Biomaterialien und Biomineralisation: eine Einführung für Naturwissenschaftler, Mediziner und Ingenieure
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| Published: |
Stuttgart [u.a.]
Teubner
2003
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| Series: | Teubner-Studienbücher Chemie
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1 Einleitung.................................................................................................................1
2 Grundlagen der Chemie fester Stoffe......................................................................2
Chemische Verbindungen.......................................................................................2
Aggregatzustände und Kristallographie..................................................................2
Polymorphic
............................................................................................................6
Löslichkeit...............................................................................................................7
Thermodynamik......................................................................................................8
Kinetik.....................................................................................................................9
Kristallisation........................................................................................................
Π
3 Wichtige analytische Methoden.............................................................................15
Beugungsmethoden...............................................................................................15
Spektroskopische Methoden.................................................................................18
Elektronenmikroskopische Methoden..................................................................19
Analytische Elektronenmikroskopie.....................................................................22
Thermische Analyse..............................................................................................22
Röntgenabsorptionsspektroskopie........................................................................24
4 Mechanische Testverfahren...................................................................................26
Elastizität und Plastizität.......................................................................................26
Duktilität...............................................................................................................28
Härte......................................................................................................................29
Kriechen................................................................................................................30
Ermüdung..............................................................................................................30
Verschleiß.............................................................................................................30
5 Biologische Testverfahren.....................................................................................31
Kleine Zellbiologie...............................................................................................33
6 Stoffklassen von Biomaterialien............................................................................35
Klassifizierung von Biomaterialien......................................................................35
Metalle in der Medizin..........................................................................................39
Polymere in der Medizin.......................................................................................49
Keramiken in der Medizin....................................................................................59
7 Herstellungsverfahren für Biomaterialien..............................................................70
Sinterverfahren......................................................................................................70
Pressverfahren.......................................................................................................71
Web-und Spinnverfahren.....................................................................................72
Spritzguss..............................................................................................................73
IX
Beschichtungsverfahren
........................................................................................74
8 Zwei Fallbeispiele für Biomaterialien....................................................................78
Das künstliche Hüftgelenk (Hüftgelenk-Endoprothese).......................................78
Künstlicher Knochenersatz...................................................................................88
9 Kontrollierte Wirkstofffreisetzung....................................................................... 103
10 Die wichtigsten Biomineralien........................................................................... 106
Calciumcarbonat.................................................................................................108
Calciumphosphate...............................................................................................112
Kieselsäure.......................................................................................................... 113
Eisenoxide........................................................................................................... 114
Erdalkalisulfate................................................................................................... 115
11 Prinzipien der Bildung von Biomineralien........................................................ 117
Kontrolle über die Kristallkeimbildung.............................................................. 117
Kontrolle über das Kristall Wachstum.................................................................. 119
Kristallisation in abgegrenzten Bereichen (Kompartimenten)........................... 119
Bildung eines Verbundes aus anorganischem Mineral und organischer Matrix 121
Zusammenfügen von einzelnen Biokristalliten zu größeren Aggregaten........... 123
Die organische Matrix......................................................................................... 123
12 Fallbeispiele für die Biomineralisation.............................................................. 126
Knochen..............................................................................................................126
Zähne................................................................................................................... 131
Molluskenschalen................................................................................................ 135
Schalen und Skelette von marinen Einzellern.................................................... 136
Korallen............................................................................................................... 139
Pathologische Mineralisation..............................................................................139
Evolution der Biomineralisation......................................................................... 143
13 Anhang............................................................................................................... 144
Glossar..................................................................................................................... 146
Weiterführende Literatur......................................................................................... 156
Index........................................................................................................................ 158
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