Werkstoffverhalten in biologischen Systemen

1 Einleitung.- 1.1 Was sind biologische Systeme?.- 1.2 Werstoffanforderungen - Ein Überblick.- 1.3 Anfordererungen in der Umwelttechnik.- 1.4 Historischer Überblick.- Literatur.- 2 Zellen und Zellverhalten.- 2.1 Prokaryoten.- 2.2 Eukaryoten.- 2.3 Immunsystem.- 2.4 Gewebereaktionen.- 2.5 Toxizität.- 2.6 Test mit Eukaryoten (Biokompatibilität).- Literatur.- 3 Materialwissenschaftliche Grundlagen.- 3.1 Struktur und Fehlstellen.- 3.2 Oberflächen.- 3.3 Zustandsschaubilder.- 3.4 Diffusionphänomene.- 3.5 Keimbildung und Umwandlungen.- 3.6 Sintern.- 3.7 Korrosion.- 3.8 Mechanisches Verhalten.- 3.9 Fertigungstechnologische Einflüsse.- Literatur.- 4 Festköperoberfläche und Adhäsion.- 4.1 Adhäsion.- 4.2 Adhäsionsmechanismen.- 4.3 Diffusionsspannung (Zeta-Potential).- 4.4 Adsorptions-Isotherme.- 4.5 Oberflächenergie.- 4.6 Elektrostatische Einflüsse.- 4.7 Teilchentransport.- 4.8 Oberflächen.- Literatur.- 5 Biofilme und Biofilmtechnologie.- 5.1 Biofilme.- 5.2 Biofouling.- 5.3 Materialoberflächen und Sterilität.- 5.4 Biomimetische Anwendungen und Biofilmtechnologien.- Literatur.- 6 Werkstoffe in der Bioverfahrenstechnik.- 6.1 Anlagentechnik.- 6.2 Biotechnologishch eingesetzte Stämme.- 6.3 Werstoffe.- Literatur.- 7 Biomaterialien.- 7.1 Mechanische Biomaterialanforderungen.- 7.2 Zwishchenfläche Implant/Weichgewebe.- 7.3 Grenzfläche Implantat/Knochen.- 7.4 Grenzfläche Implantat/Blut.- 7.5 Werkstoffe in der Medizin.- Literatur.- 8 Biologisch orientierte Werkstoffprüfung.- 8.1 Prüfprobleme, welche Größen?.- 8.2 Oberflächenrauhigkeit.- 8.3 Mikroskopie.- 8.4 Oberflächenanalytik und -energie.- 8.5 Messung von Adhäsionskräften.- 8.6 Elektrochemische Korrosionsmessungen.- 8.7 Kultivierung.- 8.8 Prüftechnische Unterschiede in Biotechnologie und Medizin.- 8.9Qualitätssicherung und Risikoabschätzung.- Literatur.- 9 Mathematische Methoden.- 9.1 Kinetische Modelle.- 9.2 Monte-Carlo-Simulation.- 9.3 Strukturmodelle.- 9.4 Diffusion und Wärmeleitung.- 9.5 Rheologie.- Literatur.- Taballen A5.1 bis A5.7.- Tabellen A6.1 bis A6.13.- Tabellen A7.1 bis A7.29.