Biomimetic structures: Biological implications of dipeptide-substituted polyphosphazene-polyester blend nanofiber matrices for load-bearing bone regeneration

Advanced Functional Materials

Volumn 21, Issue 14, 2011, Pages 2641-2651

  Deng, Meng ^a,b   Kumbar, Sangamesh G ^a,b   Nair, Lakshmi S ^a,b   Weikel, Arlin L ^c   Allcock, Harry R ^c   Laurencin, Cato T ^a,b  

^a UNIVERSITY OF CONNECTICUT HEALTH CENTER   (United States)

^b UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

^c PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

biomimetic materials; composite materials; nanofibers; polyphosphazenes; tissue engineering

Indexed keywords

3D SCAFFOLDS; 3D STRUCTURE; BIOLOGICAL IMPLICATIONS; BIOMIMETIC SCAFFOLDS; BIOMIMETIC STRATEGY; BIOMIMETIC STRUCTURES; BIOMIMICRY; BIORESORBABLE SCAFFOLDS; BONE ARCHITECTURE; BONE MARROW; BONE MECHANICS; BONE REGENERATION; COLLAGEN FIBRILS; COMPRESSIVE MODULI; DIPEPTIDE; ELECTROSPUNS; EXTRACELLULAR MATRICES; HIERARCHICAL ARCHITECTURES; HUMAN TRABECULAR BONE; IN-SITU; IN-VITRO; LOAD-BEARING; MATERIAL CHEMISTRY; MECHANICAL CHARACTERISTICS; NANOFIBER MATRIX; NANOFIBER SCAFFOLD; NANOTOPOGRAPHIES; NATURAL BONE; OSTEOBLAST MIGRATION; OSTEOBLAST PHENOTYPE; PHENOTYPE EXPRESSION; POLYMERIC NANOFIBERS; POLYPHOSPHAZENES; PROCESS PARAMETERS; SCAFFOLD DEGRADATION; SCAFFOLD PLATFORMS; THREE-DIMENSIONAL (3D); TISSUE INTERFACE; UNIFORM CELLS;

ARCHITECTURE; BEARINGS (MACHINE PARTS); BIOMECHANICS; BIOMIMETIC MATERIALS; BIOMIMETICS; BLENDING; BONE; CELL CULTURE; ESTERS; FUNCTIONAL POLYMERS; MECHANICAL PROPERTIES; NANOFIBERS; OSTEOBLASTS; PEPTIDES; PHYSIOLOGY; STRESS-STRAIN CURVES; TEXTILE BLENDS; THREE DIMENSIONAL; TISSUE;

SCAFFOLDS (BIOLOGY);

EID: 79960496535     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201100275     Document Type: Article

References (53)

