La nanotecnología ha dado un paso importante en la mejora de dispositivos de implante ortopédicos. La nanotecnología ortopédica se basa en entender las interacciones de los implantes con la células. Las células no interactúan directamente con un implante, sino que lo hacen a través de una capa de proteínas que se incorporan casi instantáneamente al implante tras la inserción. Los científicos han mejorado numerosos materiales de implantes, incluido el titanio y las aleaciones de titanio, los polímeros porosos, los cementos óseos y la hidroxiapatita, colocando elementos a nanoescala en sus superficies. Las propiedades de los materiales originales permanecen inalteradas, manteniendo sus propiedades mecánicas deseables, pero los cambios de la superficie potencian las interacciones con las proteínas. Esto hace que los osteoblastos (células que forman hueso) se adhieran al implante y los activa para que formen más materia ósea.
Los científicos también están creando implantes ‘inteligentes’, que son capaces de detectar qué tipo de tejido se está desarrollando sobre ellos, comunicar la información a un dispositivo de mano y liberar fármacos según sea necesario para promover el desarrollo del tejido. Estos implantes están diseñados también para ayudar a evitar las complicaciones que se suelen observar tras un implante óseo, como las infecciones, la inflamación (o desarrollo de cicatriz), el aflojamiento del implante y, en el caso del cáncer óseo, la recurrencia del cáncer. Los científicos han estado investigando con implantes que tienen unos mecanismos inherentes para proteger el cuerpo de las infecciones (como la plata y el zinc) o para inhibir el desarrollo del cáncer (como el selenio).
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