Thermoresponsive polymer colloids for drug delivery and cancer therapy

Macromolecular Bioscience

Volumn 11, Issue 12, 2011, Pages 1722-1734

  Abulateefeh, Samer R ^a,b   Spain, Sebastian G ^a   Aylott, Jonathan W ^a   Chan, Weng C ^a   Garnett, Martin C ^a   Alexander, Cameron ^a  

^a UNIVERSITY OF NOTTINGHAM   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF JORDAN   (Jordan)

Author keywords

Cancer; Drug delivery; Nanoparticles; Smart materials; Thermoresponsive polymers

Indexed keywords

CANCER; CANCER THERAPY; CLINICAL PROCEDURE; COLLOIDAL MATERIALS; CYTOTOXIC AGENTS; DRUG DELIVERY SYSTEM; INTRACELLULAR COMPARTMENTS; KEY ATTRIBUTES; POSSIBLE FUTURES; TEMPERATURE STIMULI; THERMORESPONSIVE POLYMER; TUMOUR TISSUE;

COLLOID CHEMISTRY; COLLOIDS; DISEASES; DRUG DELIVERY; HISTOLOGY; INTELLIGENT MATERIALS; NANOPARTICLES; TISSUE;

POLYMERS;

GOLD NANOPARTICLE; LIPOSOME; MAGNETIC NANOPARTICLE; POLYMER;

ARTICLE; CANCER THERAPY; CHEMICAL STRUCTURE; COLLOID; DRUG DELIVERY SYSTEM; THERMORESPONSIVE POLYMER COLLOID;

ACRYLAMIDES; ANTINEOPLASTIC AGENTS; COLLOIDS; DRUG CARRIERS; DRUG DELIVERY SYSTEMS; HOT TEMPERATURE; HUMANS; MAGNETICS; MICELLES; NANOPARTICLES; NEOPLASMS; PHASE TRANSITION; POLYMETHACRYLIC ACIDS; SOLUBILITY;

EID: 83255192251     PISSN: 16165187     EISSN: 16165195     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/mabi.201100252     Document Type: Article

References (149)

