Proliferation bezeichnet in einem werkstoffwissenschaftlich-biologischen Kontext die geregelte Vermehrung von Zellen durch Zellteilung. Sie ist ein zentraler Prozess bei Gewebebildung, Regeneration und bei der Interaktion von Zellen mit Werkstoffen, insbesondere in der Biomaterialforschung und Gewebeingenieurtechnik.

Zellproliferation auf oder in einem Werkstoff wird durch Oberflächentopographie, chemische Funktionalisierung, Steifigkeit, Benetzbarkeit und Abbauprodukte des Materials beeinflusst. So modulieren z.B. Nano‑ und Mikrostrukturen die Adhäsion und Ausbreitung von Zellen, während die mechanischen Eigenschaften (Elastizitätsmodul, viskoelastisches Verhalten) Signalwege der Mechanotransduktion aktivieren, die den Zellzyklus regulieren.

Für die Entwicklung von Implantaten, Scaffolds und beschichteten Medizinprodukten ist die Kontrolle der Proliferation entscheidend: Eine adäquate Proliferation fördert Osseointegration oder Gefäßneubildung, während übermäßige Proliferation zu Fibrose, Hyperplasie oder Tumorprogression beitragen kann. In vitro werden Proliferationsraten typischerweise über DNA‑Quantifizierung, metabolische Assays oder Ki‑67‑Färbungen bestimmt, um die Biokompatibilität und bioaktive Funktion eines Werkstoffes zu bewerten.

Im weiteren Sinne umfasst Proliferation auch die Ausbreitung von Zellen in dreidimensionalen Porennetzen von Scaffolds oder Hydrogelen. Hier sind Porengröße, Vernetzungsgrad und Degradationskinetik des Materials für die räumliche und zeitliche Dynamik der Zellproliferation maßgeblich. Die präzise Steuerung der Proliferation ist damit ein Schlüsselparameter für die Funktionalität zellbasierter Werkstoffsysteme.