تقریبا دو میلیون بیمار در سال در سراسر جهان دچار مشکلات و نقائص استخوانی می‌شوند که پروسۀ جراحی استخوان را به منظور ترمیم عیوب استخوانیِ ناشی از بیماری‌ها و آسیب‌ها متحمل می‌شوند. مواد سنتزی و بیولوژیک متفاوتی به منظور استفاده در کاربردهای ترمیمی استخوان وجود دارند که از مهم‌ترین و پرکاربردی‌ترین آن‌ها می‌توان به سیمان‌های استخوانی اشاره کرد. پلی متیل متاکریلات  (PMMA )، که معمولاً به‌عنوانِ سیمان استخوان شناخته شده است، به‌طور گسترده‌ای برای تثبیت پروتز در جراحی‌های مختلف ارتوپدی و تروما استفاده می‌شود.

مشکلات عمدۀ این ماده به‌عنوانِ سیمان استخوان، دمای پلیمریزاسیون بالا که می‌تواند موجب نکروز بافتی شود، عدم تطابق خواص مکانیکی با استخوان قشری و نیز عدم توانایی برقراری پیوند با بافت استخوان و شل‌شدگی با گذر زمان است. سیمان استخوان PMMA از دو قسمت مایع مونومر و پودر پلیمر تشکیل شده است که بخش مایع شامل مونومر متیل متاکریلات و شتاب‌دهندۀ واکنش یعنی ان و ان دی متیل پارا تولوئیدن و قسمت پودری حاوی 10% میکروذرات باریم سولفات به‌عنوانِ رادیواپسیفر است. ایدۀ حاضر تغییر در ترکیب شیمیایی سیمان‌های رایج را به‌منظور کاهش دمای پلیمریزاسیون، افزایش استحکام و ایجاد زیست‌فعالی و پیوند با بافت استخوان پیشنهاد می‌کند.

برای این منظور ابتدا نانوذرات سرامیکی زیست‌فعال از طریق فرایند سل-ژل سنتز شده و در فرایند سنتز پودر PMMA از طریق پلیمریزاسیون افزایشی، نانوذرات زیست‌فعال با خواص مکانیکی مناسب جایگزین ذرات باریم سولفات می‌شود. این کار علاوه بر کاهش خطر نکروز بافتی می‌تواند به‌دلیلِ پیوند مستقیم بین سیمان با استخوان، طول عمر پروتز تثبیت‌شده با سیمان را افزایش دهد. از طرفی با کاهش نیاز به جراحی مجدد (Revision)، راحتی و آسایش بیمار حاصل شده و هزینه‌های سنگین خدمات بهداشتی درمانی نیز کاهش می‌یابد.