Angiogenesis with biomaterial-based drug- and cell-delivery systems

Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition

Volumn 15, Issue 6, 2004, Pages 701-726

  Patel, Zarana S ^a   Mikos, Antonio G ^a  

^a Rice University   (United States)

Author keywords

Angiogenesis; Biomaterials; Cell delivery; Drug delivery; Tissue engineering; Wound healing

Indexed keywords

ALPHA INTERFERON; ANGIOGENESIS INHIBITOR; ANGIOGENIC FACTOR; ANGIOPOIETIN; ANGIOSTATIN; APTAMER; BIOMATERIAL; ENDOSTATIN; FIBROBLAST GROWTH FACTOR; FUMAGILLOL CHLOROACETYLCARBAMATE; GROWTH FACTOR; HYALURONIC ACID; HYDROXYAPATITE; INTERFERON; PLATELET DERIVED GROWTH FACTOR; POLITEF; POLYETHYLENE; POLYGLYCOLIC ACID; POLYLACTIC ACID; POLYMER; POLYURETHAN; POLYVINYL ALCOHOL; THALIDOMIDE; THROMBOCYTE FACTOR 4; THROMBOSPONDIN; TRANSFORMING GROWTH FACTOR BETA; UNINDEXED DRUG; VASCULOTROPIN; VASCULOTROPIN ANTIBODY; VASCULOTROPIN RECEPTOR;

ANGIOGENESIS; CANCER; DEVICE; DRUG DELIVERY SYSTEM; DRUG HALF LIFE; DRUG MECHANISM; HUMAN; HYPOTENSION; METASTASIS; NEOVASCULARIZATION (PATHOLOGY); NONHUMAN; ORGANOGENESIS; PRIORITY JOURNAL; RESTENOSIS; RETINOPATHY; REVIEW; RHEUMATOID ARTHRITIS; THROMBOCYTOPENIA; TISSUE ENGINEERING; TISSUE INTERACTION; TISSUE REGENERATION; TUMOR GROWTH; WOUND HEALING;

ANIMALS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; DRUG DELIVERY SYSTEMS; HUMANS; NEOVASCULARIZATION, PHYSIOLOGIC; REGENERATION; TISSUE ENGINEERING; WOUND HEALING;

EID: 3142666333     PISSN: 09205063     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1163/156856204774196117     Document Type: Review

References (126)