1. L. Zhang, F. X. Gu, J. M. Chan, A. Z. Wang, R. S. Langer, O. C. Farokhzad, Clin. Pharmacol. Ther. 2008, 83, 761.
2. P. Vaupel, F. Kallinowski, P. Okunieff, Cancer Res. 1989, 49, 6449.
3. W. Connor, E. Gerner, R. Miller, M. Boone, Radiology 1977, 123, 497.
4. N. Tirelli, Curr. Opin. Colloid Interface 2006, 11, 210.
5. M. Urano, M. Kuroda, Y. Nishimura, Int. J. Hyperther. 1999, 15, 79.
6. W. C. Dewey, Int. J. Hyperther. 1994, 10, 457.
7. Y. Sakaguchi, L. C. Stephens, M. Makino, T. Kaneko, F. R. Strebel, L. L. Danhauser, G. N. Jenkins, J. M. C. Bull, Cancer Res. 1995, 55, 5459.
8. M. Gaber, N. Wu, K. Hong, K. Shi, M. Dewhirst, D. Papahadjopoulos, Int. J. Radiat. Oncol. 1996, 36, 1177.
9. M. Hauck, D. Coffin, R. Dodge, M. Dewhirst, J. Mitchell, M. Zalutsky, Int. J. Hyperther. 1997, 13, 307.
10. R. Dermietzel, C. Streffer, Strahlenther. Onkol. 1992, 168, 593.
11. J. van der Zee, D. González, G. C. van Rhoon, J. D. P. van Dijk, W. L. J. van Putten, A. A. M. Hart, Lancet 2000, 355, 1119.
12. K. Kitamura, H. Kuwano, M. Watanabe, J. Surg. Oncol. 1995, 60, 55.
13. R. Valdagni, M. Amichetti, Int. J. Radiat. Oncol. 1993, 28, 163.
14. C. Vernon, J. Hand, S. Field, Int. J. Radiat. Oncol. 1996, 35, 731.
15. P. Sneed, P. Stauffer, M. McDermott, Int. J. Radiat. Oncol. 1998, 40, 287.
16. R. Hamazoe, M. Maeta, N. Kaibara, Cancer 1994, 73, 2048.
17. N. Kawai, A. Ito, Y. Nakahara, M. Futakuchi, T. Shirai, H. Honda, T. Kobayashi, K. Kohri, Prostate 2005, 64, 373.
18. K. Tanaka, A. Ito, T. Kobayashi, T. Kawamura, S. Shimada, K. Matsumoto, T. Saida, H. Honda, J. Biosci. Bioeng. 2005, 100, 112.
19. nd edition, Saunders, 2004, p. 1569.
20. J. van de Kamer, A. de Leeuw, S. Hornsleth, Int. J. Hyperther. 2001, 17, 207.
21. N. Rapoport, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 962.
22. D. Schmaljohann, Adv. Drug Delivery Rev. 2006, 58, 1655.
23. I. Dimitrov, B. Trzebicka, A. H. E. Müller, A. Dworak, C. B. Tsvetanov, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 1275;
24. E. S. Gil, S. M. Hudson, Prog. Polym. Sci. 2004, 29, 1173.
25. B. Jeong, K. M. Lee, A. Gutowska, Y. H. An, Biomacromolecules 2002, 3, 865;
26. H. H. Lin, Y. L. Cheng, Macromolecules 2001, 34, 3710;
27. S. Okabe, S. Sugihara, S. Aoshima, M. Shibayama, Macromolecules 2002, 35, 8139.
28. M. Annaka, C. Tanaka, T. Nakahira, M. Sugiyama, T. Aoyagi, T. Okano, Macromolecules 2002, 35, 8173;
29. R. Yoshida, K. Uchida, Y. Kaneko, K. Sakai, A. Kikuchi, Y. Sakurai, T. Okano, Nature 1995, 374, 240.
30. J. Chung, M. Yokoyama, M. Yamato, T. Aoyagi, Y. Sakurai, T. Okano, J. Controlled Release 1999, 62, 115.
31. S. Liu, Y. Tong, Y. Yang, Biomaterials 2005, 26, 5064.
32. J. Zhu, X. Zhang, H. Cheng, Y. Li, S. Cheng, R. Zhuo, J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2007, 45, 5354.
33. H. Wei, W. Chen, C. Chang, C. Cheng, S. Cheng, X. Zhang, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2888.
34. Y. Liu, J. Wu, L. Meng, L. Zhang, X. Lu, J. Biomed. Mater. Res., B 2008, 85B, 435.
35. F. Kohori, K. Sakai, T. Aoyagi, M. Yokoyama, M. Yamato, Y. Sakurai, T. Okano, Colloids Surf. B 1999, 16, 195.
36. M. Nakayama, T. Okano, T. Miyazaki, F. Kohori, K. Sakai, M. Yokoyama, J. Controlled Release 2006, 115, 46.
