Biomaterialien und Biomineralisation

Prof. Dr. Matthias Epple, Ruhr-Universität Bochum

"Nicht umsonst wendet sich diese Einführung nicht nur an Chemiker, sondern allgemein an Naturwissenschaftler, Mediziner und Ingenieure. Dem Leser - insbesondere dem älteren - wird beim Lesen dieses Buches deutlich, wie weit die Medizin auf andere Wissenschaften wie die Chemie angewiesen ist und wie der medizinische Fortschritt auf den Erkenntnissen der Chemie beruht. Deswegen ist das Buch lesenswert insbesondere für denjenigen, der "etwas mehr" wissen möchte als sein Arzt..."www.chemieonline.de, 06.08.2007 "Es ist dem Autor in hervorragender Weise gelungen, jeweils eine kompakte, präzise und anschauliche Einführung der Grundbegriffe zu geben um sie dann sofort für die Formulierung fundamentaler Aussagen zu verwenden, die nicht nur für Chemiker, Biologen und Mediziner unentbehrlich sind, sondern auch zum geistigen Haushalt eines jeden allgemein gebildeten Menschen gehören sollten. [...] Dieses Buch ist ein Musterbeispiel dafür, wie Naturwissenschaft im Kontext vermittelt werden kann.Praxis der Naturwissenschaften, 08/2004

• 1 Einleitung.- 2 Grundlagen der Chemie fester Stoffe.- Chemische Verbindungen.- Aggregatzustände und Kristallographie.- Polymorphie.- Löslichkeit.- Thermodynamik.- Kinetik.- Kristallisation.- 3 Wichtige analytische Methoden.- Beugungsmethoden.- Spektroskopische Methoden.- Elektronenmikroskopische Methoden.- Analytische Elektronenmikroskopie.- Thermische Analyse.- Röntgenabsorptionsspektroskopie.- 4 Mechanische Testverfahren.- Elastizität und Plastizität.- Duktilität.- Härte.- Kriechen.- Ermüdung.- Verschleiß.- 5 Biologische Testverfahren.- Kleine Zellbiologie.- 6 Stoffldassen von Biomaterialien.- Klassifizierung von Biomaterialien.- Metalle in der Medizin.- Polymere in der Medizin.- Keramiken in der Medizin.- 7 Herstellungsverfahren für Biomaterialien.- Sinterverfahren.- Pressverfahren.- Web- und Spinnverfahren.- Spritzguss.- Beschichtungsverfahren.- 8 Zwei Fallbeispiele für Biomaterialien.- Das künstliche Hüftgelenk (Hüftgelenk-Endoprothese).- Künstlicher Knochenersatz.- 9 Kontrollierte Wirkstofffreisetzung.- 10 Die wichtigsten Biomineralien.- Calciumcarbonat.- Calciumphosphate.- Kieselsäure.- Eisenoxide.- Erdalkalisulfate.- 11 Prinzipien der Bildung von Biomineralien.- Kontrolle über die Kristallkeimbildung.- Kontrolle über das Kristallwachstum.- Kristallisation in abgegrenzten Bereichen (Kompartimenten).- Bildung eines Verbundes aus anorganischem Mineral und organischer Matrix.- Zusammenfügen von einzelnen Biokristalliten zu größeren Aggregaten.- Die organische Matrix.- 12 Fallbeispiele für die Biomineralisation.- Knochen.- Zähne.- Molluskenschalen.- Schalen und Skelette von marinen Einzellern.- Korallen.- Pathologische Mineralisation.- Evolution der Biomineralisation.- 13 Anhang.- Weiterführende Literatur.