Ghép xương điều trị khớp giả đến nay vẫn được áp dụng rộng rãi. Nhờ có những mảnh ghép, một quá trình liền xương sinh lý được khởi động lại, khối xương ghép liền vào với xương nhận. Nguồn xương ghép có thể là xương tự thân, xương đồng loại, xương dị loại hay xương nhân tạo. Đối với xương dị loại, do các đặc điểm về miễn dịch nên hiện nay không còn được ưa dùng [5],[49],[50]. Mảnh ghép hiệu quả và thường được sử dụng nhất là xương xốp tự thân. Do có đầy đủ các đặc tính sinh xương, cảm ứng xương và dẫn xương, không có nguy cơ lây bệnh, ít nguy cơ nhiễm khuẩn... nên mặc dù có thể gặp một số biến chứng tại nơi lấy xương , nhưng ghép xương xốp tự thân vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá các phương pháp ghép xương hoặc vật liệu thay thế xương khác. Tỷ lệ liền xương sau ghép xương xốp tự thân điều trị KG xương dài từ 87-100% [84], [108].
Phương pháp này được Lane và sau đó là Hey Groves thực hiện từ trước những năm 1900 nhưng phải đến năm 1921 Campbell mới đưa ra thuật ngữ "onlay". Mảnh xương ghép lấy từ thân xương chày được đặt lên mặt xương đã đục phẳng, bắc cầu qua ổ khớp giả và được cố định bằng chốt xương hoặc vít kim loại. Sau này có một số cải tiến của các tác giả Phemister, Forbes (không cố định bên trong, chỉ đặt miếng ghép dưới màng xương tránh phá huỷ mạch nuôi dưỡng) hoặc Boyd (ghép hai bản xương onlay hai bên). Tỷ lệ liền xương 88-90%. Tuy nhiên, mảnh xương ghép cứng không thực sự vững chắc, có thể bị gãy và luôn bị hấp thụ tạo thành khoảng trống trong quá trình thay thế dần dần bằng các tế bào xương tại chỗ [trích theo 5].
- Ghép xương kiểu "inlay":
Phương pháp này được Albee mô tả đầu tiên để điều trị KG và ổ gãy đầu trên xương chày, sau đó được mở rộng cho các vị trí xương khác. Mảnh xương ghép tự thân được lấy ngay ở phía trên và dưới ổ KG, sau đó trượt mảnh ghép trong rãnh xương vừa đục làm sao cho các mảnh ghép nằm ở ổ KG. Kỹ thuật này có ưu điểm là không phải lấy xương từ nơi khác nhưng có nhược điểm là chất lượng xương ghép không tốt bằng xương mào chậu và do phải đục ngay ở vị trí KG nên ảnh hưởng không tốt đến nguồn mạch nuôi ổ KG. Phương pháp này ngày nay ít được áp dụng và thường phối hợp với kết xương bằng nẹp vít [trích theo 5].
- Ghép xương kiểu Matti:
Năm 1929, Matti đề xuất phương pháp dùng các mẩu xương xốp vụn lấy từ đầu trên xương chày, xương mào chậu để nhồi chặt vào khe KG hay ổ khuyết xương sau khi đã lấy hết tổ chức xơ sợi chèn giữa hai đầu gãy và khoan thông ống tuỷ hai đầu [trích theo 5].
- Ghép xương bên trong bằng chốt xương nội tuỷ:
Chốt xương nội tuỷ có thể lấy từ thành một xương cứng nhưng thường sử dụng nhất là các đoạn xương mác tự thân. Ghép xương nội tuỷ có ưu điểm
là tạo cố định bên trong khá chắc và là yếu tố kích thích liền xương. Nhược điểm là việc đóng chốt xương nội tuỷ sẽ làm tổn thương hệ thống mạch nuôi xương trong ống tuỷ, làm cho sự liên kết giữa hai đầu gãy với chốt xương ghép khó khăn hơn [trích theo 5].
