el biovidrio, no contienen proteínas de crecimiento naturales y generalmente se infunden con médula ósea y otras proteínas de crecimiento óseo para promover la regeneración celular. Estos materiales sirven como andamiaje para el tejido óseo nuevo y simplemente se disuelven una vez que la nueva estructura ósea está en su lugar.
La matriz ósea desmineralizada (DBM) contiene colágeno y materiales de crecimiento que se han extraído de los huesos de cadáveres. Los DBM contienen proteínas osteoinductoras naturales llamadas proteínas morfogenéticas óseas (BMP), que estimulan la formación de tejido óseo nuevo. DBM viene en formato de pasta, gel, masilla o polvo debido al extenso procesamiento requerido al extraer sus componentes. Otro material se suele combinar con DBM si el injerto óseo necesita propiedades estructurales.
Los injertos de hueso de coral se crean a partir del exoesqueleto de corales marinos. Un injerto de hueso sintético hecho de coral se asemeja a la estructura del tejido óseo humano, pero no contiene proteínas de crecimiento de forma natural. El coral es preferible para los pacientes que se someten a una cirugía reconstructiva mayor, porque el material se puede adquirir en grandes cantidades y proporciona una estructura fuerte para el recrecimiento óseo.
Los injertos compuestos son una mezcla de cerámica y DBM. Al combinar los dos materiales, el injerto tiene la estructura y las proteínas de crecimiento necesarias para formar tejido óseo nuevo. La mayoría de los materiales sintéticos solo brindan la fuerza o las proteínas necesarias, por lo que los injertos compuestos pueden ser efectivos para proporcionar un andamio para la formación de hueso nuevo y para promover el crecimiento de nuevas células.