O propósito deste estudo foi avaliar a influência do aspirado de medula óssea (AMO), da terapia com laser em baixa intensidade (LLLT) ou da combinação de ambos no reparo ósseo de defeitos de tamanho crítico (DTC) criados cirurgicamente em calvárias de ratos. 40 ratos foram divididos em 4 grupos: C (controle), AMO, LLLT e AMO/LLLT. Um DTC de 5 mm de diâmetro foi criado na calvária de cada animal. No Grupo C, o defeito foi preenchido com coágulo sanguíneo somente. No Grupo AMO, o defeito foi preenchido com AMO. Nos grupos LLLT e AMO/LLLT, o defeito recebeu aplicação da LLLT (InGaAlP laser), foi preenchido com coágulo sanguíneo e AMO, respectivamente, e recebeu novamente a aplicação da LLLT. Todos os animais foram submetidos à eutanásia aos 30 dias pós-operatórios. Cortes histológicos de 6 μm de espessura foram obtidos e submetidos ao método da imunoperoxidase indireta para detecção da proteína osteocalcina (OCN). Células OCN-positivas foram quantificadas. Os dados foram analisados estatisticamente (ANOVA, Tukey, p<0,05). O Grupo AMO apresentou número de células OCN-positivas significativamente maior que o Grupo C. O Grupo AMO/LLLT apresentou número de células OCN-positivas significativamente maior que os grupos C, AMO e LLLT. Dentro dos limites deste estudo, pode-se concluir que o AMO, sozinho ou combinado à LLLT, acelerou a osteogênese em DTC criados cirurgicamente em calvária de ratos.