La matrice osseuse est composée principalement de collagène, qui prend la forme de chaînes de différentes tailles et dimensions. La matrice osseuse est créée à partir de divers collagènes, qui sont les protéines les plus abondantes dans le corps. Le collagène est abondant, fort et stable, ce qui le rend idéal pour créer des os ainsi que du cartilage, de la peau, des tendons et des tissus dans tout le corps.
Les os entièrement développés se composent principalement de protéines et de minéraux, et varient en taille, forme et densité. La plupart des os sont composés principalement de minéraux, tels que le calcium et le phosphate. Les parties restantes des os sont créées à partir d'eau et de collagènes matriciels, qui se forment avant le dépôt des minéraux osseux. Les collagènes qui composent la matrice osseuse varient considérablement, mais subissent un processus de synthèse avant d'être ajoutés aux os. Le processus de synthèse a lieu dans les ostéoblastes, qui sont des cellules responsables de la génération d'une nouvelle croissance osseuse. Les collagènes peuvent exister sous forme de brins longs et minces ou d'éléments étroitement enroulés et compacts. Les fibrilles sont les collagènes de la matrice osseuse les plus courants, mais d'autres protéines forment également la matrice. Selon Augusta Technical College, la matrice osseuse contient des composants inorganiques et organiques, tels que des ostéoïdes et des protéines. Ces protéines comprennent la fibronectine, l'ostéonectine, l'ostéocalcine, la thrombospondine et la matrice-gla-protéine. La fibronection est abondante et régule la différenciation des ostéoblastes tandis que l'ostéonectine régule la minéralisation. La thrombospondine inhibe les précurseurs des cellules osseuses tandis que l'ostéocalcine se lie au calcium. Enfin, la matrice-gla-protéine empêche la minéralisation et provoque la calcification des vaisseaux sanguins.