13. Biomineralogie – Biomaterialien

Gegenstand der Biomineralogie ist die in vivo Bildung von Mineralen durch lebende Organismen. Biominerale sind somit alle Bestandteile des Mineralreiches, die durch die Tätigkeit bzw. Aktivität verschiedener Lebensformen gebildet werden. Biomineralisationen sind seit ca. 2 Mrd. Jahren bekannt. Als frühe Zeugen der Biomineralisation gelten terrestrische Magnetofossilien, die vor allem durch die Kristallisation von Magnetit (Fe₃O₄) diese Mineralisationsprozesse dominierten. Durch die explosionsartige Verbreitung verschiedenster Lebensformen ab dem Kambrium sind danach die Bildung von Ca-haltigen Biomineralen wie Karbonaten und Phosphaten, aber auch SiO₂-Mineralisationen in den Vordergrund gerückt. Biominerale dienen zur mechanischen Festigkeit und Stabilisierung der organischen Struktur (z. B. Skelett), zur Schutzfunktion, als Zerkleinerungswerkzeug, magnetische, optische und Schwerkraftsensoren sowie Speichermedium. In Anlehnung an natürliche Biominerale, werden Bio-Werkstoffe heute in vielen Bereichen der Medizin und Medizintechnik eingesetzt. Das Kapitel gibt einen Überblick über Prinzipien der Biomineralisation, natürliche Biomineral-Systeme und technische Biomaterialien und deren Herstellung.