Sự phát triển của vật liệu sinh học đáp ứng có khả năng thể hiện chức năng được điều chế để đáp ứng với những thay đổi cơ học và sinh lý động trong cơ thể sống vẫn là một thách thức quan trọng trong kỹ thuật mô xương. Để đạt được hiệu quả sửa chữa lâu dài và kết quả lâm sàng tốt, cần có các phương pháp tiếp cận đáp ứng sinh học tập trung vào việc sửa chữa và phục hồi cấu trúc và chức năng của mô thông qua giải phóng thuốc, nhận dạng thụ thể, đáp ứng với môi trường và khả năng phân hủy sinh học được điều chỉnh.
Các vật liệu chỉnh hình truyền thống thiếu tính năng sinh học và sự không phù hợp về hình thái mô, hoặc các tính chất cơ học và hóa học cuối cùng đẩy nhanh sự hỏng hóc của thiết bị. Nhiều tác nhân kích thích đã được đề xuất như những yếu tố đóng góp hoặc trung gian chính cho hoạt động tế bào và hình thành mô xương, bao gồm vật lý (cấu trúc nền, độ cứng, áp suất cắt và lực điện) và các yếu tố sinh hóa (yếu tố tăng trưởng, gen hoặc protein). Tuy nhiên, các giải pháp tối ưu để tái tạo xương vẫn còn là điều khó nắm bắt.
Các loại giá thể khác nhau (chất nền xốp, lưới sợi nano, hydrogel và vi cầu) được sử dụng để cung cấp các phân tử hoạt tính sinh học. Điều này có thể được kết hợp với một số chiến lược cơ lý để tăng cường điều trị các bệnh và khuyết tật mô xương khác nhau.
