Es gibt keine direkte medizinische Definition für "Materialprüfung", da dies eher ein Begriff aus der Materialwissenschaft und dem Ingenieurwesen ist. Im Kontext der Medizin bezieht sich "Materialprüfung" jedoch auf die Untersuchung und Analyse von Materialien, die in medizinischen Geräten, Implantaten oder anderen medizinischen Anwendungen verwendet werden, um ihre Eigenschaften, Leistung und Sicherheit zu bewerten.

Dies kann beispielsweise die Prüfung der Biokompatibilität von Materialien umfassen, um sicherzustellen, dass sie sicher in Kontakt mit menschlichem Gewebe oder Körperflüssigkeiten verwendet werden können, sowie die Prüfung ihrer mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Härte und Bruchdehnung.

Die Materialprüfung ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung und Herstellung von Medizinprodukten, um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Leistungs- und Sicherheitsstandards entsprechen und die Patientensicherheit gewährleisten.

Es gibt keine spezifische medizinische Definition des Begriffs "Nanostrukturen". Im Allgemeinen bezieht sich Nanostruktur auf Objekte oder Strukturen, die kleiner als 100 Nanometer (nm) sind. Ein Nanometer ist ein Billionstel eines Meters (10-9 m). Der Begriff "Nano" kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Zwerg".

In der Medizin und Biologie können Nanostrukturen natürlich vorkommen, wie beispielsweise in Zellorganellen oder Proteinen. Es gibt auch künstliche Nanostrukturen, die für medizinische Anwendungen entwickelt wurden, wie zum Beispiel nanopartikelbasierte Medikamente oder diagnostische Werkzeuge. Diese Nanostrukturen werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften und Vorteile gegenüber größeren Materialien untersucht, einschließlich ihrer Fähigkeit, in den Körper einzudringen und gezielt an bestimmte Zellen oder Gewebe zu binden.

Gewebeverträgliche Materialien, auch bekannt als biokompatible Materialien, sind Substanzen, die bei Kontakt mit lebendem Gewebe keine schädlichen oder abstoßenden Reaktionen hervorrufen. Sie werden in der Medizin und Zahnmedizin für verschiedene Anwendungen wie Implantate, Prothesen, Wundauflagen und medizinische Instrumente verwendet.

Die Biokompatibilität eines Materials wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, einschließlich seiner chemischen Zusammensetzung, Oberflächenstruktur, Form und Größe. Ein gewebeverträgliches Material sollte in der Lage sein, sich mit dem umgebenden Gewebe zu verbinden oder eine Schicht aus körpereigenem Gewebe darauf zu bilden, was als Osseointegration bei Implantaten bekannt ist.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Biokompatibilität eines Materials nicht nur auf seine chemische Zusammensetzung beschränkt ist, sondern auch von der Art und Weise abhängt, wie es in den Körper eingebracht wird. Daher müssen gewebeverträgliche Materialien sorgfältig ausgewählt und getestet werden, um sicherzustellen, dass sie für ihre beabsichtigte Anwendung geeignet sind.

In der Medizin und Biochemie wird der Begriff Adsorption manchmal in Bezug auf die Aufnahme von Molekülen oder Atomen auf die Oberfläche eines Adsorbens verwendet. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem Moleküle oder Ionen an eine Grenzfläche binden und dort eine Schicht bilden. Dies kann beispielsweise bei der Entgiftung von Blut durch Adsorber in Dialysegeräten oder bei der Anwendung von Aktivkohle zur Beseitigung von Giftstoffen im Körper auftreten.

Es ist wichtig, Adsorption von Absorption zu unterscheiden, bei der Substanzen vollständig in ein Medium eingebracht werden, anstatt nur an seine Oberfläche zu binden.

Chitosan ist in der Medizin nicht als Arzneimittel oder Wirkstoff zugelassen, sondern wird hauptsächlich in der Medizinprodukteherstellung eingesetzt. Es handelt sich um einen Polysaccharid-Biopolymer, der durch partielle Déacetylation von Chitin gewonnen wird. Chitosan ist unlöslich in Wasser und organischen Säuren, aber löslich in verdünnten Mineralsäuren und organischen Basen.

In der Medizinprodukteherstellung findet Chitosan Anwendung aufgrund seiner biokompatiblen, biofunktionalen und biodegradablen Eigenschaften. Es wird häufig als Wundauflage, Hydrogel, Tablettenmatrix oder Trägersubstanz für Medikamente eingesetzt. Chitosan zeigt antibakterielle, antimykotische und blutstillende Eigenschaften, die seine Anwendung in der Wundheilung fördern. Zudem kann es zur Gewebeverstärkung und -regeneration beitragen.

In der Pharmazie wird Chitosan als Absorptionsverstärker für orale Medikamente, transdermale Pflaster oder Injektionslösungen verwendet. Es kann die Bioverfügbarkeit von Arzneistoffen erhöhen und eine kontrollierte Freisetzung ermöglichen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Chitosan kein genehmigter Wirkstoff in Medikamenten ist und seine Anwendung auf medizinische Produkte beschränkt bleibt.

