אוסיאואינטגרציה

Osseointegration (מלטינית: osseus – גרמי ו-integrare – לעשות שלם) הוא הקשר המבני והתפקודי הישיר בין עצם חיה לבין פני השטח של שתל מלאכותי נושא עומס ("נושא עומס" כפי שהוגדר על ידי Albrektsson וחב' ב־1981). הגדרה עדכנית יותר (מאת שרדר וחב') מגדירה אוסאואינטגרציה כ"אנקילוזיס פונקציונלי (דבקות עצם)", כאשר עצם חדשה מונחת ישירות על משטח השתל והשתל מפגין יציבות מכנית (כלומר, עמידות בפני חוסר יציבות על ידי ערבול מכני או כוחות גזירה). Osseointegration שיפר את המדע של טכניקות רפואיות להחלפת עצמות ומפרקים, כמו גם השתלות שיניים ושיפור תותבות עבור קטועי גפיים.^{[דרוש מקור]}

Osseointegration מוגדר גם כ: "יצירת ממשק ישיר בין שתל לעצם, ללא רקמה רכה מתערבת".

שתל אוסטאואינטגרציה הוא סוג של שתל המוגדר כ"שתל אנדוסטאלי המכיל נקבוביות שלתוכם יכולים לנדוד אוסטאובלסטים ורקמת חיבור תומכת".^[1] מיושם על השתלות הפה, זה מתייחס לעצם שגדלה עד משטח השתל ללא שכבת רקמה רכה מרוחקת. אין רקמת צלקת, סחוס או סיבי רצועה בין העצם למשטח השתל. ניתן לאמת במיקרוסקופ את המגע הישיר של העצם ומשטח השתל.

אוסיאואינטגרציה עשויה להיות מוגדרת גם כ:

• אינטגרציה אוסווית, התקשרות או חיבור ישיר לכאורה של רקמת עצם לחומר אלופלסטי אינרטי ללא רקמת חיבור מתערבת.
• התהליך וחיבור ישיר לכאורה של משטח החומר האנדוגני ורקמות העצם המארחת ללא רקמת חיבור מתערבת.
• הממשק בין חומר אלופלסטי לעצם.

אוסיאואינטגרציה נצפתה לראשונה – אם כי לא נאמרה במפורש – על ידי Bothe, Beaton ודבנפורט בשנת 1940.^[2][3] Bothe et al. היו החוקרים הראשונים שהשתלו טיטניום בבעל חיים וציינו כיצד הוא נוטה להתמזג עם עצם.^[2][3] Bothe et al. דיווח כי בשל האופי היסודי של הטיטניום, חוזקו וקשיותו, היה לו פוטנציאל גדול לשמש כחומר תותב עתידי.^[2][3] גוטליב לוונטל תיאר מאוחר יותר את האוסאואינטגרציה ב-1951.^[2][4] לוונטל הניח ברגים מטיטניום בירכיים של חולדה ואמר, "בסוף 6 שבועות, הברגים היו מעט יותר מהודקים מאשר כשהם הוכנסו במקור; לאחר 12 שבועות, הברגים היו קשים יותר להסרה; ובתום 16 שבועות, הברגים היו כה הדוקים שבדגימה אחת עצם הירך נשברה כאשר נעשה ניסיון להסיר את הבורג. בדיקות מיקרוסקופיות של מבנה העצם לא גילו תגובה לשתלים. נראה שהטרבקולציה תקינה לחלוטין."^[2][4] התגובות שתוארו על ידי Leventhal ו Bothe et al. מאוחר יותר ייטבע במונח "אוסאואינטגרציה" על ידי Per-Ingvar Brånemark משוודיה. בשנת 1952, Brånemark ערך ניסוי שבו השתמש בתא השתלת טיטניום כדי לחקור את זרימת הדם בעצם הארנב. בסוף הניסוי, כשהגיע הזמן להסיר את תאי הטיטניום מהעצם, הוא גילה שהעצם השתלבה כל כך עם השתל עד שלא ניתן היה להסיר את החדר. Brånemark כינה זאת "אוסאואינטגרציה", וכמו Bothe et al. ולונטל לפניו, ראה את האפשרויות לשימוש אנושי.^[2][3][4]

ברפואת השיניים היישום של אוסאואינטגרציה החל באמצע שנות ה-60 כתוצאה מעבודתו של ברנמרק.^[5] בשנת 1965 בראנמרק, שהיה באותה עת פרופסור לאנטומיה באוניברסיטת גטבורג, הכניס שתלים דנטליים לחולה האנושי הראשון – Gösta Larsson. לחולה זה היה פגם בחך שסוע והיה זקוק להשתלים כדי לתמוך במחסום חיך. Gösta Larsson מת בשנת 2005, כשהשתלים המקוריים עדיין נמצאים במקומם לאחר 40 שנות תפקוד.

