Kaulu potēšanai izmanto dabiskus vai sintētiskus aizstājējus, lai aizstātu trūkstošos vai lauztos kaulus, kas ļauj paša pacienta kaulaudiem radīt jaunus audus, lai aizstātu potēšanai izmantotos sintētiskos materiālus. Sintētiskā kaula transplantātā tiek izmantotas komerciāli ražotas sastāvdaļas, kas ir strukturāli līdzīgas un kurām ir līdzīgas biomehāniskās īpašības kā kaulu audiem. Sintētisko kaula transplantātu var izveidot no tādiem materiāliem kā keramika, demineralizēta kaulu matrica, koraļļi vai to maisījums. Lai gan sintētiskos kaulu transplantātus joprojām izmanto daudz retāk nekā transplantātus, kas izveidoti no pacienta paša kaula, tie novērš infekcijas risku un sāpes, kas saistītas ar novākšanu, un tos var izmantot lielos daudzumos.
Kaulu transplantāta materiālam ir trīs galvenās funkcijas: osteogēna, osteoinduktīva un osteokonduktīva. Osteogēnais materiāls palīdz veidot jaunus kaulu audus un šūnas. Osteoinduktīvie transplantāti mudina šūnas pārveidoties par osteoblastiem. Osteokonduktīvie potzari darbojas kā trīsdimensiju struktūra, uz kuras var augt jauni audi. Sintētiskais kaula transplantāts parasti satur tikai vienu vai divas no šīm īpašībām.
Lielākajā daļā sintētisko kaulu transplantātu tiek izmantoti keramikas materiāli, kas ir poraini un nodrošina kaulu augšanas struktūru. Keramika, kas satur kalcija fosfāta materiālus, piemēram, atvasinātu hidroksilapatīta savienojumu un trikalcija fosfāta kompozītmateriālu, ir osteokonduktīva, osteogēna un dažkārt var būt osteoinduktīva. Daži keramikas materiāli, piemēram, biostikls, nesatur dabiskos augšanas proteīnus un parasti tiek ievadīti ar kaulu smadzenēm un citiem kaulu augšanas proteīniem, lai veicinātu šūnu atjaunošanos. Šie materiāli kalpo kā sastatnes jauniem kaulaudiem, un tie vienkārši izšķīst, tiklīdz ir izveidota jaunā kaulu struktūra.
Demineralizētā kaulu matrica (DBM) satur kolagēnu un augšanas materiālus, kas ir izņemti no līķu kauliem. DBM satur dabiskus osteoinduktīvus proteīnus, ko sauc par kaulu morfoģenētiskajiem proteīniem (BMP), kas stimulē jaunu kaulaudu veidošanos. DBM tiek piegādāts pastas, želejas, špakteles vai pulvera formātā, jo, ekstrahējot tā sastāvdaļas, ir nepieciešama plaša apstrāde. Cits materiāls parasti tiek kombinēts ar DBM, ja kaula transplantātam ir nepieciešamas strukturālas īpašības.
Koraļļu kaulu potzari ir izveidoti no jūras koraļļu eksoskeleta. Sintētiskais kaula transplantāts, kas izgatavots no koraļļiem, atgādina cilvēka kaulaudu struktūru, taču tas dabiski nesatur augšanas proteīnus. Koraļļi ir ieteicami pacientiem, kuriem tiek veikta liela rekonstruktīvā operācija, jo materiālu var iegūt lielos daudzumos un tas nodrošina spēcīgu struktūru kaulu atjaunošanai.
Kompozītu potzari ir keramikas un dedzinātā magnēzija maisījums. Apvienojot abus materiālus, transplantātam ir struktūra un augšanas proteīni, kas nepieciešami jaunu kaulaudu veidošanai. Lielākā daļa sintētisko materiālu nodrošina tikai nepieciešamo izturību vai olbaltumvielas, tāpēc saliktie potzari var efektīvi nodrošināt jaunu kaulu veidošanos un veicināt jaunu šūnu augšanu.