Implan dibuat dari bahan yang punya kualitas bioaktif. Materi bioaktif tersebut mengikatkan implan ke jaringan tulang melalui jembatan kalsium dan fosfor. Adapun ikatan kimia antara implan titanium yang polos tanpa lapisan dengan jaringan tulang yang hidup terjadi melalui ikatan van der Waals dan ikatan hidrogen. Dua ikatan ini cukup lemah.

Daya-daya van der Waals (polarisasi dan dipol listrik molekuler) punya energi ikatan sekitar 10 kcal/ mol. Ikatan hidrogen punya energi ikatan 1,10 kcal/ mol. Ikatan kovalen dan ikatan ion punya energi ikatan antara 10 - 100 kcal/ mol. Jenis hubungan antara implan gigi dan tulang rahang dalam mulut manusia bergantung pada karakteristik struktur mikro permukaan implan gigi pada skala yang sangat kecil, yaitu skala atom. Komposisi kimia oksida, kepadatan, dan impuritas batas kasar memberi pengaruh besar terhadap terjadinya ikatan yang kuat antara bahan implant dan tulang.

Osteointegrasi adalah konsep biologis yang melibatkan penggabungan benda asing ke dalam tulang yang hidup sebagai inangnya. Implan yang telah berpadu dengan tulang tetap tertatanam kokoh dan stabil ketika menerima beban fungsional. Misalnya, kala dipakai untuk menggigit makanan dan bicara. Agar osteointegrasi bisa berlangsung, sel-sel tulang harus melekat pada permukaan biomaterial implant gigi.

Karakteristik permukaan implan bisa memodulasi adsorpsi protein, lemak, gula, dan ion yang ada dalam cairan jaringan. Pelekatan ke permukaan adalah langkah penting pertama dalam respon sel karena ini menentukan sel-sel yang akan mengisi permukaan dan jumlahnya.

Tes in vitro dengan sel-sel osteoblastik menunjukkan bahwa ketika terjadi adhesi sel, sel-sel tersebut berubah bentuk dan menyebar. Pada tahap ini, reorganisasi protein sitoskeletal terjadi. Pada titik-titik kontak antara sel-sel dan biomateri ada pertukaran informasi antara sel-sel dan matriks ekstraseluler. Hal memicu aktivasi gen tertentu dan pemodelan ulang tulang.

Respon sel-sel tulang terhadap bahan baku implant menentukan apakah proses oseointegrasi akan dimulai atau tidak. Jika tubuh tidak merespon, maka oseointegrasi pasti tidak akan jadi. Jika tubuh merespon, maka ada peluang oseointegrasi akan jadi. Ini baru peluang ya, belum tentu jadi. Kenapa begitu? Karena respon yang diperlihatkan oleh tubuh manusia itu baru tahap pertama dari serangkaian tahap dalam proses pembentukan tulang baru (oseogenesis). Apabila seluruh tahap sukses tercapai, barulah oseointegrasi jadi dan implan gigi bisa dipakai.

Bahan implan gigi tersusun atas beberapa bahan kimia. Bahan utamanya titanium. Selain titanium masih ada aluminium, vanadium, hidroksiapatit, dan sebagainya. Berhubung komposisi kimia biomateri implan menginduksi reaksi sel yang berbeda, maka properti permukaan biomateri menginduksi mekanisme reaksi yang berbeda pula. Morfologi maupun kekasaran permukaan biomateri memengaruhi proliferasi, diferensiasi, sintesis matriks ekstraseluler, produksi faktor lokal dan bahkan bentuk sel.