- Phương pháp bóc vỏ xương (Decortication):
Đây là một phương pháp kinh điển để điều trị KG, được R.Judet đề xuất vào những năm 1960, dựa trên nguyên lý tạo cầu bắc qua ổ KG bằng vỏ xương. Vỏ xương vẫn có mạch nuôi nhờ dính vào màng xương và phần mềm xung quanh có vai trò kép: tạo xương và tái khởi động quá trình liền xương của ổ KG. Đây là kỹ thuật cơ bản của điều trị KG có mở ổ gãy, thường phối hợp với kết hợp xương vững chắc. Tuy nhiên, phương pháp này không ưu thế đối với KG mất đoạn xương lớn hơn 1 cm, KG thưa xương nặng, đầu xương teo nhọn, thành xương cứng teo mỏng, ống tuỷ rộng [2],[3]. Tại việt nam một vài tác giả điều trị thành công các ổ khớp giả bằng phương pháp này, gần đây nhất Nguyễn Lâm Bình [3] điều trị cho 91 khớp giả xương đùi và xương chày không nhiễm khuẩn cho kết quả liền xương 96,7%.
- Ghép xương có cuống mạch:
Ghép xương có cuống mạch tự do rất hiệu quả để tái tạo xương đối với những trường hợp mất đoạn xương nhiều. Năm 1978, Taylor và cộng sự lần đầu tiên chuyển đoạn xương mác từ bên đối diện. Kỹ thuật này có ưu điểm không phụ thuộc vào nơi nhận, tỷ lệ liền xương cao và hiệu quả, đặc biệt có ưu thế với các khuyết hổng xương lớn. Tại Việt nam, Nguyễn Việt Tiến (2003) [13] điều trị 49 trường hợp khuyết xương phức tạp ở chi thể bằng ghép xương tự do có nối mạch nuôi với kỹ thuật vi phẫu (42 vạt xương mác, 7 vạt xương mào chậu), tỷ lệ thành công 93,8%. Thời gian phẫu thuật của phương pháp này dài hơn, cần hy sinh mạch, có thể gãy xương ghép và khuyết xương tại nơi cho, làm mất vững của xương và đòi hỏi phẫu thuật viên có kinh nghiệm.
- Ghép các vật liệu sinh học thay thế xương ghép: (Bone Graft Substitutes and/ or Osteobiologic).
Xương nhân tạo và các sản phẩm sinh học thay thế xương ghép ra đời mở ra một hướng nghiên cứu mới trong điều trị ghép xương. Có nhiều sản phẩm khác nhau, tuy nhiên chúng được chia làm 2 loại: Các vật liệu có tính dẫn xương (osteoconduction) và các vật liệu có tính cảm ứng xương (osteoinduction) với nhiều sản phẩm khác nhau được dùng trong lâm sàng. Các vật liệu này có thể ghép độc lập hoặc ghép cùng với tủy xương tự thân. Năm 1997 Chapman [32] ghép hỗn hợp ceramic hai pha (HA+ β- TCP) và tủy xương tự thân cho 144 bệnh nhân khớp giả so sánh với 117 bệnh nhân được ghép xương tự thân, theo dõi tối thiểu 24 tháng; tại thời điểm 1 năm có 140/144 (97%) bệnh nhân được ghép hỗn hợp xương nhân tạo và tủy xương tự thân đạt liền xương so với 116/117 (99%) ở nhóm còn lại. Tác giả kết luận ghép hỗn hợp Ceramic hai pha và tủy xương tự thân cho kết quả tương đương ghép xương xốp tự thân.
Gần đây, ứng dụng ghép tủy xương tự thân hoặc tế bào gốc tủy xương tự thân, được áp dụng trong điều trị khớp giả xương dài, cho kết quả khả quan; tuy nhiên cũng chỉ áp dụng được với KG xơ chặt, với các khuyết xương lớn phải phối hợp với các chất liệu khac như xương tự thân, xương đồng loại, xương nhân tạo…