1. W. I. Murphy, M. C. Peters, D. H. Kohn and D. J. Mooney, Biomaterials 21, 2521 (2000).
2. S. R. Ganta, N. P. Piesco, P. Long, R. Gassner, L. F. Motta, G. D. Papworth, D. B. Stolz, S. C. Watkins and S. Agarwal, J. Biomed. Mater. Res. 64A, 242 (2003).
3. R. I. Freshney (Ed.), in: Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique, p. 358. Wiley-Liss, New York, NY (1994).
4. L. E. Freed and G. Vunjak-Novakovic, Adv. Drug Deliv. Rev. 33, 15 (1998).
5. C. K. Colton, Cell Transplant. 4, 415 (1995).
6. M. C. Wake, A. G. Mikos, G. Sarakinos, J. P. Vacanti and R. Langer, Cell Transplant. 4, 275 (1995).
7. M. C. Wake, C. W. Patrick, Jr. and A. G. Mikos, Cell Transplant. 3, 339 (1994).
8. A. G. Mikos, G. Sarakinos, M. D. Lyman, D. E. Ingber, J. P. Vacanti and R. Langer, Biotech. Bioeng. 42, 716 (1993).
9. P. A. D. Rubin, T. E. Nicaeus, M. A. Warner and H. A. Remulla, Ophthalmol. Plast. Reconstr. Surg. 13, 8 (1997).
10. M. A. Contreras, W. C. Quist and F. W. Logerfo, Microsurgery 20, 15 (2000).
11. D. Bezuidenhout, N. Davies and P. Zilla, ASAIO J. 48, 465 (2002).
12. R. Langer, EXS 61, 23 (1992).
13. B. S. Kim and D. J. Mooney, Trends Biotechnol. 16, 224 (1998).
14. C. J. Drake, Birth Defects Res. Part C Embryo Today 69, 73 (2003).
15. D. Ribatti, A. Vacca, B. Nico, L. Roncali and F. Dammacco, Mech. Dev. 100, 157 (2001).
16. P. Carmeliet, Nature Med. 6, 389 (2000).
17. S. Rafii and D. Lyden, Nature Med. 9, 702 (2003).
18. G. Ahrendt, D. E. Chickering and J. P. Ranieri, Tissue Eng. 4, 117 (1998).
19. S. Liekens, L. De Clercq and J. Neyts, Biochem. Pharmacol. 61, 253 (2001).
20. J. N. Mansbridge, K. Liu, R. E. Pinney, R. Patch, A. Ratcliffe and G. K. Naughton, Diabetes Obes. Metab. 1, 265 (1999).
21. L. M. Goncalves, S. E. Epstein and J. J. Piek, Cardiovasc. Res. 49, 495 (2001).
22. K. Y. Lee, M. C. Peters and D. J. Mooney, J. Control. Rel. 87, 49 (2003).
23. M. Delli Castelli and R. D. Leslie, Hosp. Med. 64, 400 (2003).
24. E. Margalit and S. R. Sadda, Artif. Organs 27, 963 (2003).
25. R. Longo, R. Sarmiento, M. Fanelli, B. Capaccetti, D. Gattuso and G. Gasparini, Angiogenesis 5, 237 (2002).
26. R. P. Visconti, C. D. Richardson and T. N. Sato, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 8219 (2002).
27. N. Ferrara, Am. J. Physiol., Cell Physiol. 280, C1358 (2001).
28. G. Neufeld, S. Cohen, S. Gengrinovitch and Z. Poltorak, FASEB J. 13, 9 (1999).
29. L. A. Lakey, R. Akella and J. P. Ranieri, in: Bone Engineering, J. E. Davies (Ed.), p. 137. Em Squared, Toronto (2000).
30. N. Ferrara and T. Davis-Smyth, Endocr. Rev. 18, 4 (1997).
31. A. Albini, C. Marchisone, F. Del Grosso, R. Benelli, L. Masiello, C. Tacchetti, M. Bono, M. Ferrantini, C. Rozera, M. Truini, F. Belardelli, L. Santi and D. M. Noonan, Am. J. Pathol. 156, 1381 (2000).
32. V. G. Nicoletti, R. Nicoletti, N. Ferrara, G. Meli, M. Reibaldi and A. Reibaldi, Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes 111, 209 (2003).
33. J. Li, Y.-P. Zhang and R. S. Kirsner, Microsc. Res. Tech. 60, 107 (2003).
34. P. Gerwins, E. Sköldenberg and L. Claesson-Welsh, Crit. Rev. Oncol. Hematol. 34, 185 (2000).
