Zytotoxizität bezeichnet die Fähigkeit einer Substanz, eines Werkstoffs oder seiner Abbauprodukte, Zellen zu schädigen oder abzutöten. In der Werkstoffforschung ist sie ein zentrales Kriterium für die biologische Bewertung von Biomaterialien, Medizinprodukten, Beschichtungen und Partikeln (z.B. Nanopartikeln), die mit Gewebe oder Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen.

Experimentell wird Zytotoxizität überwiegend in vitro untersucht, typischerweise unter Verwendung etablierter Zelllinien. Man unterscheidet direkte Tests (Zellen wachsen in Kontakt mit dem Werkstoff oder seiner Oberfläche) und indirekte Tests (Zellen werden mit Eluaten aus dem Material exponiert). Standardisierte Protokolle, etwa nach ISO 10993‑5, definieren Zelltypen, Extraktionsbedingungen und Auswertungskriterien.

Die Quantifizierung erfolgt über Zellviabilität, Proliferation oder metabolische Aktivität, z.B. mittels MTT-, XTT-, WST-, LDH‑Freisetzungs- oder Live/Dead-Assays. Ergänzend werden morphologische Veränderungen (Mikroskopie), Apoptose-/Nekrosemarker und oxidative Stressparameter herangezogen. Die Ergebnisse werden häufig als relative Zellviabilität gegenüber einer Negativkontrolle angegeben.

Werkstoffbezogene Einflussfaktoren umfassen chemische Zusammensetzung, Freisetzungsrate von Ionen oder organischen Komponenten, Oberflächenchemie, Rauheit, Topographie sowie Partikelgröße und -form. Zum Beispiel können korrodierende Metalle oder abbauende Polymere lokal toxische Konzentrationen freisetzen. Umgekehrt können gezielt zytotoxische Materialien (z.B. Arzneistoff-freisetzende Beschichtungen) therapeutisch genutzt werden.

Die Bewertung der Zytotoxizität ist integraler Bestandteil der Risikoanalyse und Präklinik; sie muss stets im Kontext weiterer biologischer Endpunkte (Genotoxizität, Sensibilisierung, systemische Toxizität) und der vorgesehenen klinischen Anwendung interpretiert werden.