W 1965 roku na uniwersytecie w Göteborgu (Szwecja) profesor Per-Ingvar Brånemark wraz z zespołem naukowców przeprowadzał rożnego rodzaju badania, które doprowadziły do wynalezienia zjawiska osteointegracji (połączenie pomiędzy żywą kością i powierzchnią wszczepu).
Badania Brånemarka polegały na zbadaniu takich cech, jak odbudowa i regeneracja kości po urazie, a niezwykłe zjawisko osteointegracji (od łacińskiego os – kość) zostało odkryto zupełnie przez przypadek. W oparciu o zjawisko, profesor dowiedział się o obojętności tytanu, a kolejne badania doprowadziły do powstania nowej, teraz bardzo popularnej dziedziny stomatologii – implantologii.

Pierwsze badania naukowe

Na początku, profesor Brånemark nie zamierzał rozwijać badania, dotyczące wszczepiania tytanu w kość, ponieważ interesował się rozrodczością i zachowaniem komórek krwi in vivo. Teza jego pracy doktorskiej była oparta na analizie dopływu krwi do kości i szpiku kostnego, ponieważ w tym czasie nie było wystarczająco dużo informacji na temat rozmnażania się komórek krwi. Brånemark chciał badać regenerację tkanki kostnej, interakcje między kością, szpikiem kostnym i krwią i opisywać procesy, zachodzące w szpiku kostnym po urazie. Aby wykonać to zadanie, profesor przeprowadził szereg eksperymentów, w których używano małą kamerę optyczną, która była zainstalowana w kość piszczelową królika. To był pierwszy krok w kierunku wynalezienia osteointegracji.

Kamera optyczna była zbudowana z tytanu. Ten pierwiastek metaliczny został wynaleziony w 1791 roku, ale jego czystą postać otrzymano ponad 100 lat później. Jego produkcja handlowa wymagała rozwoju nowych metod obróbki w celu osiągnięcia takiej struktury powierzchni, którą będzie można zainstalować w żywą tkankę kostną. Tytan ma wysoką odporność chemiczną – jest odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i większość kwasów organicznych, chloru gazowego oraz roztworów zasadowych czy morskiej wody i jest bardzo odporny na korozję – prawie jak platyna. Dzięki tym właściwościom czysty tytan stał się idealnym metalem eksperymentów Brånemarka. Ponadto, ten metal był zalecany przez chirurga ortopeda, który badał różne metale, używane w protezach. Brånemark otrzymał próbki czystego tytanu, wyprodukowanego w Jernverk Avesta i rozpoczął swoje badania, stosując kamery z tytanu.

Podczas wprowadzania kamery tytanowej w kość królika, Brånemark starał się robić to bardzo delikatnie, żeby minimalnie uszkodzić tkankę kostną. Profesor uważał, że kość ma ograniczoną zdolność uzdrawiania i powinna być traktowana jak inne delikatne tkanki organizmu(np. mozg). Po kilku miesiącach eksperymentów Brånemarka okazało się, że regeneracja kości jest interaktywną funkcją kości i szpiku kostnego. Z drugiej strony profesor ze smutkiem zwrócił uwagę, że kamera umieszczona w kości królika, stała się integralną częścią struktury kostnej i nie mogła być ponownie użyta, co poniesie za sobą dodatkowe koszty.

Pierwszy Pacjent

Kilka lat później, Brånemark wynalazł i opisał podstawowe zasady całkowitego połączenia z kością: wysoka precyzyjność komponentów, minimalny uraz kości, składniki muszą być całkowicie sterylne, aby uniknąć zakażenia. Następnym krokiem było zbadanie właściwości biofizycznych tytanu, dla jego wykorzystania w celach medycznych. Uzyskanie znaczących wyników wymagało przeprowadzenia badań klinicznych na ochotnikach. Pierwotnie planowano pracować z obrażeniami w stawach kolanowym i udowym po wypadkach samochodowych. Szczęśliwie to się zmieniło i badania objęły wyrostki zębodołowe szczeki i żuchwy. Pierwszym pacjentem został Gösta Larsson, który miał problemy z zębami przez długi czas. Kiedy odwiedzał kolejny raz swojego dentystę przypadkowo usłyszał o badaniach przeprowadzanych na Uniwersytecie w Göteborgu i postanowił zostać ochotnikiem. Pan Larsson stracił wszystkie zęby żuchwy w wieku 34 lat, miał rozszczep podniebienia, zdeformowaną wargę górną i podbródek, miał ciągle bóle i znaczne trudności z jedzeniem i mówieniem. Pan Gösta już pogodził się ze swoim losem, aż usłyszał o nowych badaniach. Pomimo faktu, że technologia wykorzystywana przez Brånemarka i jego kolegów nie została przyjęta przez większość szczękowo-twarzowych chirurgów i traumatologów, leczenie pana Gösta Larsson było udane. Temu pacjentowi zainstalowano 4 implanty dla fiksacji dolnej protezy.

Po zabiegu, Larsson mógł żuć, jeść i mówić i żył z tą proteza pełnym życiem aż do śmierci w 2006 roku. To było pierwszym krokiem do wynalezienia zupełnie nowej dziedziny stomatologii – implantologii. Jednak wrogowie nastawienie stomatologicznego społeczeństwa szwedzkiego do Brånemarka (per Ingvar Brånemark z wyksztalcenia nie był dentystą) utrudniało rozwój implantologii. Osobiste i zawodowe ataki na Brånemarka, zmusiły go, z wielka ostrożnością badać i wdrażać w praktykę zjawisko osteointegracji.

Rozprzestrzenianie na świecie

Kiedy George Zarb – jeden z najwybitniejszych naukowców tamtego czasu (Uniwersytet w Toronto, Kanada), dowiedział się o badaniach, prowadzonych przez Brånemarka, natychmiast udał się do Göteborga, gdzie spędził sześć miesięcy przekonując Brånemarka do dzielenia się wynikami swoich badań ze światem. George Zarb i jego zespól byli pierwszymi naukowcami, którzy prowadzili badania poza Szwecją równolegle z Brånemarkiem. W celu przyspieszenia upowszechniania koncepcji osteointegracji w 1982 roku w Toronto (Kanada), na podstawie jednej z klinik dentystycznych, przy wsparciu uniwersytetów w Toronto i Göteborgu, odbyła się konferencja na temat osteointegracji. Pan Zarb osobiście napisał zaproszenia dla wielu znanych badaczy i naukowców.

Większość dentystów uczestniczyła w konferencji tylko ze względu na zaproszenie profesora Zarba i później powiedzieli, że oni nie spodziewali się, że nowa technologia będzie lepsza od wszystkich poprzednich prób. Pomimo 15 lat badań klinicznych, nie tylko w Szwecji, Brånemark stresował się, czy Towarzystwo Stomatologiczne doceni jego prezentacje; Jednak pod koniec konferencji, badania były wysoko ocenione, a w następnych latach, wielu uczestników konferencji zaczęli pracować w zespole Brånemarka.

Artykuł opiera się na książce Elaine Williams-McClarence: Close to the Edge – Brånemark and the development of Osseointegration (2003).