Sterilisation bezeichnet die vollständige Eliminierung oder Inaktivierung vermehrungsfähiger Mikroorganismen, einschließlich Bakteriensporen, auf oder in einem Werkstoff bzw. Produkt. In den Materialwissenschaften und der Medizintechnik ist sie ein zentraler Schritt zur Gewährleistung der biologischen Sicherheit von Implantaten, Allograften, Instrumenten und Einwegprodukten.

Wesentliche Sterilisationsverfahren basieren auf thermischer, chemischer oder physikalischer Einwirkung. Klassische Dampfsterilisation (Autoklavieren) nutzt gesättigten Wasserdampf bei 121–134 °C und ist hoch effizient, jedoch nur für temperatur- und feuchtebeständige Materialien (z. B. Metalle, bestimmte Keramiken, einige Polymere) geeignet. Für temperaturempfindliche Werkstoffe kommen Niedertemperatur-Sterilisationen wie Ethylenoxid-Gas, Formaldehyd-Gas, Wasserstoffperoxid-Plasma oder Niedertemperatur-Dampf-Formaldehyd zum Einsatz.

Physikalische Verfahren wie Gamma-, Elektronenstrahlen- oder Röntgenbestrahlung sind in der Industrie weit verbreitet, insbesondere für polymere Einwegprodukte und Allograften. Sie ermöglichen eine effiziente Bakterieninaktivierung in der Endverpackung, können jedoch polymerphysikalische und -chemische Veränderungen (Kettenabbau, Vernetzung, Versprödung) induzieren. Diese Effekte müssen bei der Werkstoffauswahl und -auslegung berücksichtigt werden.

Für Allograften ist die Sterilisation besonders kritisch, da neben Keimreduktion auch die Erhaltung mechanischer und biologischer Eigenschaften (z. B. Kollagenintegrität, Osteoinduktivität) gefordert ist. Validierung erfolgt über standardisierte Bioburden-Bestimmung, Nachweis des Sterilitäts-Sicherheitsniveaus (üblich: 10⁻⁶) und Bewertung materialbezogener Schädigungen. Die Wahl des Sterilisationsverfahrens ist somit stets ein Kompromiss zwischen mikrobiologischer Wirksamkeit und Erhalt der funktionalen Werkstoffeigenschaften.