Luuintegratsioon on nähtus, mille käigus implanteeritud materjal integreerub elava luuga, kinnitades implantaadi kindlalt oma kohale. Seda nähtust täheldati esmakordselt 20. sajandi alguses ja arstid mõistsid väga kiiresti osseointegratsiooni tagajärgi. Ainult teatud materjalid võivad läbida osseointegratsiooni, kusjuures titaan on üks populaarsemaid valikuid protseduuride puhul, mille eesmärk on luuintegratsioon. Teiste materjalide puhul ei saa kude implantaadi sisse ega ümber kasvada ning see ei kinnitu.
Selle protsessi käigus asetab implantaadi operatsiooni ajal ettevaatlikult luusse ortopeediline kirurg, kes on implantaadi patsiendile paigaldanud, võttes arvesse patsiendi vajadusi ja vaadates röntgenipilte, et kinnitada implantaadi suurust ja paigutust. Mitme kuu jooksul hakkab luu implantaadi sisse kasvama, kinnitades implantaadi oma kohale. Kui implantaat on paigaldatud ja luu on sellesse hakanud kasvama, on seda võimatu eemaldada ilma luud kahjustamata ja see on võimeline kandma raskust.
Üks ilmselgeid osseointegratsiooni kasutusviise on hambaimplantaatide paigaldamine. Implantaati saab lõualuusse osseointegreerida, võimaldades hambaarstil paigaldada hamba implantaadile. Seda implantatsioonitehnikat saavad kasutada nii kosmeetiline hambaravi kui ka rekonstruktiivne hambaravi. Protseduuri saab kasutada ka proteeside, näiteks jäsemete, nina ja kõrvade proteeside ankrute loomiseks. Proteese saab stabiilsemalt ja turvalisemalt kinnitada luude integreeritud ankrutega, mis parandab patsiendi mugavust ja funktsionaalsust.
Proteetiliste jäsemete (nt käte ja jalgade) puhul on luuintegratsioonil tohutu potentsiaal. Üks suuremaid probleeme proteesimise kinnitamisel on selliste tehnikate leidmine, mis kinnitaksid implantaadi kindlalt kehale ilma valu tekitamata või liikumisvabadust piiramata. Valed kinnitused võivad muuta jäsemeproteesi suures osas kasutuks, kuna see ei talu raskust. Osteointegreeritud proteesidega saab neid probleeme lahendada. Tavaliselt kulub umbes kuus kuud, enne kui implantaat edukalt luusse kinnitub, siis võib alata proteesi paigaldamine.
Tugevalt murtud luude parandamiseks kasutatavad vardad võivad olla ka osseointegreeritud. Nende protseduuride puhul stabiliseerib varras luu paranemise ajal ning lisab ka tuge ja struktuuri, et kaitsta luud tulevikus uuesti purunemise eest. Paranemise edenemist saab hinnata kohast röntgenikiirte ja meditsiiniliste pildiuuringutega, et kinnitada, et luu kasvab implantaadi sisse ja et luu kasvab ühtlaselt.