Após a obtenção dos resultados nos teste in vitro, deve-se realizar os testes in vivo, que é a segunda etapa para a avaliação da biocompatibilidade de um material. Os testes in vivo são realizados por meio de experimentação animal. Nesta etapa o material deve ser implantado em animais, como coelhos e ratos entre outros. Esta implantação permite avaliar a resposta do tecido hospedeiro ao implante do material e seu desempenho funcional ao longo do tempo. (ISO 10993-6).
De acordo com as normas dos órgãos de saúde, um produto só poderá ser empregado em humanos após realização de testes prévios em um modelo animal. Apesar das diferenças entre as espécies, este teste fornece dados sobre o comportamento do biomaterial em meio biológico vivo (ISO 10993-6).
Para a implantação in vivo é necessário considerar as características e o uso pretendido do biomaterial, bem como a natureza do contato com os tecidos. O biomaterial em teste deve ser representativo do modelo final em todos os aspectos (ISO 10993-6).

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