В своей игре ... мяча мы использовали воздушный шарик. Варианты: вместо, заместо, оба варианта допустимы.

Нормативное сочетание — «вместо мяча». Вариант «заместо» не подходит для нейтральной литературной речи.

Ответ: вместо.