Der Begriff biologisch/biologicals umfasst in der Werkstofftechnik sowohl biologische Wirkstoffe (z.B. Proteine, Zytokine, Zellen) als auch die resultierenden biologischen Reaktionen auf implantierte oder externe Materialien. Im Fokus stehen dabei die komplexen Wechselwirkungen zwischen Werkstoffoberfläche und biologischem System, insbesondere mit Weichgeweben.

Bei der Weichteilinteraktion bestimmen Oberflächenchemie, Rauheit, Benetzbarkeit und Abbauverhalten die initiale Proteinadsorption, die Zelladhäsion und damit die weitere Gewebereaktion. Diese frühen Ereignisse modulieren die Entzündungsreaktion, die über lösliche biologische Mediatoren (Zytokine, Chemokine) und zelluläre Effektoren (Neutrophile, Makrophagen) gesteuert wird.

Eine anhaltende oder dysregulierte Entzündungsantwort kann in eine Fremdkörperreaktion übergehen, charakterisiert durch die Bildung von Fremdkörperriesenzellen und fibrotischer Kapsel. Biologischespezifische Modifikationen von Materialien (z.B. Beschichtung mit Wachstumsfaktoren, Peptiden oder antientzündlichen Wirkstoffen) zielen darauf ab, diese Reaktion zu kontrollieren und eine funktionelle Integration zu fördern.

Vaskularisierung ist ein weiterer zentraler biologischer Aspekt: Die Ausbildung eines stabilen, mikrovasculären Netzwerks in und um ein Implantat oder Gerüstmaterial ist entscheidend für die Langzeitfunktion, insbesondere bei Tissue-Engineering-Ansätzen. Hier werden biologisches wie proangiogene Faktoren oder lebende Zellen gezielt eingesetzt, um Gefäßneubildung, Nährstoffversorgung und Abbau von Abfallprodukten zu steuern.

In Summe bezeichnet biologisch/biologicals im werkstofftechnischen Kontext sowohl die eingesetzten biologisch aktiven Komponenten als auch die durch Materialien ausgelösten biologischen Antwortprozesse, deren präzise Steuerung für die Entwicklung sicherer und leistungsfähiger Medizinprodukte essenziell ist.