La greffe osseuse utilise des substituts naturels ou synthétiques pour remplacer les os manquants ou cassés, ce qui permet au propre tissu osseux du patient de générer de nouveaux tissus pour remplacer les matériaux synthétiques utilisés dans la greffe. Une greffe osseuse synthétique utilise des ingrédients produits dans le commerce qui sont structurellement similaires et ont des propriétés biomécaniques similaires à celles du tissu osseux. Une greffe osseuse synthétique peut être créée à partir de matériaux tels que la céramique, la matrice osseuse déminéralisée, le corail ou un mélange de ceux-ci. Bien que les greffes osseuses synthétiques soient encore utilisées beaucoup moins fréquemment que les greffes créées à partir de l’os du patient, elles éliminent le risque d’infection et de douleur associées au prélèvement et peuvent être utilisées en grande quantité.
Le matériau de greffe osseuse a trois fonctions principales : ostéogénique, ostéoinductrice et ostéoconductrice. Un matériau ostéogénique aide à former de nouveaux tissus osseux et de nouvelles cellules. Les greffes ostéoinductives agissent pour encourager les cellules à se transformer en ostéoblastes. Les greffes ostéoconductrices agissent comme une structure tridimensionnelle sur laquelle de nouveaux tissus peuvent se développer. Une greffe osseuse synthétique ne contient généralement qu’une ou deux de ces propriétés.
La majorité des greffes osseuses synthétiques utilisent des matériaux céramiques, qui sont poreux et structurent la croissance osseuse. Les céramiques contenant des matériaux de phosphate de calcium, tels que le composé dérivé d’hydroxyapatite et le composite de phosphate tricalcique, sont ostéoconductrices, ostéogéniques et peuvent parfois être ostéoinductives. Certains matériaux céramiques, tels que le bioverre, ne contiennent pas de protéines de croissance naturelles et sont généralement infusés de moelle osseuse et d’autres protéines de croissance osseuse pour favoriser la régénération cellulaire. Ces matériaux servent d’échafaudage pour le nouveau tissu osseux et ils se dissolvent simplement une fois que la nouvelle structure osseuse est en place.
La matrice osseuse déminéralisée (DBM) contient du collagène et des matériaux de croissance qui ont été retirés des os des cadavres. Les DBM contiennent des protéines ostéoinductives naturelles appelées protéines morphogénétiques osseuses (BMP), qui stimulent la formation de nouveau tissu osseux. Le DBM se présente sous forme de pâte, de gel, de mastic ou de poudre en raison du traitement intensif requis lors de l’extraction de ses composants. Un autre matériau est généralement associé au DBM si la greffe osseuse a besoin de propriétés structurelles.
Les greffes osseuses de corail sont créées à partir de l’exosquelette de coraux marins. Un greffon osseux synthétique fabriqué à partir de corail ressemble à la structure du tissu osseux humain, mais il ne contient pas naturellement de protéines de croissance. Le corail est préférable pour les patients subissant une chirurgie reconstructive majeure, car le matériau peut être acquis en grande quantité et fournit une structure solide pour la repousse osseuse.
Les greffes composites sont un mélange de céramique et de DBM. En combinant les deux matériaux, le greffon possède la structure et les protéines de croissance nécessaires pour former un nouveau tissu osseux. La plupart des matériaux synthétiques ne fournissent que la résistance ou les protéines nécessaires, de sorte que les greffes composites peuvent être efficaces pour fournir un échafaudage pour la formation d’un nouvel os et pour favoriser la croissance de nouvelles cellules.