Introdução: A modificação na superfície dos implantes promove um substrato bioativo capaz de favorecer a interação entre os implantes e os tecidos orais. Vesículas extracelulares (VEs) são pequenas vesículas de membrana, as quais permitem a comunicação intercelular estimulando suas funções. Objetivo: Caracterizar superfície de titânio (Ti) funcionalizada com VEs e verificar a capacidade osteogênica desta superfície in vivo. Método: VEs foram isoladas de osteoblastos (MC3T3) após 14 dias em cultura. Então, discos de Ti de 6 mm de diâmetro por 1 mm de espessura foram distribuídos nos seguintes grupos: G1– discos de Ti polidos (controle), G2– discos de Ti alcalinizados com NaOH e G3- discos de Ti alcalinizados com NaOH e funcionalizados com VEs. Foi realizada a caracterização dos discos por Espectroscopia de Infravermelho (FTIR), análise da rugosidade (Ra) por microscópio confocal e avaliação da deposição de cálcio (Ca) e fósforo (P) por Energia Dispersiva de Raio-X (EDX). Ratos Wistar foram anestesiados e submetidos à cirurgia de defeito de calvária de 6 mm, então os discos de Ti foram dispostos em cada defeito conforme os grupos (n=8/grupo) e o corante calceína injetado intramuscularmente. Após 21 dias, o corante vermelho de Alizarina foi injetado nos animais e aos 60 dias da realização da cirurgia os animais foram eutanasiados e as análises de microtomografia computadorizada e histomorfometria dinâmica realizadas. Para todas as inferências foi estabelecido um nível de significância de 5%. Resultados: A análise de FTIR mostrou picos correspondentes às proteínas (760 e 1128 cm-1), lipídios (1447 cm1) e amida I (1652 cm-1) apenas no grupo G3. Houve aumento da Ra nos grupos G2 e G3 (p<0,05), assim como a relação Ca/P foi superior a 1,67, indicando a capacidade de formação de apatita. Maior porcentagem de volume ósseo foi observado no grupo G2. Os grupos G2 e G3 apresentaram maior deposição de osso neoformado se comparado à G1. Conclusão: Superfície de Ti alcalinizadas e funcionalizadas com VEs estimulam a capacidade osteogênica.