Zytokine sind niedermolekulare, meist proteinbasierte Botenstoffe, die von Zellen synthetisiert und sezerniert werden, um andere Zellen über spezifische Rezeptoren zu regulieren. Sie steuern Proliferation, Differenzierung, Migration und Apoptose und sind zentral für Immunantwort, Entzündung, Wundheilung und Gewebsregeneration.

Strukturell umfassen Zytokine u.a. Interleukine, Interferone, Tumornekrosefaktoren, Chemokine und Kolonie-stimulierende Faktoren. Ihre Wirkung ist typischerweise pleiotrop (ein Zytokin – viele Effekte), redundant (mehrere Zytokine – ähnliche Effekte) und hochkontextabhängig hinsichtlich Konzentration, Rezeptorexpression und Mikroumgebung.

Für die werkstoffbezogene Biomedizin sind Zytokine insbesondere relevant, weil sie die Schnittstelle zwischen Implantatoberfläche, zellulärer Antwort und Gewebeintegration vermitteln. Materialeigenschaften wie Oberflächenchemie, Topographie und Steifigkeit modulieren die Zytokinsekretion von Immunzellen (z.B. Makrophagen) und stromalen Zellen und bestimmen damit Entzündungsintensität, Fremdkörperreaktion und Remodelling. Ein Beispiel ist das Gleichgewicht pro‑inflammatorischer Zytokine (z.B. IL‑1β, TNF‑α) gegenüber regenerationsfördernden Mediatoren (z.B. TGF‑β, IL‑10), das über Osseointegration oder Fibrosierung entscheiden kann.

In der Entwicklung bioaktiver Materialien werden Zytokine gezielt immobilisiert oder kontrolliert freigesetzt, um heilungsfördernde Mikromilieus zu erzeugen, etwa durch lokale Abgabe von Wachstumsfaktor‑ähnlichen Zytokinen. Die quantitative Erfassung von Zytokinprofilen (z.B. mittels ELISA, Multiplex‑Assays) dient als sensitiver Indikator der biologischen Verträglichkeit und funktionellen Performance von Werkstoffen.