35. M. A. Nugent and R. V. Iozzo, Int. J. Biochem. Cell Biol. 32, 115 (2000).
36. S. Soker, M. Machado and A. Atala, World J. Urol. 18, 10 (2000).
37. J. M. Isner and T. Asahara, Front. Biosci. 3, e49 (1999).
38. D. C. Darland and P. A. D'Amore, Angiogenesis 4, 11 (2001).
39. J. Folkman, N. Engl. J. Med. 283, 1182 (1971).
40. R. Langer and J. Murray, Appl. Biochem. Biotechnol. 8, 9 (1983).
41. M. C. Willis, B. D. Collins, T. Zhang, L. S. Green, D. P. Sebesta, C. Bell, E. Kellogg, S. C. Gill, A. Magallanez, S. Knauer, R. A. Bendele, P. S. Gill, N. Janjic and B. Collins, Bioconjug. Chem. 9, 573 (1998).
42. Eyetech Study Group, Retina 22, 143 (2002).
43. C. J. Kirkpatrick, V. Krump-Konvalinkova, R. E. Unger, F. Bittinger, M. Otto and K. Peters, Biomol. Eng. 19, 211 (2002).
44. J. M. Anderson, in: Bone Engineering, J. E. Davies (Ed.), p. 81. Em Squared, Toronto (2000).
45. V. W. van Hinsbergh, A. Collen and P. Koolwijk, Ann. N.Y. Acad. Sci. 936, 426 (2001).
46. J. E. Babensee, J. M. Anderson, L. V. McIntire and A. G. Mikos, Adv. Drug Deliv. Rev. 33, 111 (1998).
47. M. J. van Amerongen, G. Molema, J. Plantinga, H. Moorlag and M. J. A. van Luyn, Angiogenesis 5, 173 (2002).
48. N. N. Nissen, P. J. Polverini, A. E. Koch, M. V. Volin, R. I. Gamelli and L. A. DiPietro, Am. J. Pathol. 152, 1445 (1998).
49. A. S. Pandit, D. S. Feldman, J. Caulfield and A. Thompson, Growth Factors 15, 113 (1998).
50. K. R. Kidd, R. B. Nagle and S. K. Williams, J. Biomed. Mater. Res. 59, 366 (2002).
51. B. Ratner, J. Control. Rel. 78, 211 (2002).
52. M. D. Menger, F. Hammersen and K. Messmer, Thorac. Cardiovasc. Surg. 40, 19 (1992).
53. J. B. Leach, K. A. Bivens, C. W. Patrick, Jr. and C. E. Schmidt, Biotech. Bioeng. 82, 578 (2003).
54. J. H. Collier, J. P. Camp, T. W. Hudson and C. E. Schmidt, J. Biomed. Mater. Res. 50, 574 (2000).
55. D. C. West, I. N. Hampson, F. Arnold and S. Kumar, Science 228, 1324 (1985).
56. C. Wong, E. Inman, R. Spaethe and S. Helgerson, Thromb. Haemost. 89, 573 (2003).
57. N. Fournier and C. J. Doillon, Biomaterials 17, 1659 (1996).
58. W.-S. Hung, C.-L. Fang, W.-F. T. Lai and Y.-H. Tsai, J. Biomed. Mater. Res. 56, 93 (2001).
59. E. Binzen, D. Rickert, S. Kelch and R. Fuhrmann, Clin. Hemorheol. Microcirc. 28, 183 (2003).
60. D. Foschi, F. Corsi, P. Cellerino, A. Rizzi, E. Morandi and E. Trabucchi, Eur. Surg. Res. 33, 16 (2001).
61. G. Dagtekin, R. Schiffer, B. Klein, W. Jahnen-Dechent and G. Zwaldo-Klarwasser, Biomaterials 24, 3395 (2003).
62. D. Rickert, M. A. Moses, A. Lendlein, S. Kelch and R. P. Franke, Clin. Hemorheol. Microcirc. 28, 175 (2003).
63. D. E. Ingber and J. Folkman, Cell 58, 803 (1989).
64. J. S. Pieper, P. B. van Wachem, M. J. A. van Luyn, L. A. Brouwer, T. Hafmans, J. H. Veerkamp and T. H. van Kuppevelt, Biomaterials 21, 1689 (2000).
65. L. Kam and S. G. Boxer, J. Biomed. Mater. Res. 55, 487 (2001).
66. K. Doi and T. Matsuda, J. Biomed. Mater. Res. 34, 361 (1997).
67. C. S. Chen, M. Mrksich, S. Huang, G. M. Whitesides and D. E. Ingber, Biotechnol. Prog. 14, 356 (1998).
68. N. I. Moldovan and M. Ferrari, Arch. Pathol. Lab. Med. 126, 320 (2002).
