Luunsiirto käyttää luonnollisia tai synteettisiä korvikkeita puuttuvien tai rikkoutuneiden luiden korvaamiseksi, mikä mahdollistaa potilaan oman luukudoksen luomisen uuden kudoksen korvaamiseksi siirrostetussa materiaalissa. Synteettinen luusiirre käyttää kaupallisesti tuotettuja ainesosia, jotka ovat rakenteellisesti samankaltaisia ja joilla on samanlaiset biomekaaniset ominaisuudet kuin luukudoksella. Synteettinen luusiirre voidaan valmistaa materiaaleista, kuten keramiikasta, demineralisoidusta luumatriisista, korallista tai näiden sekoituksesta. Vaikka synteettisiä luusiirrännäisiä käytetään edelleen paljon harvemmin kuin potilaan omasta luusta syntyneitä siirteitä, ne poistavat korjuuseen liittyvän infektioriskin ja kivun, ja niitä voidaan käyttää suuria määriä.
Luunsiirtomateriaalilla on kolme päätehtävää: osteogeeninen, osteoinduktiivinen ja osteokonduktiivinen. Ostegeeninen materiaali auttaa muodostamaan uutta luukudosta ja soluja. Osteoinduktiiviset siirteet rohkaisevat soluja muuttumaan osteoblasteiksi. Osteokonduktiiviset siirteet toimivat kolmiulotteisena rakenteena, jolle uusi kudos voi kasvaa. Synteettinen luusiirre sisältää yleensä vain yhden tai kaksi näistä ominaisuuksista.
Suurin osa synteettisistä luusiirrännäisistä käyttää keraamisia materiaaleja, jotka ovat huokoisia ja tarjoavat rakenteen luun kasvulle. Keramiikka, joka sisältää kalsiumfosfaattimateriaaleja, kuten johdettu hydroksiapatiittiyhdiste ja trikalsiumfosfaattikomposiitti, ovat osteokonduktiivisia, osteogeenisiä ja voivat joskus olla osteoinduktiivisia. Jotkut keraamiset materiaalit, kuten biolasit, eivät sisällä luonnollisia kasvuproteiineja ja ne on yleensä infusoitu luuytimeen ja muihin luun kasvuproteiineihin solujen uusiutumisen edistämiseksi. Nämä materiaalit toimivat uuden luukudoksen rakennustelineinä, ja ne yksinkertaisesti liukenevat, kun uusi luurakenne on paikallaan.
Demineralisoitu luumatriisi (DBM) sisältää kollageenia ja kasvumateriaaleja, jotka on poistettu luiden luista. DBM: t sisältävät luonnollisia osteoinduktiivisia proteiineja, joita kutsutaan luun morfogeneettisiksi proteiineiksi (BMP), jotka stimuloivat uuden luukudoksen muodostumista. DBM on tahna-, geeli-, kitti- tai jauhemuodossa, koska sen komponentteja uutettaessa tarvitaan laaja käsittely. Toinen materiaali yhdistetään yleensä DBM: ään, jos luusiirre tarvitsee rakenteellisia ominaisuuksia.
Koralliluunsiirrot luodaan merikorallien eksoskeletonista. Korallista valmistettu synteettinen luusiirre muistuttaa ihmisen luukudoksen rakennetta, mutta se ei luonnollisesti sisällä kasvuproteiineja. Coral on parempi potilaille, joille tehdään suuri rekonstruktiivinen leikkaus, koska materiaalia voidaan hankkia suuria määriä ja se tarjoaa vahvan rakenteen luun uusiutumiselle.
Komposiittisiirrot ovat keramiikan ja DBM: n seos. Yhdistämällä nämä kaksi materiaalia siirteellä on rakenne ja kasvuproteiinit, joita tarvitaan uuden luukudoksen muodostamiseen. Useimmat synteettiset materiaalit tarjoavat vain tarvittavaa voimaa tai proteiineja, joten komposiittisiirrot voivat olla tehokkaita rakennustelineille uuden luun muodostumiselle ja uusien solujen kasvulle.