Ziel der Arbeit war die Entwicklung von biomimetischen synthetischen Fluorapatit/Polymer-Dentalkompositen für die Anwendung als Zahnfüllungsmaterial. Überdies wurden Mattierungsdispersionen entwickelt, um von Zähnen digitale 3D-Modelle zu erzeugen. Als biologische Modellsysteme wurden Haifisch- und Krokodilzähne chemisch, strukturell und mechanisch analysiert. Der Zahnschmelz (Enameloid) der Zähne von rezenten Haifischen besteht aus Fluorapatit, Ca5(PO4)3F, wobei der Fluoridgehalt mit 3,1 Gew% nahezu so hoch ist wie in geologischen Fluorapatit-Kristallen (3,64 Gew%). Enameloid zeigt verglichen mit Dentin eine höhere Kristallinität des Mineralanteils. Die Fluorapatit-Kristallite im Enameloid sind sehr dünn (50-80 nm) und sehr lang (> 1 μm), und ihn Bündeln organisiert. Diese Bündel lassen sich in drei Typen einteilen, die sich in ihrer Orientierung unterscheiden: Es gibt umlaufende, radiale und axiale Kristallitbündel. Jedes Kristallitbündel, unabhängig von seiner Orientierung, ist umhüllt von einer dünnen Schicht einer organischen Matrix. Den äußersten Teil des Enameloids bildet der sogenannte "shiny layer". Dieser besteht im unbehandelten Zustand aus ungeordneten polyedrischen Kristalliten. Obwohl es innerhalb des Enameloids eine starke strukturelle Anisotropie gibt, sind die lokalen mechanischen Eigenschaften weitgehend isotrop. Vickers-Mikrohärtemessungen und Nanoindentationsexperimente zeigen, dass Enameloid etwa sechsmal härter ist als Dentin. Die Härte von Haifischzähnen (Fluorapatit) und humanen Zähnen (Hydroxylapatit) ist vergleichbar, obwohl Fluorapatit als reines Mineral härter ist als Hydroxylapatit. Im Gegensatz zu rezenten Haifischzähnen haben Dentin und Enameloid von fossilen Haifischzähnen eine vergleichbare chemische Zusammensetzung (Fluorapatit). Die Enameloid-Mikrostruktur der fossilen Haifischzähne ist sehr gut erhalten und vergleichbar mit der in rezenten Haifischzähnen. Im Dentin fossiler Haifischzähne sind mittels Rasterelektronenmikroskopie mineralische Substanzen zu erkennen, die im Dentin rezenter Zähne nicht vorhanden sind. Dies könnte auf einen Rekristallisationsprozess während der Diagenese zurückzuführen sein. Krokodilzähne bestehen aus einem nanokristallinen Hydroxylapatit. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, dass die Enamelschicht verglichen mit humanen Zähnen und Haifischzähnen sehr dünn ist (100-200 μm). Die Kristallite im Enamel sind alle senkrecht zur Zahnoberfläche angeordnet, wobei es keine definierten Kristallitbündel gibt. Durch Thermogravimetrie und Synchrotron-Mikrocomputertomographie wurde ermittelt, dass Enamel den größten Mineralanteil besitzt, gefolgt von Dentin und dem Wurzelzement. Enameloid rezenter Haifischzähne wurde als Modellsystem für die Entwicklung biomimetischer Dentalkomposite ausgewählt, weil es, im Vergleich zu Hydroxylapatit, aus dem säureresistenteren Fluorapatit besteht. Zudem kann Fluorapatit synthetisch gut in unterschiedlichen Kristallit-Morphologien dargestellt werden. Zur Darstellung von biomimetischen Kompositen wurde Fluorapatit in unterschiedlichen Kristallit-Morphologien und -Größen hydrothermal synthetisiert. Kombiniert wurden diese Kristallite mit verschiedenen Methacrylat-Monomeren. Die Komposite wurden entweder durch Ultrazentrifugation des Fluorapatits in einer flüssigen Comonomermischung basierend auf Methylmethacrylat und anschließender thermisch initiierter Polymerisation mit Dibenzoylperoxid als Radikalstarter dargestellt, oder durch eine Polymerisation während der Ultrazentrifugation bei Raumtemperatur mit dem Zusatz eines tertiären Amins. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, dass ein kompaktes Material vorzugweise mit dem Amin-Zusatz erhalten wurde. Die Vickers-Härte der Komposite ist höher (0,3-0,4 GPa) als die der reinen Polymermatrix (0,2 GPa), wobei Haifischzähne noch härter sind (Dentin: 0,5-0,7 GPa; Enameloid: 3-4 GPa). Thermogravimetrische Analysen zeigen, dass der Mineralanteil der synthetischen Komposite bei ca. 60-70 Gew% liegt. Mattierungsdispersionen wurden auf Basis von Titandioxid (Anatas) und Stärkekleister bzw. Polyvinylpyrrolidon als Haftmittel entwickelt. Ein dichter Mattierungsfilm auf unterschiedlichen dentalen Materialoberflächen wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie gezeigt. Analysen des getrockneten Mattierungsfilms mit Thermogravimetrie und energiedispersiver Röntgen-spektroskopie zeigen, dass der organische Anteil mit Polyvinylpyrrolidon als Haftmittel höher ist als bei der Verwendung von Stärkekleister. Erste klinische Analysen mit einer 3D-Kamera zeigen, dass geeignete Modelle erzeugt werden konnten. Zur Konservierung der Mattierungsdispersionen eignet sich Chlorhexidin, das bereits kommerziell in vielen antiseptischen Mundspülungen verwendet wird. Zusammenfassend behandelt die vorliegende Arbeit zwei Aspekte der modernen zahnmedizinischen Materialforschung. Ein Thema war die Charakterisierung von natürlichen Modellsystemen, d.h. Haifisch- und Krokodilzähnen, mit verschiedenen Analysemethoden. Die daraus resultierenden Ergebnisse können genutzt werden, um innovative und biomimetische Zahnersatzmaterialien zu entwickeln. Zudem wurden Mattierungsdispersionen dargestellt, die die Grundlage für moderne 3D-Abbildungstechniken sind. Dies kann dazu genutzt werden, um schnelle und exakte Zahnabdrücke zu erhalten.