Nanotechnology in drug delivery and tissue engineering: From discovery to applications

Nano Letters

Volumn 10, Issue 9, 2010, Pages 3223-3230

  Shi, Jinjun ^a,c   Votruba, Alexander R ^b   Farokhzad, Omid C ^a,c   Langer, Robert ^a,b  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

^c BRIGHAM AND WOMEN S HOSPITAL   (United States)

Author keywords

drug delivery; nanomedicine; Nanotechnology; tissue engineering

Indexed keywords

NANOMEDICINES;

DRUG DELIVERY; MEDICAL NANOTECHNOLOGY; TISSUE;

TISSUE ENGINEERING;

ARTICLE; DRUG DELIVERY SYSTEM; NANOTECHNOLOGY; TISSUE ENGINEERING;

DRUG DELIVERY SYSTEMS; NANOTECHNOLOGY; TISSUE ENGINEERING;

EID: 77956434412     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl102184c     Document Type: Review

References (80)

1. Wagner, V.; Dullaart, A.; Bock, A. K.; Zweck, A. Nat. Biotechnol. 2006, 24, 1211-1217
2. Zhang, L.; Gu, F. X.; Chan, J. M.; Wang, A. Z.; Langer, R. S.; Farokhzad, O. C. Clin. Pharmacol. Ther. 2008, 83, 761-769
3. Davis, M. E.; Chen, Z.; Shin, D. M. Nat. Rev. Drug Discovery 2008, 7, 771-782
4. Jain, K. K. The Handbook of Nanomedicine; Humana Press: Totowa, 2008; p 353.
5. Occupational Health & Safety Report: Nanomedicine Market to Surpass 160 Billion by 2015. http://ohsonline.com/articles/2009/06/29/report-on- nanomedicine-market.aspx (accessed 6/1/10).
6. Bangham, A. D.; Horne, R. W. J. Mol. Biol. 1964, 8, 660-668
7. Riehemann, K.; Schneider, S. W.; Luger, T. A.; Godin, B.; Ferrari, M.; Fuchs, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 872-897
8. Matsumura, Y.; Maeda, H. Cancer Res. 1986, 46, 6387-6392
9. Putnam, D. Nat. Mater. 2006, 5, 439-451
10. Whitehead, K. A.; Langer, R.; Anderson, D. G. Nat. Rev. Drug Discovery 2009, 8, 129-138
11. Anderson, D. G.; Peng, W.; Akinc, A.; Hossain, N.; Kohn, A.; Padera, R.; Langer, R.; Sawicki, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 16028-16033
12. Akinc, A.; Zumbuehl, A. Nat. Biotechnol. 2008, 26, 561-569
13. Semple, S. C.; Akinc, A. Nat. Biotechnol. 2010, 28, 172-176
14. Davis, M. E. Mol. Pharm. 2009, 6, 659-668
15. Woodrow, K. A.; Cu, Y.; Booth, C. J.; Saucier-Sawyer, J. K.; Wood, M. J.; Saltzman, W. M. Nat. Mater. 2009, 8, 526-533
16. Bartlett, D. W.; Su, H.; Hildebrandt, I. J.; Weber, W. A.; Davis, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 15549-15554
17. Pirollo, K. F.; Chang, E. H. Trends Biotechnol. 2008, 26, 552-558
18. Farokhzad, O. C.; Langer, R. ACS Nano 2009, 3, 16-20
19. Gabathuler, R. Neurobiol. Dis. 2010, 37, 48-57
20. Gu, F.; Zhang, L.; Teply, B. A.; Mann, N.; Wang, A.; Radovic-Moreno, A. F.; Langer, R.; Farokhzad, O. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 2586-2591
21. Allen, T. M. Nat. Rev. Cancer 2002, 2, 750-763
22. Jung, H.; Yang, T.; Lasagna, M. D.; Shi, J.; Reinhart, G. D.; Cremer, P. S. Biophys. J. 2008, 94, 3094-3103
23. Greco, F.; Vicent, M. J. Adv. Drug Delivery Rev. 2009, 61, 1203-1213
24. Mayer, L. D.; Janoff, A. S. Mol. Interventions 2007, 7, 216-223
25. Sengupta, S.; Eavarone, D.; Capila, I.; Zhao, G. L.; Watson, N.; Kiziltepe, T.; Sasisekharan, R. Nature 2005, 436, 568-572