1. R. Lakes, Nature 1993, 361, 511.
2. C. Sanchez, H. Arribart, M. M. G. Guille, Nat. Mater. 2005, 4, 277.
3. S. Weiner, H. D. Wagner, Annu. Rev. Mater. Sci. 2003, 28, 271.
4. C. T. Laurencin, S. G. Kumbar, S. P. Nukavarapu, Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. 2009, 1, 6.
5. S. Weiner, W. Traub, FASEB J 1992, 6, 879.
6. G. Marotti, Calcif. Tissue Int. 1993, 53, S47.
7. M. Giraud-Guille, Calcif. Tissue Int. 1988, 42, 167.
8. J. A. Buckwalter, M. J. Glimcher, R. R. Cooper, R. Recker, J. Bone Joint Surg. 1995, 77-A, 1256.
9. C. T. Laurencin, A. M. A. Ambrosio, M. D. Borden, J. A. Cooper, Ann. Rev. Biomed. Eng. 1999, 1, 19.
10. M. Deng, L. S. Nair, S. P. Nukavarapu, S. G. Kumbar, J. L. Brown, N. R. Krogman, A. L. Weikel, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, J. Biomed. Mater. Res. A 2010, 92A, 114.
11. M. Deng, S. G. Kumbar, Y. Wan, U. S. Toti, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, Soft Matter 2010, 6, 3119.
12. M. Deng, L. S. Nair, S. P. Nukavarapu, T. Jiang, W. A. Kanner, X. Li, S. G. Kumbar, A. L. Weikel, N. R. Krogman, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, Biomaterials 2010, 31, 4898.
13. E. Jabbarzadeh, T. Starnes, Y. M. Khan, T. Jiang, A. J. Wirtel, M. Deng, Q. Lv, L. S. Nair, S. B. Doty, C. T. Laurencin, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2008, 105, 11099.
14. T. Jiang, S. P. Nukavarapu, M. Deng, E. Jabbarzadeh, M. D. Kofron, S. B. Doty, W. I. Abdel-Fattah, C. T. Laurencin, Acta Biomater. 2010, 6, 3457.
15. L. S. Nair, C. T. Laurencin, J. Bone Joint Surg. Am. 2008, 90, 128.
16. Z. M. Huang, Y. Z. Zhang, M. Kotaki, S. Ramakrishna, Composites Sci. Technol. 2003, 63, 2223.
17. G. M. Whitesides, B. Grzybowski, Science 2002, 295, 2418.
18. P. X. Ma, R. Zhang, J. Biomed. Mater. Res. 1999, 46, 60.
19. S. G. Kumbar, R. James, S. P. Nukavarapu, C. T. Laurencin, Biomed. Mater. 2008, 3, 034002.
20. W. J. Li, C. T. Laurencin, E. J. Caterson, R. S. Tuan, F. K. Ko, J. Biomed. Mater. Res. 2002, 60, 613.
21. N. L. Nerurkar, B. M. Baker, S. Sen, E. E. Wible, D. M. Elliott, R. L. Mauck, Nat. Mater. 2009, 8, 986.
22. O. Böstman, H. Pihlajamäki, Biomaterials 2000, 21, 2615.
23. M. Deng, L. S. Nair, S. P. Nukavarapu, S. G. Kumbar, T. Jiang, N. R. Krogman, A. Singh, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, Biomaterials 2008, 29, 337.
24. M. Deng, L. S. Nair, S. P. Nukavarapu, S. G. Kumbar, T. Jiang, A. L. Weikel, N. R. Krogman, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2794.
25. L. S. Nair, S. Bhattacharyya, J. D. Bender, Y. E. Greish, P. W. Brown, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, Biomacromolecules 2004, 5, 2212.
26. S. Bhattacharyya, S. G. Kumbar, Y. M. Khan, L. S. Nair, A. Singh, N. R. Krogman, P. W. Brown, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, J. Biomed. Nanotechnol. 2009, 5, 69.
27. S. Bhattacharyya, L. S. Nair, A. Singh, N. R. Krogman, Y. E. Greish, P. W. Brown, H. R. Allcock, C. T. Laurencin, J. Biomed. Nanotechnol. 2006, 2, 36.
28. N. R. Krogman, A. L. Weikel, N. Q. Nguyen, K. A. Kristhart, S. P. Nukavarapu, L. S. Nair, C. T. Laurencin, H. R. Allcock, J. Appl. Polym. Sci. 2010, 115, 431.
29. M. T. Conconi, P. Carampin, S. Lora, C. Grandi, P. P. Parnigotto, in Polyphosphazenes for Biomedical Applications, (Ed:, A. Andrianov,), Wiley, Hoboken, NJ 2009.
30. K. A. Athanasiou, C.-F. Zhu, D. R. Lanctot, C. M. Agrawal, X. Wang, Tissue Eng. 2000, 6, 361.
31. P. X. Ma, Adv. Drug. Deliv. Rev. 2008, 60, 184.
32. S. Yang, K. F. Leong, Z. Du, C. K. Chua, Tissue Eng. 2001, 7, 679.
33. H. J. Sung, C. Meredith, C. Johnson, Z. S. Galis, Biomaterials 2004, 25, 5735.
34. K. Fu, D. W. Pack, A. M. Klibanov, R. Langer, Pharm. Res. 2000, 17, 100.
35. J. Currey, Nature 2001, 414, 699.
36. Y. Khan, M. J. Yaszemski, A. G. Mikos, C. T. Laurencin, J. Bone Joint Surg. Am. 2008, 90 Suppl 1, 36.
37. S. G. Kumbar, S. P. Nukavarapu, R. James, L. S. Nair, C. T. Laurencin, Biomaterials 2008, 29, 4100.
38. H. R. Allcock, Chemistry and Applications of Polyphosphazenes, Wiley Interscience, Hoboken, NJ 2003.
39. R. L. Mauck, B. M. Baker, N. L. Nerurkar, J. A. Burdick, W.-J. Li, R. S. Tuan, D. M. Elliott, Tissue Eng. Part B Rev. 2009, 15, 171.
40. K. G. Marra, J. W. Szem, P. N. Kumta, P. A. DiMilla, L. E. Weiss, J. Biomed. Mater. Res. 1999, 47, 324.
41. M. Ngiam, S. Liao, A. J. Patil, Z. Cheng, C. K. Chan, S. Ramakrishna, Bone 2009, 45, 4.
42. J. M. Taboas, R. D. Maddox, P. H. Krebsbach, S. J. Hollister, Biomaterials 2003, 24, 181.
43. M. D. Kofron, J. A. Cooper, S. G. Kumbar, C. T. Laurencin, J. Biomed. Mater. Res. A 2007, 82, 415.
44. M. D. Kofron, A. Griswold, S. G. Kumbar, K. Martin, X. J. Wen, C. T. Laurencin, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1351.
45. D. R. Carter, W. C. Hayes, J. Bone Joint Surg. 1977, 59, 954.
46. S. G. Kumbar, M. Kofron, L. S. Nair, C. T. Laurencin, in Biomedical Nanostructures, (Eds:, K. Gonsalves, C. Halberstadt, C. T. Laurencin, L. S. Nair,), Wiley, Hoboken, NJ 2008, 261.
47. Q. Lv, L. Nair, C. T. Laurencin, J. Biomed. Mater. Res. A 2009, 91A, 679.
48. V. Karageorgiou, D. Kaplan, Biomaterials 2005, 26, 5474.
49. J. Wang, C. M. Valmikinathan, W. Liu, C. T. Laurencin, X. Yu, J. Biomed. Mater. Res. A 2010, 93A, 753.
50. J. L. Brown, M. S. Peach, L. S. Nair, S. G. Kumbar, C. T. Laurencin, J. Biomed. Mater. Res. A 2010, 95A, 1150.
51. X. Zong, S. Ran, K.-S. Kim, D. Fang, B. S. Hsiao, B. Chu, Biomacromolecules 2003, 4, 416.
52. Y. Dong, S. Liao, M. Ngiam, C. K. Chan, S. Ramakrishna, Tissue Eng. Part B 2009, 15, 333.
53. A. M. Collins, N. J. V. Skaer, T. Gheysens, D. Knight, C. Bertram, H. I. Roach, R. O. C. Oreffo, S. Von-Aulock, T. Baris, J. Skinner, S. Mann, Adv. Mater. 2009, 21, 75.