Materi apapun yang ditaruh dalam tubuh manusia akan memicu respon biologis. Implan ditaruh dalam tubuh manusia. Normalnya, tubuh manusia juga bereaksi pada implan. Implan berinteraksi dengan lingkungan dalam tubuh melalui permukaannya. Maka, penelitian tentang properti lapisan terluar implan gigi sangat penting dalam analisis respon biologis terhadap implan dan respon titanium terhadap lingkungan fisiologis.

Masuknya biomateri dalam tubuh manusia dan kontak bahan implant dengan cairan tubuh manusia memicu beberapa peristiwa. Dulu, para pakar percaya bahwa identifikasi benda asing oleh sel-sel membuahkan strategi defensif dan reaksi inflamasi yang menghasilkan enkapsulasi biomaterial guna mengisolasinya dari tubuh.

Saat ini, para pakar telah mengetahui bahwa pemilihan, pengolahan dan pelapisanan permukaan materi bisa membuat manusia memperoleh respon sel yang diinginkan. Kita bisa memicu adsorpsi dan absorbsi tipe sel tertentu atau mencegah adhesi materi organik. Sebagai contoh, permukaan coronary stent harus punya properti yang mencegah adhesi sel. Selain itu, permukaan implan gigi harus memungkinkan adsorpsi protein spesifik untuk memicu mekanisme yang terlibat dalam osteointegrasi.

Segera setelah implant disisipkan, adsorpsi sel pada permukaan benda asing pun dimulai. Sel-sel tersebut mengaktifkan mekanisme untuk mengidentifikasi komposisi kimia materi implant dan menginduksi reaksi yang berbeda bergantung pada bahan benda asing itu. Sel bereaksi berbeda terhadap materi bioinert, bio-aktif, dan bioreaktif. Dalam kasus bahan-bahan bioinert (stainless steel, alloy Co-Cr, zirkonia, alumina, nilon, dll), tubuh menginduksi pembentukan kapsul dari jaringan fibrosa mengungkung biomaterial. Materi-materi bioaktif (titanium, niobium, dan tantalum) memicu mekanisme yang mengarah ke osteointegrasi. Materi bioreaktif  (hidroksiapatit, kalsium fosfat, bioglass), menghasilkan perubahan ion dalam tubuh dan resorpsi biomateri.

Ketika implan bioaktif dimasukkan ke dalam tulang, permukaannya dimodifikasi oleh ion dan protein. Peningkatan energi permukaan bisa mengubah protein plasma yang diadsorpsi ke permukaan dan mengaktifkan reseptor membran sel. Proses koagulasi dipicu dan aktivasi platelet memulai respon inflamasi dengan merekrut neutrofil dan monosit ke daerah luka.

Sitokin-sitokin turunan platelet seperti IGF, TGF-ß, dan PDGF meningkatkan respon osteogenik dan pembentukan tulang dengan merangsang migrasi dan perkembangbiakan sel-sel osteogenik yang berdiferensiasi menjadi osteoblas dan kemudian menghasilkan matriks tulang. Dengan demikian, jumlah kejadian yang diinduksi oleh aktivasi trombosit (termasuk pelepasan faktor kemotaktik dan mitogenik) meningkatkan produksi trombin dan perekrutan. Aktivasi neutrofil dan monosit bisa menjelaskan kenapa tulang di sekitar permukaan dengan komposisi kimia yang berbeda bisa lebih cepat mengalami perbaikan.