26. Zhang, L.; Radovic-Moreno, A. F.; Alexis, F.; Gu, F. X.; Basto, P. A.; Bagalkot, V.; Jon, S.; Langer, R. S.; Farokhzad, O. C. ChemMedChem 2007, 2, 1268-1271
27. Wang, Y.; Gao, S.; Ye, W. H.; Yoon, H. S.; Yang, Y. Y. Nat. Mater. 2006, 5, 791-796
28. Saad, M.; Garbuzenko, O. B.; Minko, T. Nanomedicine 2008, 3, 761-776
29. Debbage, P.; Jaschke, W. Histochem. Cell Biol. 2008, 130, 845-875
30. Bagalkot, V.; Zhang, L.; Levy-Nissenbaum, E.; Jon, S.; Kantoff, P. W.; Langer, R.; Farokhzad, O. C. Nano Lett. 2007, 7, 3065-3070
31. Park, J. H.; von Maltzahn, G.; Ruoslahti, E.; Bhatia, S. N.; Sailor, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7284-7288
32. Nasongkla, N.; Bey, E.; Ren, J. M.; Ai, H.; Khemtong, C.; Guthi, J. S.; Chin, S. F.; Sherry, A. D.; Boothman, D. A.; Gao, J. M. Nano Lett. 2006, 6, 2427-2430
33. McCarthy, J. R.; Weissleder, R. Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 1241-1251
34. Sanhai, W. R.; Sakamoto, J. H.; Canady, R.; Ferrari, M. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 242-244
35. Dubertret, B.; Skourides, P.; Norris, D. J.; Noireaux, V.; Brivanlou, A. H.; Libchaber, A. Science 2002, 298, 1759-1762
36. Chanda, N.; Kattumuri, V.; Shukla, R.; Zambre, A.; Katti, K.; Upendran, A.; Kulkarni, R. R.; Kan, P.; Fent, G. M.; Casteel, S. W.; Smith, C. J.; Boote, E.; Robertson, J. D.; Cutler, C.; Lever, J. R.; Katti, K. V.; Kannan, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 8760-8765
37. De La Zerda, A.; Zavaleta, C.; Keren, S.; Vaithilingam, S.; Bodapati, S.; Liu, Z.; Levi, J.; Smith, B. R.; Ma, T. J.; Oralkan, O.; Cheng, Z.; Chen, X. Y.; Dai, H. J.; Khuri-Yakub, B. T.; Gambhir, S. S. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 557-562
38. Santini, J. T., Jr.; Cima, M. J.; Langer, R. Nature 1999, 397, 335-338
39. Ainslie, K. M.; Desai, T. A. Lab Chip 2008, 8, 1864-1878
40. Prausnitz, M. R. Adv. Drug Delivery Rev. 2004, 56, 581-587
41. Tasciotti, E.; Liu, X.; Bhavane, R.; Plant, K.; Leonard, A. D.; Price, B. K.; Cheng, M. M.; Decuzzi, P.; Tour, J. M.; Robertson, F.; Ferrari, M. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 151-157
42. Staples, M.; Daniel, K.; Cima, M. J.; Langer, R. Pharm. Res. 2006, 23, 847-863
43. Patolsky, F.; Zheng, G.; Lieber, C. M. Nanomedicine 2006, 1, 51-65
44. Gratton, S. E.; Williams, S. S.; Napier, M. E.; Pohlhaus, P. D.; Zhou, Z.; Wiles, K. B.; Maynor, B. W.; Shen, C.; Olafsen, T.; Samulski, E. T.; Desimone, J. M. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1685-1695
45. Karnik, R.; Gu, F.; Basto, P.; Cannizzaro, C.; Dean, L.; Kyei-Manu, W.; Langer, R.; Farokhzad, O. C. Nano Lett. 2008, 8, 2906-2912
46. Langer, R.; Vacanti, J. P. Science 1993, 260, 920-926
47. Khademhosseini, A.; Vacanti, J. P.; Langer, R. Sci. Am. 2009, 300, 64-71
48. Goldberg, M.; Langer, R.; Jia, X. J. Biomater. Sci. 2007, 18, 241-268
49. Stevens, M. M.; George, J. H. Science 2005, 310, 1135-1138
50. Taipale, J.; Keski-Oja, J. FASEB J. 1997, 11, 51-59
51. Bettinger, C. J.; Langer, R.; Borenstein, J. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5406-5415
52. Huang, J.; Grater, S. V.; Corbellini, F.; Rinck, S.; Bock, E.; Kemkemer, R.; Kessler, H.; Ding, J.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2009, 9, 1111-1116
