O enxerto ósseo usa substitutos naturais ou sintéticos para substituir ossos perdidos ou quebrados, o que permite que o próprio tecido ósseo do paciente gere novo tecido para substituir os materiais sintéticos usados no enxerto. Um enxerto ósseo sintético usa ingredientes produzidos comercialmente que são estruturalmente semelhantes e têm propriedades biomecânicas semelhantes às do tecido ósseo. Um enxerto ósseo sintético pode ser criado a partir de materiais como cerâmica, matriz óssea desmineralizada, coral ou uma mistura destes. Embora os enxertos ósseos sintéticos ainda sejam usados com muito menos frequência do que os enxertos criados a partir do próprio osso do paciente, eles eliminam o risco de infecção e dor associados à colheita e podem ser usados em grandes quantidades.
O material de enxerto ósseo tem três funções principais: osteogênica, osteoindutiva e osteocondutora. Um material osteogênico ajuda a formar novos tecidos e células ósseas. Os enxertos osteoindutivos agem para estimular as células a se transformarem em osteoblastos. Os enxertos osteocondutores atuam como uma estrutura tridimensional na qual um novo tecido pode crescer. Um enxerto ósseo sintético geralmente contém apenas uma ou duas dessas propriedades.
A maioria dos enxertos ósseos sintéticos utiliza materiais cerâmicos, que são porosos e fornecem estrutura para o crescimento ósseo. Cerâmicas contendo materiais de fosfato de cálcio, como o composto de hidroxiapatita derivado e o composto de fosfato tricálcico, são osteocondutoras, osteogênicas e às vezes podem ser osteoindutivas. Alguns materiais cerâmicos, como o biovidro, não contêm proteínas naturais de crescimento e geralmente são infundidos com medula óssea e outras proteínas de crescimento ósseo para promover a regeneração celular. Esses materiais servem como suporte para o novo tecido ósseo e simplesmente se dissolvem assim que a nova estrutura óssea está no lugar.
A matriz óssea desmineralizada (DBM) contém colágeno e materiais de crescimento que foram retirados dos ossos de cadáveres. Os DBMs contêm proteínas osteoindutoras naturais chamadas proteínas morfogenéticas ósseas (BMP), que estimulam a formação de novo tecido ósseo. DBM vem em formato de pasta, gel, massa ou pó devido ao extenso processamento necessário para extrair seus componentes. Outro material é geralmente combinado com o DBM se o enxerto ósseo precisar de propriedades estruturais.
Os enxertos ósseos de coral são criados a partir do exoesqueleto de corais marinhos. Um enxerto ósseo sintético feito de coral se assemelha à estrutura do tecido ósseo humano, mas não contém naturalmente proteínas de crescimento. Coral é preferível para pacientes submetidos a cirurgias reconstrutivas de grande porte, pois o material pode ser adquirido em grandes quantidades e fornece uma estrutura forte para o recrescimento ósseo.
Os enxertos compostos são uma mistura de cerâmica e DBM. Ao combinar os dois materiais, o enxerto tem a estrutura e as proteínas de crescimento necessárias para formar um novo tecido ósseo. A maioria dos materiais sintéticos fornece apenas a força ou as proteínas necessárias, portanto, os enxertos compostos podem ser eficazes em fornecer uma estrutura para a formação de um novo osso e na promoção do crescimento de novas células.