Biokompatibilität

Der Begriff Biokompatibilität ist vom Anwendungskontext abhängig. Er umfasst im weiteren Sinn sowohl die Verträglichkeit als auch die funktionelle Integration eines Materials in den Organismus. Benachbarte Begriffe sind:

• Bioinertheit: Keine oder minimale Wechselwirkung mit biologischem Gewebe
• Bioaktivität: Anregung eines Gewebes (z.B. Osteointegration)
• Biodegradierbarkeit: Kontrollierter Abbau eines Materials im Organismus

Eine besonders wichtige Rolle spielt die Biokompatibilität in der Implantologie. Da Implantate über einen langen Zeitraum in direktem Kontakt mit dem umgebenden Gewebe stehen, dürfen sie keine Abwehrreaktionen hervorrufen.

Körperfremde Materialien können über verschiedene Mechanismen zu einer Schädigung führen. Neben direkter Toxizität und Thrombogenität eines Materials ist das Auslösen einer zellulären und humoralen Immunreaktionen die häufigste Ursache einer Inkompatibilität. Die Immunreaktion manifestiert sich als akute und/oder chronische Entzündung. Gelingt es dem Körper nicht das Fremdmaterial zu beseitigen, kommt es zu einer Fibrosierung und Kapselbildung.

Die Ausprägung von Immunreaktionen wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Dazu zählen unter anderem:

• Chemische Materialeigenschaften
• Mechanische Eigenschaften
• Oberflächenstruktur und -rauigkeit
• Korrosion und Freisetzung von Ionen
• Abbauprodukte
• Sterilisationsverfahren
• Kontaktzeit und Implantationsort

Die Bewertung der Biokompatibilität ist Teil der Zulassung von Medizinprodukten. In Europa sind die Anforderungen durch die Medical Device Regulation (MDR) definiert. Die Prüfung der Biokompatibilität erfolgt nach der Normenreihe ISO 10993. Wichtige Testverfahren sind:

• Zytotoxizitätstests
• Sensibilisierungstests
• Irritationstests
• Systemische Toxizität
• Genotoxizität
• Implantationstests
• Hämokompatibilität

Die genaue Auswahl der Tests richtet sich nach Art und Dauer des Körperkontakts.

Beispiele für biokompatible Materialien sind:

• Titan
• Polymere
• Keramiken

Diese Materialien zeichnen sich dadurch aus, das sie chemisch inert sind, sodass sie im komplexen biochemischen Environment des Körpers keine relevanten Veränderungen erfahren.