53. Park, J.; Bauer, S.; von der Mark, K.; Schmuki, P. Nano Lett. 2007, 7, 1686-1691
54. Xu, C. Y.; Inai, R.; Kotaki, M.; Ramakrishna, S. Biomaterials 2004, 25, 877-886
55. Norman, J. J.; Desai, T. A. Ann. Biomed. Eng. 2006, 34, 89-101
56. Bettinger, C. J.; Zhang, Z.; Gerecht, S.; Borenstein, J. T.; Langer, R. Adv. Mater. 2008, 20, 99-103
57. Gerecht, S.; Bettinger, C. J.; Zhang, Z.; Borenstein, J. T.; Vunjak-Novakovic, G.; Langer, R. Biomaterials 2007, 28, 4068-4077
58. Yim, E. K.; Pang, S. W.; Leong, K. W. Exp. Cell Res. 2007, 313, 1820-1829
59. Kim, D. H.; Lipke, E. A.; Kim, P.; Cheong, R.; Thompson, S.; Delannoy, M.; Suh, K. Y.; Tung, L.; Levchenko, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 565-570
60. Dalby, M. J.; Gadegaard, N.; Tare, R.; Andar, A.; Riehle, M. O.; Herzyk, P.; Wilkinson, C. D.; Oreffo, R. O. Nat. Mater. 2007, 6, 997-1003
61. Oh, S.; Brammer, K. S.; Li, Y. S.; Teng, D.; Engler, A. J.; Chien, S.; Jin, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 2130-2135
62. Ranzinger, J.; Krippner-Heidenreich, A.; Haraszti, T.; Bock, E.; Tepperink, J.; Spatz, J. P.; Scheurich, P. Nano Lett. 2009, 9, 4240-4245
63. Madurantakam, P. A.; Cost, C. P.; Simpson, D. G.; Bowlin, G. L. Nanomedicine 2009, 4, 193-206
64. Murugan, R.; Ramakrishna, S. Compos. Sci. Technol. 2005, 65, 2385-2406
65. Edwards, S. L.; Werkmeister, J. A.; Ramshaw, J. A. Expert Rev. Med. Devices 2009, 6, 499-505
66. Borenstein, J. T.; Weinberg, E. J.; Orrick, B. K.; Sundback, C.; Kaazempur-Mofrad, M. R.; Vacanti, J. P. Tissue Eng. 2007, 13, 1837-1844
67. Seunarine, K.; Meredith, D. O.; Riehle, M. O.; Wilkinson, C. D. W.; Gadegaard, N. Microelectron. Eng. 2008, 85, 1350-1354
68. Pattison, M. A.; Wurster, S.; Webster, T. J.; Haberstroh, K. M. Biomaterials 2005, 26, 2491-2500
69. LaFratta, C. N.; Fourkas, J. T.; Baldacchini, T.; Farrer, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 6238-6258
70. Bettinger, C. J.; Weinberg, E. J.; Kulig, K. M.; Vacanti, J. P.; Wang, Y. D.; Borenstein, J. T.; Langer, R. Adv. Mater. 2006, 18, 165-169
71. Langer, R. ACS Nano 2009, 3, 756-761
72. Zhang, S. F.; Uludag, H. Pharm. Res. 2009, 26, 1561-1580
73. Ma, P. X. Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 184-198
74. Richardson, T. P.; Peters, M. C.; Ennett, A. B.; Mooney, D. J. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 1029-1034
75. Sun, Z. C.; Zussman, E.; Yarin, A. L.; Wendorff, J. H.; Greiner, A. Adv. Mater. 2003, 15, 1929-1932
76. Hosseinkhani, H.; Hosseinkhani, M.; Khademhosseini, A.; Kobayashi, H.; Tabata, Y. Biomaterials 2006, 27, 5836-5844
77. Yang, F.; Cho, S. W.; Son, S. M.; Bogatyrev, S. R.; Singh, D.; Green, J. J.; Mei, Y.; Park, S.; Bhang, S. H.; Kim, B. S.; Langer, R.; Anderson, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 3317-3322
78. Elloumi-Hannachi, I.; Yamato, M.; Okano, T. J. Intern. Med. 2010, 267, 54-70
79. Anderson, D. G.; Levenberg, S.; Langer, R. Nat. Biotechnol. 2004, 22, 863-866
80. Huh, D.; Matthews, B. D.; Mammoto, A.; Montoya-Zavala, M.; Hsin, H. Y.; Ingber, D. E. Science, 2010, 328, 1662 - 1668.