באמצע שנות ה-70 נכנסה בראנמרק לשותפות מסחרית עם חברת ההגנה השוודית בופורס לייצור שתלים דנטליים והמכשור הנדרש להצבתם. בסופו של דבר נוצרה שלוחה של בופורס, נובל פארמה, כדי להתרכז בקו המוצרים הזה. נובל פארמה הפכה לאחר מכן ל- Nobel Biocare.

Brånemark בילה כמעט 30 שנה במאבק בקהילה המדעית על קבלת האוסאואינטגרציה כטיפול בר-קיימא. בשוודיה לעג לו לעיתים קרובות בגלוי בכנסים מדעיים. האוניברסיטה שלו הפסיקה לממן את המחקר שלו, ואילצה אותו לפתוח מרפאה פרטית כדי להמשיך לטפל בחולים. בסופו של דבר, זן מתפתח של אקדמאים צעירים החל להבחין בעבודה הנעשית בשוודיה. ג'ורג' זארב מטורונטו, פרוסטודנט קנדי יליד מלטז, היה גורם מרכזי בהבאת מושג האוסאואינטגרציה לעולם הרחב. ועידת טורונטו 1983 נחשבת בדרך כלל לנקודת המפנה, כאשר לבסוף הקהילה המדעית העולמית קיבלה את עבודתו של בראנמרק. אוסיאואינטגרציה היא שיטת טיפול צפויה ושכיחה ביותר. מאז 2010, פרופסור מונג'ד אל מודריס בסידני, אוסטרליה, השתמש בשתל טיטניום בעל חוזק מתיחה גבוה עם משטח מרוסס בפלזמה כתותב תוך-מדולרי המוחדר לשאריות העצם של קטועי גפיים ולאחר מכן מתחבר דרך פתח בעור לתותבת גפה רובוטית. זה מאפשר לקטועי רגליים להתגייס עם יותר נוחות ופחות צריכת אנרגיה. אל מודריס גם פרסם את הסדרה הראשונה של שילוב של תותבת אוסאואינטגרציה עם החלפת מפרקים המאפשרת לקטועים מתחת לברך עם דלקת מפרקים בברך או עצם שארית קצרה ללכת ללא צורך בתותב שקע.^[6]

ב-7 בדצמבר 2015, שני יוצאי מבצע חופש עיראק/מבצע חופש מתמשך, בראיינט ג'ייקובס ואד סלאו, הפכו לראשונים באמריקה שקיבלו תותבת משולבת אוסאואוטנית.^[7] בשלב הראשון, רופאים בבית החולים לענייני ותיקים של סולט לייק הטמיעו חתך טיטניום בעצם הירך של כל חולה. כשישה שבועות לאחר מכן, הם חזרו וחיברו את מנגנון העגינה לתותבת.^{[דרוש מקור]}

בשנת 2021 פרסם פרופסור אל מודריס עבודת גמר לדרישות לדוקטור למדעי הרפואה, הדנה באינטגרציה של קטועי גפיים: עבר, הווה ועתיד – "מדע בסיסי, חידושים בטכניקה כירורגית, עיצוב שתלים ואסטרטגיות שיקום".^[8]

Osseointegration הוא תהליך דינמי שבו מאפייני השתל (כלומר מאקרוגיאומטריה, תכונות פני השטח וכו') ממלאים תפקיד בוויסות התנהגות מולקולרית ותאית.^[9] בעוד שאוסאואינטגרציה נצפתה באמצעות חומרים שונים, הוא משמש לרוב לתיאור התגובה של רקמות העצם לטיטניום, או טיטניום המצופה בנגזרות של סידן פוספט.^[10] בעבר חשבו ששתלי טיטניום נשמרים בעצם באמצעות פעולת ייצוב מכני או התקשרות פנים. לחלופין, שתלים מצופים סידן פוספט נחשבו מיוצבים באמצעות קשר כימי. ידוע שגם שתלים מצופים סידן פוספט וגם שתלי טיטניום מיוצבים בצורה כימית עם העצם, או באמצעות מגע ישיר בין אטומי סידן וטיטניום, או על ידי התקשרות לשכבה דמוית קו צמנט בממשק השתל/עצם.^[11][12] אמנם ישנם כמה הבדלים (למשל כמו היעדר אבות כונדרוגניים), אוסאואינטגרציה מתרחשת באמצעות אותם מנגנונים כמו ריפוי שברים בעצמות.^[13][14]