37. K. Na, K. H. Lee, D. H. Lee, Y. H. Bae, Eur. J. Pharm. Sci. 2006, 27, 115.
38. M. Yang, Y. Ding, L. Zhang, X. Qian, X. Jiang, B. Liu, J. Biomed. Mater. Res., A 2007, 81, 847.
39. J. S. Park, Y. Akiyama, Y. Yamasaki, K. Kataoka, Langmuir 2007, 23, 138.
40. U. S. Toti, S. H. Moon, H. Y. Kim, Y. J. Jun, B. M. Kim, Y. M. Park, B. Jeong, Y. S. Sohn, J. Controlled Release 2007, 119, 34.
41. K. H. Bae, S. H. Choi, S. Y. Park, Y. Lee, T. G. Park, Langmuir 2006, 22, 6380.
42. M. R. Dreher, A. J. Simnick, K. Fischer, R. J. Smith, A. Patel, M. Schmidt, A. Chilkoti, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 687;
43. G. L. Bidwell, D. Raucher, Adv. Drug Delivery Rev. 2010, 62, 1486.
44. D. W. Urry, T. Hugel, M. Seitz, H. E. Gaub, L. Sheiba, J. Dea, J. Xu, T. Parker, Philos. Trans. R. Soc. Lond. Ser. B: Biol. Sci. 2002, 357, 169;
45. J. R. McDaniel, D. J. Callahan, A. Chilkoti, Adv. Drug Delivery Rev. 2010, 62, 1456.
46. J. Andrew MacKay, M. Chen, J. R. McDaniel, W. Liu, A. J. Simnick, A. Chilkoti, Nat. Mater. 2009, 8, 993;
47. G. L. Bidwell, A. N. Davis, D. Raucher, J. Controlled Release 2009, 135, 2.
48. A. Chilkoti, M. R. Dreher, D. E. Meyer, Adv. Drug Delivery Rev. 2002, 54, 1093.
49. M. R. Dreher, W. G. Liu, C. R. Michelich, M. W. Dewhirst, A. Chilkoti, Cancer Res. 2007, 67, 4418.
50. D. E. Meyer, G. A. Kong, M. W. Dewhirst, M. R. Zalutsky, A. Chilkoti, Cancer Res. 2001, 61, 1548.
51. O. Mouritsen, K. Jorgensen, T. Honger, in Permeability and Stability of Lipid Bilayers, (Eds: E. A. Disalvo, S. A. Simon ), CRC Press, Boca Raton, FL, USA 1994.
52. D. Needham, M. W. Dewhirst, Adv. Drug Delivery Rev. 2001, 53, 285;
53. O. G. Mouritsen, M. J. Zuckermann, Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 389.
54. D. Needham, G. Anyarambhatla, G. Kong, M. W. Dewhirst, Cancer Res. 2000, 60, 1197;
55. G. Kong, G. Anyarambhatla, W. P. Petros, R. D. Braun, O. M. Colvin, D. Needham, M. W. Dewhirst, Cancer Res. 2000, 60, 6950.
56. T. Ta, A. J. Convertine, C. R. Reyes, P. S. Stayton, T. M. Porter, Biomacromolecules 2010, 11, 1915.
57. K. Kono, Adv. Drug Delivery Rev. 2001, 53, 307;
58. J.-C. Kim, J.-D. Kim, Colloids Surf., B 2002, 24, 45.
59. E. Roux, R. Stomp, S. Giasson, M. Pézolet, P. Moreau, J.-C. Leroux, J. Pharm. Sci. 2002, 91, 1795.
60. X. Yin, A. S. Hoffman, P. S. Stayton, Biomacromolecules 2006, 7, 1381.
61. W. Wang, H. Liang, L. Hamilton, M. Fraylich, K. Shakesheff, B. Saunders, C. Alexander, Adv. Mater. 2009, 21, 1809.
62. S. R. Abulateefeh, A. O. Saeed, J. W. Aylott, W. C. Chan, M. C. Garnett, B. R. Saunders, C. Alexander, Chem. Commun. 2009, 6068.
63. Z. Shen, W. Wei, Y. Zhao, G. Ma, T. Dobashi, Y. Maki, Z. Su, J. Wan, Eur. J. Pharm. Sci. 2008, 35, 271.
64. S. Neveu, A. Bee, M. Robineau, D. Talbot, J. Colloid Interface Sci. 2002, 255, 293;
65. F. Grasset, N. Labhsetwar, D. Li, D. C. Park, N. Saito, H. Haneda, O. Cador, T. Roisnel, S. Mornet, E. Duguet, J. Portier, J. Etourneau, Langmuir 2002, 18, 8209;
66. S. Sun, H. Zeng, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8204.
67. R. Massart, V. Cabuil, J. Chem. Phys. 1987, 84, 967;
