Bahan-bahan bioaktif (keramik kaca dan hidroksiapatit) menimbulkan reaksi-reaksi biologi yang spesifik di permukaan implant sehingga menghasilkan pembentukan paduan antara implan dan inang. Biomateri ini membentuk ikatan yang kuat dengan jaringan yang berdekatan. Bahan tersebut meningkatkan hubungan dengan jaringan tulang melalui jembatan kalsium dan fosfor. Titanium tidak cocok dengan klasifikasi ini karena memiliki lapisan oksida titanium yang punya karakteristik lembam ketika berhubungan dengan jaringan. Mekanisme mikro yang bertanggung jawab atas koneksi implan dengan tulang bergantung pada sifat kimia permukaan tertentu.

Implan titanium murni komersial (cp Ti) terbukti membangun hubungan yang sangat erat dengan tulang tanpa lapisan seluler di antaranya. Lapisan substasi dasar yang tipis (20-40 nm) dan bebas kolagen berada pada antarmuka implan-tulang. Substansi dasar tersebut meliputi makromolekul yang terdiri dari aminoglikan proteoglikan dan glukosa yang melekat pada asam hyaluronat yang berperan sebagai "tulang punggung". Pengamatan tersebut didukung oleh penelitian morfologi dan fungsional lain dan menunjukkan bahwa cp ti ditoleransi dengan baik oleh jaringan.

Johansson et al. memeriksa antarmuka tulang-implan cp Ti dan menemukan lapisan proteoglikan setebal 20 nm dan pada jarak sekitar 100 nm ada serat-serat kolagen yang sangat termineralisasi. Di antara dua lapisan tersebut, terdapat fibrin dan tidak ada deposit mineral terorganisir.

Oksidasi permukaan logam pada lingkungan berair (aqueous) punya lapisan hidroksil. Ion logam bebas bisa memecah molekul air dan membuat jenuh atau mengkamuflase muatan positifnya dengan ion hidroksil bermuatan negatif. Dalam kasus titanium oksida, untuk setiap disosiasi molekul air dihasilkan dua kelompok hidroksil yang posisinya berbeda pada permukaan dan menghasilkan asam dan basa di daerah sekitarnya. Bentuk ini bertindak sebagai bipolar atau amfoterik yang bisa menarik dan mengikat molekul-molekul lain.

Fitur penting bahan amfoterik adalah nilai titik muatan nol yang diukur dengan pH. Pada titik nol, muatan positif dan negatif pada permukaan itu seimbang. Titik keseimbangan untuk titanium oksida adalah pH sekitar 6,2. Beberapa asam amino punya karakteristik bipolar dan dapat bereaksi sebagai asam (karena kelompok karboksil) atau sebagai basa (karena kelompok amino). Hibrida ini ideal untuk penyerapan zat kimia dan membentuk ikatan ganda dengan titanium oksida hidroksilasi amfoterik.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Suzuki et al. mendukung saran bahwa perlakuan permukaan implan berpengaruh positif pada penyembuhan tulang tahap permulaan sehingga menghasilkan keberadaan morfologi tulang lamelar karena pemodelan ulang primer pada tulang anyam/jaringan kaya vaskular teramati di sekitar tulang.