A literatura é escassa com relação ao emprego de membranas e materiais osteopreenchedores isolados ou associados, justificando a necessidade de experimentos em modelos biológicos com o objetivo de se observar a indicação precisa desses materiais em procedimentos parendodônticos. Para tanto, 48 raízes portadoras de lesão periapical de 6 cães sofreram intervenções cirúrgicas parendodônticas. Foram utilizadas brocas trefinas de 5 mm de diâmetro para a padronização das lojas cirúrgicas, após os procedimentos de apicectomia, curetagem da lesão, preparo das retrocavidades com o auxílio do ultra-som e retrobturações com MTA. A seguir, os 48 sítios foram divididos em: Grupo 1 - preenchido com coágulo sanguíneo Grupo 2 - preenchido com coágulo sanguíneo e recoberto por membrana Grupo 3 - preenchido com osso bovino Grupo 4 - preenchido com osso bovino e recoberto por membrana. Os resultados obtidos foram analisados histologicamente atribuindo-se escores de 1 a 4 aos eventos observados. Os resultados demonstraram que tanto o infiltrado inflamatório quanto o processo de reparo periapical foram semelhantes em todos os grupos. Conclui-se que o emprego de membranas e materiais osteopreenchedores isolados ou associados em procedimentos cirúrgicos parendodônticos não interferiram no processo de reparo periapical.