Introdução: O sistema de Drug Delivery representa uma abordagem para administrar doses precisas de um fármaco de forma controlada e prolongada em um local específico. A vitamina D3 (VD) é um hormônio que regula a homeostase do cálcio e é usada no tratamento e prevenção de doenças do metabolismo ósseo, demonstrando eficácia quando administrada de maneira sistêmica. Objetivo: modificar a superfície de implantes de titânio utilizando moléculas bioativas de VD para melhorar o metabolismo ósseo na região periimplantar. Método: Foram utilizados 24 ratos, distribuídos de acordo com o implante a ser instalado: 1 – Titânio grau IV (Ti); 2 – Vitamina D3 40µL (vD40) e; 3 – Vitamina D3 400µL (vD400). As superfícies dos implantes e dos discos foram caracterizadas pela técnica de Dip-coating. Posteriormente foi realizada a cirurgia de instalação de implantes na metáfise tibial desses animais e 28 dias depois realizou-se a eutanásia para realização das análises de torque de remoção e microtomografia computadorizada (Micro-Ct). Para os discos foi realizada a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os dados foram submetidos ao teste de normalidade com nível de significância de 5%. Resultados: Com relação a MEV os testes demonstraram que o grupo onde foi utilizada a maior concentração apresentou 10x mais a presença de moléculas de vitamina D em comparação ao grupo vD40. Além disso, há maior viscosidade (aderência) e morfologia da superfície vD400. No torque de remoção o grupo vD400 obteve melhores valores com diferença estatisticamente significante a superfície Ti. A análise de Micro-Ct corroborou esses achados, indicando uma melhoria na microarquitetura óssea periimplantar com vD400. Conclusão: A entrega de moléculas bioativas de vitamina D3 induz alterações na microarquitetura superficial do titânio, melhorando as características estruturais do tecido ósseo adjacente aos implantes e consequentemente aprimorando a biomecânica periimplantar.