In der Medizin bezieht sich "Adhesiveness" auf die Fähigkeit von zwei Oberflächen, aneinander zu haften oder zu kleben. Dieser Begriff wird oft in Verbindung mit medizinischen Materialien und Geweben verwendet. Zum Beispiel können manche Wundauflagen oder Hautpflaster beschrieben werden als "hochadhäsiv", was bedeutet, dass sie stark an der Haut haften und entfernt werden müssen. Im Gegensatz dazu können sich Narbengewebe oder Entzündungsreaktionen durch Adhäsionsbildung zwischen Organen oder Gewebeschichten auszeichnen, was zu Funktionseinschränkungen führen kann.

Methacrylate sind eine Gruppe von chemischen Verbindungen, die zu den Esteren der Methacrylsäure gehören. Es handelt sich dabei um wichtige Monomere in der Synthese verschiedener Kunststoffe und Harze. In der Medizin werden Methacrylate vor allem in Zahnersatzmaterialien, Knochenzementen und Hautklebern eingesetzt. Ein bekanntes Beispiel ist Methylmethacrylat (MMA), das als Acrylglas oder Plexiglas gehandelt wird. Es kann allergische Reaktionen hervorrufen und steht im Verdacht, krebserregend zu sein. Deshalb wird es in einigen Anwendungen durch weniger bedenkliche Methacrylate ersetzt.

Rasteratomkraftmikroskopie (AFM) ist ein hochauflösendes Oberflächenanalyseverfahren, das auf der Wechselwirkung zwischen einer atomar scharfen Spitze und der Probenoberfläche basiert. Die Spitze ist an einem flexiblen Hebel befestigt und wird über die Probe bewegt, wobei die Kraft zwischen Spitze und Probe kontinuierlich gemessen und in ein topografisches Bild umgewandelt wird. AFM ermöglicht es, Oberflächenstrukturen im atomaren Maßstab mit einer lateralen Auflösung von wenigen Ångström und einer vertikalen Auflösung von 0,1 Ångström zu visualisieren. Es kann in verschiedenen Modi durchgeführt werden, z. B. Kontakt-AFM, dynamische AFM und Spitzengeschwindigkeits-AFM, die für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind, wie z.B. biologische Proben, Polymere, elektronische Materialien und Nanostrukturen.

Hydrophobic interactions and hydrophilic interactions are fundamental concepts in the field of biochemistry and pharmacology, particularly in understanding the behavior of molecules in aqueous environments, such as those found within biological systems.

Hydrophobic interaction refers to the tendency of non-polar molecules or groups to repel water and other polar solvents. Non-polar molecules, such as hydrocarbons, have no permanent dipole moment and are therefore unable to form strong ionic or hydrogen bonds with water molecules. As a result, these molecules tend to aggregate in aqueous solutions, forming micelles or other structures that minimize their contact with the solvent. This behavior is driven by the increase in entropy of the system as a whole, as the water molecules surrounding the non-polar solutes become more ordered and release energy when they are able to form hydrogen bonds with each other instead.

Hydrophilic interaction, on the other hand, refers to the attraction between polar or charged molecules and water or other polar solvents. Polar molecules have a permanent dipole moment and can form strong ionic or hydrogen bonds with water molecules, leading to their solubility in aqueous solutions. Hydrophilic interactions can also occur between two polar molecules that are able to form ionic or hydrogen bonds with each other, such as in the case of salt bridges between oppositely charged amino acid side chains in proteins.

Both hydrophobic and hydrophilic interactions play crucial roles in many biological processes, including protein folding, enzyme function, and drug binding. Understanding these interactions can help researchers design more effective drugs, optimize biotechnological processes, and gain insights into the fundamental principles that govern the behavior of molecules in aqueous environments.

Rasterelektronenmikroskopie (REM, oder englisch SEM für Scanning Electron Microscopy) ist ein bildgebendes Verfahren der Elektronenmikroskopie. Dabei werden Proben mit einem focused electron beam abgerastert, und die zur Probe zurückgestreuten Elektronen (engl. secondary electrons, backscattered electrons, secondary electrons with high energy) werden detektiert und zu einem Bild der Probenoberfläche verrechnet.

Im Gegensatz zur Lichtmikroskopie kann die REM eine bis zu 2 Millionenfache Vergrößerung erreichen und ist damit auch in der Lage, Strukturen im Nanometerbereich sichtbar zu machen. Da die Elektronenstrahlen einen beträchtlichen Teil ihrer Energie an die Probe abgeben, kann man mit dieser Methode auch chemische Analysen durchführen (siehe Elektronenmikrosonde).

Quelle: [Wikipedia. Rasterelektronenmikroskopie. Verfügbar unter: . Letzter Zugriff am 10.04.2023.]