69. J. E. Sanders, A. B. Baker and S. L. Golledge, J. Biomed. Mater. Res. 60, 36 (2002).
70. T Aoki, Y. Nagao, E. Terada, K. Sanui, N. Ogata, N. Yamada, Y. Sakurai, K. Kataoka and T. Okano, J. Biomater. Sci. Polymer Edn 7, 539 (1995).
71. C. Tonello, B. Zavan, R. Cortivo, P. Brun, S. Panfilo and G. Abatangelo, Biomaterials 24, 1205 (2003).
72. A. Finkelstein, D. McClean, S. Kar, K. Takzawa, K. Varghese, N. Baek, K. Park, M. C. Fishbein, R. Makkar, F. Litvack and N. L. Eigler, Circulation 107, 777 (2003).
73. Y. Tabata, M. Miyao, M. Ozeki and Y. Ikada, J. Biomater. Sci. Polymer Edn 11, 915 (2000).
74. S. E. Epstein, S. Fuchs, Y. F. Zhou, R. Baffour and R. Kornowski, Cardiovasc. Res. 49, 532 (2001).
75. C. Emanueli and P. Madeddu, Br. J. Pharm. 133, 951 (2001).
76. T. D. Henry, Br. Med. J. 318, 1536 (1999).
77. R. Langer and M. Moses, J. Cell. Biochem. 45, 340 (1991).
78. T. Browder, C. Butterfield and B. Kraling, Cancer Res. 60, 1878 (2000).
79. A. Knoll, S. Schmidt, M. Chapman, D. Wiley, J. Bulgrin, J. Blank and L. Kirchner, Microvasc. Res. 58, 1 (1999).
80. C. Li, Adv. Drug Deliv. Rev. 54, 695 (2002).
81. K. H. Bouhadir and D. J. Mooney, J. Drug. Target. 9, 397 (2001).
82. M. Yamamoto, Y. Ikada and Y. Tabata, J. Biomater. Sci. Polymer Edn 12, 77 (2001).
83. Y. Tabata, S. Hijikata, M. Muniruzzaman and Y. Ikada, J. Biomater. Sci. Polymer Edn 10, 79 (1999).
84. A. Iwakura, M. Fujita, K. Kataoka, K. Tambara, Y. Sakakibara, M. Komeda and Y. Tabata, Heart Vessels 18, 93 (2003).
85. Y. Sakakibara, K. Tambara, G. Sakaguchi, F. Lu, M. Yamamoto, K. Nishimura, Y. Tabata and M. Komeda, Eur. J. Cardiothorac. Surg. 24, 105 (2003).
86. M. Yamamoto, Y. Sakakibara, K. Nishimura, M. Komeda and Y. Tabata, Artif. Organs 27, 181 (2003).
87. M. C. Peters, B. C. Isenberg, J. A. Rowley and D. J. Mooney, J. Biomater. Sci. Polymer Edn 9, 1267 (1998).
88. M. Sheridan, L. D. Shea, M. C. Peters and D. J. Mooney, J. Control. Rel. 64, 91 (2000).
89. M. Tanihara, Y. Suzukii, E. Yamamoto, A. Noguchi and Y. Mizushima, J. Biomed. Mater. Res. 56, 216 (2001).
90. R. J. Mumper, A. S. Hoffman, P. Poulakkainen, L. Bouchard and W. Gombotz, J. Control. Rel. 30 (1994).
91. A. Perets, Y. Baruch, F. Weisbuch, G. Shoshany, G. Neufeld and S. Cohen, J. Biomed. Mater. Res. 65A, 489 (2003).
92. T. R. Kyriakides, T. Hartzel, G. Huynh and P. Bornstein, Mol. Ther. 3, 842 (2001).
93. T. W. King and C. W. Patrick, Jr., J. Biomed. Mater. Res. 51, 383 (2000).
94. H. Lee, R. A. Cusick, F. Browne, T. H. Kim, P. X. Ma, H. Utsunomiya, R. Langer and J. P. Vacanti, Transplantation 73, 1589 (2002).
95. L. D. Shea, E. Smiley, J. Bonadio and D. J. Mooney, Nature Biotechnol. 17, 551 (1999).
96. T. P. Richardson, M. C. Peters, A. B. Ennett and D. J. Mooney, Nature Biotechnol. 19, 1029 (2001).
97. P. Carmeliet and E. M. Conway, Nature Biotechnol. 19, 1019 (2001).
98. K. G. Carrasquillo, J. A. Ricker, I. K. Rigas, J. W. Miller, E. S. Gragoudas and A. P. Adamis, Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44, 290 (2003).
99. D. J. Mooney and A. G. Mikos, Sci. Am. 280, 60 (1999).
100. J. E. Nor, J. Christensen, D. J. Mooney and P. J. Polverini, Am. J. Pathol. 154, 375 (1999).
