Interaksi biokimia langsung antara permukaan implan titanium dan molekul jaringan berjarak pendek. Tipe ikatan kimia yang paling dominan adalah daya van der Waals dan ikatan hidrogen yang lemah, seperti polarisasi dan dipol listrik molekul.

Energi permukaan berbanding lurus dengan kecenderungan untuk mengadorpsi molekul. Aturan umumnya adalah bahwa materi dengan ketegangan permukaan antara 20 dan 30 dynes/cm² menunjukkan adsorpsi yang rendah. Materi dengan nilai-nilai tegangan permukaan di atas kisaran ini lebih adsorotif.

Teknik sessile drop adalah metode yang dipakai untuk karakterisasi energi permukaan padat dan, dalam beberapa kasus, juga aspek energi permukaan cair. Premis utama metode tersebut adalah: tetesan cairan dengan energi permukaan yang berbentuk tetesan (terutama dengan sudut kontak) dan energi permukaan cairan adalah parameter yang dapat dipakai untuk menghitung energi permukaan sampel padat.

The Owens/Wendt theory (Owens et al., 1969) divides the surface energy into two components: surface energy due to dispersive interactions and surface energy due to polar interactions. The no dispersive or polar component arises from electrostatic interactions, metallic bonding forces, hydrogen bonding and dipole interactions.

Teori Owens/ Wendt membagi energi permukaan menjadi dua komponen, yaitu:

1. energi permukaan karena interaksi dispersif
2. energi permukaan karena interaksi kutub.

Tidak ada komponen dispersif atau kutub yang muncul dari interaksi elektrostatik, daya ikatan logam, ikatan hidrogen, dan interaksi dipol.

Komponen dispersif atau komponen tanpa kutub asalnya dari interaksi antara molekul dan ikatan kovalen. Dua komponen ini dapat dihitung sebagai rasio sudut kontak dengan permukaan yang propertinya diketahu dan sudut kontak dengan permukaan sedang diselidiki.

Ada hubungan antara tegangan permukaan kritis dan biokompatibilitas. Model energi permukaan meliputi kontribusi dari fase padat (implan) dan fase cair (darah) terhadap hasil fisiologis. Premis dasarnya adalah bahwa daya penggerak adsorpsi protein adalah energi permukaan bebas.

Dengan demikian, protein tidak diserap dengan kuat pada permukaan dengan energi interfasial bebs yang rendah dan tetap terlarut. Dalam kasus implan gigi, properti fase cair bisa diubah dengan perlakukan untuk mengaktifkan mekanisme jaringan yang memfasilitasi perlekatan. Penggunaan obat-obatan dan persiapan permukaan implan yang memadai dipandang sebagai metode pelengkap untuk meningkatkan osteointegrasi.

Materi dengan energi permukaan yang tinggi mengadsorpsi makromolekul dengan lebih mudah, punya lebih banyak jumlah lokasi untuk adhesi sel, dan memfasilitasi pertumbuhan lapisan yang merangsang ikatan sel. Dalam rangka meningkatkan osteointegrasi, diharapkan kekuatan komponen non-dispersif tegangan permukaan jadi serendah mungkin, sementara komponen dispersif tetap tinggi.