Bioengineering beschreibt die systematische Anwendung ingenieurwissenschaftlicher Prinzipien auf biologische Systeme mit dem Ziel, deren Funktionen zu verstehen, zu modifizieren oder technisch zu nutzen. Im Kontext der Werkstoffwissenschaft fokussiert Bioengineering insbesondere auf die Entwicklung, Charakterisierung und gezielte Anpassung von Biomaterialien, die mit Zellen, Geweben und Organen kontrolliert interagieren.

Zentrale Fragestellungen betreffen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen biologisch inspirierter oder bioaktiver Werkstoffe, etwa Polymere, Keramiken, Metalle und Verbundsysteme für Implantate, Tissue Engineering oder Wirkstofffreisetzung. Mechanische Eigenschaften (z.B. Elastizität, Ermüdungsverhalten), chemische Oberflächenfunktionalisierung und biologische Antwort (Adhäsion, Proliferation, Immunreaktion) müssen präzise aufeinander abgestimmt werden.

Im Herz-Bioengineering werden diese Konzepte auf kardiovaskuläre Anwendungen übertragen, z.B. bioresorbierbare Stents, Herzklappenersatz oder kardiale Gewebegerüste. Hier sind anisotrope mechanische Eigenschaften, Hämokompatibilität sowie die Steuerung von Zellintegration und vaskulärer Remodellierung entscheidend.

Moderne Bioengineering-Ansätze kombinieren experimentelle Werkstoffcharakterisierung mit multiphysikalischer Modellierung und Methoden der Synthetischen Biologie. Dies erlaubt eine rationalere Werkstoffauslegung, bei der biologische Signale (Liganden, Degradationsprodukte, mechanische Stimuli) als gestaltbare Designparameter verstanden werden. Damit bildet Bioengineering eine Schnittstelle zwischen klassischer Werkstofftechnik, Biologie und Medizin und treibt die Entwicklung funktionalisierter, patientenspezifischer Biomaterialsysteme voran.