101. J. E. Nor, R. S. Mitra, V. Castle, D. J. Mooney and P. J. Polverini, J. Vasc. Res. 37, 209 (2000).
102. V. Hudon, F. Berthod, A. F. Black, O. Damour, L. Germain and F. A. Auger, Br. J. Dermatol. 148, 1094 (2003).
103. M. E. Kroon, M. L. J. van Schie, B. van der Vecht, V. W. M. van Hinsbergh and P. Koolwijk, Angiogenesis 5, 257 (2002).
104. I. Xue and H. P. Greisler, Surgery 132, 259 (2002).
105. B. Frerich, N. Lindemann, J. Kurtz-Hoffmann and K. Oertel, Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 30, 414 (2001).
106. J. E. Nor, M. C. Peters, J. B. Christensen, M. M. Sutorik, S. Linn, M. K. Khan, C. L. Addison, D. J. Mooney and P. J. Polverini, Lab. Invest. 81, 453 (2001).
107. H. J. Park, J. J. Yoo, R. T. Kershen, R. Moreland and A. Atala, J. Urol. 162, 1106 (1999).
108. M. C. Peters, P. J. Polverini and D. J. Mooney, J. Biomed. Mater. Res. 60, 668 (2002).
109. A. S. Pandit, D. S. Feldman and J. Caulfield, J. Biomater. Appl. 12, 222 (1998).
110. G. K. Naughton, J. Mansbridge and G. Gentzkow, Artif. Organs 21, 1203 (1997).
111. E. Pinney, K. Liu, B. Sheeman and J. Mansbridge, J. Cell. Phys. 183, 74 (2000).
112. W. A. Marston, J. Hanft, P. Norwood and R. Pollak, Diabetes Care 26, 1701 (2003).
113. J. A. Ware and M. Simons, Nature Med. 3, 158 (1997).
114. T. Asahara, C. Bauters, L. P. Zheng, S. Takeshita, S. Bunting, N. Ferrara, J. F. Symes and J. M. Isner, Circulation 92 (Suppl. II), II365 (1995).
115. J. M. Isner and T. Asahara, J. Clin. Invest. 103, 1231 (1999).
116. M. Ruel, R. J. Laham, J. A. Parker, M. J. Post, J. A. Ware, M. Simons and F. W. Sellke, J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 124, 28 (2002).
117. P. Schratzberger, R. Kirchmair, P. R. Vale and D. W. Losordo, Curr. Pharm. Des. 9, 1041 (2003).
118. T. D. Henry, B. H. Annex, G. R. McKendall, M. A. Azrin, J. J. Lopez, F. J. Giordano, P. K. Shah, J. T. Willerson, R. L. Benza, D. S. Berman, C. M. Gibson, A. Bajamonde, A. C. Rundle, J. Fine, E. R. McCluskey and V. Investigators, Circulation 107, 1359 (2003).
119. R. J. Laham, F. W. Sellke, E. R. Edelman, J. D. Pearlman, J. A. Ware, D. L. Brown, J. P. Gold and M. Simons, Circulation 100, 1865 (1999).
120. R. S. Kellar, L. K. Landeen, B. R. Shepherd, G. K. Naughton, A. Ratcliffe and S. K. Williams, Circulation 104, 2063 (2001).
121. M. S. Pepper, N. Ferrara, L. Orci and R. Montesano, Biochem. Biophys. Res. Commun. 189, 824 (1992).
122. J. K. Chae, I. Kim, S. T. Lim, M. J. Chung, W. H. Kim, H. G. Kim, J. K. Ko and G. Y. Koh, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 20, 2573 (2000).
123. A. Kawamoto, T. Asahara and D. W. Losordo, Cardiovasc. Radiat. Med. 3, 221 (2002).
124. T. A. Read, D. R. Sorensen, R. Mahesparan, P. O. Enger, R. Timpl, B. R. Olsen, M. H. B. Hjelstuen, O. Haraldseth and R. Bjerkvig, Nature Biotechnol. 19, 29 (2001).
125. T. Joki, M. Machluf, A. Atala, J. Zhu, N. T. Seyfried, I. F. Dunn, T. Abe, R. S. Carroll and P. M. Black, Nature Biotechnol. 19, 35 (2001).
126. M. Streit, A. E. Stephen, T. Hawighorst, K. Matsuda, B. Lange-Asschenfeldt, L. F. Brown, J. P. Vacanti and M. Detmar, Cancer Res. 62, 2004 (2002).