Die Verbreitung von Knochenstoffwechselstörungen wie Osteoporose und anderen Knochenerkrankungen wie Osteoarthrose nimmt aufgrund steigender Lebenserwartung in westlichen Gesellschaften erheblich zu. Auch wenn die derzeitige Osteoporosebehandlung die Knochenfragilitätszunahme verlangsamt, nehmen die Frakturversorgungen stetig zu. Auch beim altersbedingten Gelenkverschleiß steigen die Zahlen der zu implantierenden Gelenkprothesen stetig. Dies gilt ebenso für die absoluten Zahlen an erforderlichen Revisionsoperationen in der Endoprothetik. Infolge vorzeitiger Lockerungen werden diese notwendig und führen zu einer enormen Belastung der Patienten, reduzieren das Patientenwohl und üben einen erheblichen Kostendruck auf das Gesundheitssystem aus. In diesem Zusammenhang gilt es bessere, personalisierte Wirkstoffe gegen Osteoporose und innovative Oberflächenmodifikationen für künstliche Gelenkbestandteile zu entwickeln, die eine verbesserte Integration und damit Verankerung der künstlichen Gelenkbestandteile in den Knochen der Patienten ermöglichen. Dies gilt insbesondere für Patienten, die an einer Osteoporose leiden. Die Entwicklung neuer Medikamente und knochenintegrierender Oberflächenmodifikationen von Implantatwerkstoffen basiert derzeit immer noch stark auf größtenteils ungeeigneten experimentellen Tierstudien. Erhebliche, stetig zunehmende ethische Bedenken in der Gesellschaft über Sinn und Zweck dieser Studien sowie sehr eingeschränkte Ergebnisübertragbarkeiten vom Tier auf den Menschen hinsichtlich der klinischen Anwendung erhöhen den Druck alternative und prädiktive, präklinische Modelle auf der Basis humaner Zellen und Gewebe zu entwickeln. Im Zuge der 3R-Initiativen, Tierleid zu reduzieren oder bestmöglich Tierversuche zu vermeiden, besteht derzeit ein steigender Bedarf an humanen in vitro Knochenzellinteraktionsmodellen/–assays (KIAMA), die es erlauben, Wirkstoffe, Biomaterialien und Oberflächenmodifikationen mit patientenspezifischen Zellen im Hochdurchsatzformat regulationskonform ((EU) 2017/745 (MDR); IVDR 2017/746) präklinisch zu testen. Zur Problemlösung wurde in der Experimentellen Chirurgie an der Ruhr–Universität Bochum (ExpChirRUB) eine neue, bisher einzigartige und die native Knochenmatrix imitierende Oberflächenbeschichtung OsteoMimic weiterentwickelt. Die Beschichtung ermöglicht eine homogene, bioaktive Oberflächenfunktionalisierung von Substraten bzw. Probekörpern beliebiger Scaffold-Geometrie/–Topographie.