68. S. Khalafalla, G. Reimers, Sep. Sci. 1973, 8, 161;
69. R. Massart, IEEE Trans. Magn. 1981, 17, 1247.
70. C. Kirsten, M. Roth, O. Lammerschop, H.-M. Sauer, WO 02/13580 A1, 2002.
71. C. Bergemann, D. Müller-Schulte, J. Oster, L. à. Brassard, A. S. Lübbe, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 194, 45;
72. L. Nuñez, M. D. Kaminski, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 194, 102.
73. C. H. Cunningham, T. Arai, P. C. Yang, M. V. McConnell, J. M. Pauly, S. M. Conolly, Magn. Reson. Med. 2005, 53, 999.
74. K. J. Widder, A. E. Senyei, D. G. Scarpelli, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1978, 158, 141.
75. A. Kondo, N. Ohnishi, H. Furukawa, Pharm. Technol. Jpn. 2003, 19, 1753;
76. J. He, J.-Y. Chen, P. Wang, P.-N. Wang, J. Guo, W.-L. Yang, C.-C. Wang, Q. Peng, Nanotechnology 2007, 18, 415101.
77. S. Mornet, S. Vasseur, F. Grasset, P. Veverka, G. Goglio, A. Demourgues, J. Portier, E. Pollert, E. Duguet, Prog. Solid State Chem. 2006, 34, 237;
78. R. Hiergeist, W. Andrä, N. Buske, R. Hergt, I. Hilger, U. Richter, W. Kaiser, J. Magn. Magn. Mater. 1999, 201, 420.
79. S. Mornet, S. Vasseur, F. Grasset, E. Duguet, J. Mater. Chem. 2004, 14, 2161;
80. R. Hergt, S. Dutz, R. Müller, M. Zeisberger, J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, S2919;
81. S. Müller, Nanomed. Nanotechnol. 2009, 5, 387.
82. I. Robinson, C. Alexander, L. T. Lu, L. D. Tung, D. G. Fernig, N. T. K. Thanh, Chem. Commun. 2007, 4602;
83. I. Robinson, C. Alexander, L. D. Tung, D. G. Fernig, N. T. K. Thanh, J. Magn. Magn. Mater. 2009, 321, 1421;
84. A. P. Herrera, C. Barrera, Y. Zayas, C. Rinaldi, J. Colloid Interface Sci. 2010, 342, 540;
85. W.-C. Yang, R. Xie, X.-Q. Pang, X.-J. Ju, L.-Y. Chu, J. Membr. Sci. 2008, 321, 324.
86. J. Guo, W. Yang, Y. Deng, C. Wang, S. Fu, Small 2005, 1, 737.
87. J. E. Wong, A. K. Gaharwar, D. Müller-Schulte, D. Bahadur, W. Richtering, J. Magn. Magn. Mater. 2007, 311, 219.
88. A. M. Schmidt, Macromol. Rapid Commun. 2005, 26, 93;
89. A. M. Schmidt, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 289, 5;
90. T. Gelbrich, M. Feyen, A. M. Schmidt, Macromolecules 2006, 39, 3469;
91. A. Kaiser, T. Gelbrich, A. M. Schmidt, J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, S2563.
92. J. Guo, W. Yang, C. Wang, J. He, J. Chen, Chem. Mater. 2006, 18, 5554;
93. S. Zhu, Z. Zhou, D. Zhang, C. Jin, Z. Li, Microporous Mesoporous Mater. 2007, 106, 56.
94. T.-Y. Liu, S.-H. Hu, K.-H. Liu, R.-S. Shaiu, D.-M. Liu, S.-Y. Chen, Langmuir 2008, 24, 13306;
95. T.-Y. Liu, K.-H. Liu, D.-M. Liu, S.-Y. Chen, I. W. Chen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 616;
96. T.-Y. Liu, S.-H. Hu, D.-M. Liu, S.-Y. Chen, I.-W. Chen, Nano Today 2009, 4, 52.
97. Q. Yuan, R. Venkatasubramanian, S. Hein, R. D. K. Misra, Acta Biomater. 2008, 4, 1024;
98. J. Zhang, R. Misra, Acta Biomater. 2007, 3, 838.
99. N. Andhariya, B. Chudasama, R. Mehta, R. Upadhyay, J. Nanopart. Res. 2010, 1.
100. S. Guo, E. Wang, Anal. Chim. Acta 2007, 598, 181.
101. P. Mulvaney, Langmuir 1996, 12, 788.
102. J. Turkevitch, P. C. Stevenson, J. Hillier, Discuss. Faraday Soc. 1951, 11, 55;
103. T. Yonezawa, T. Kunitake, Colloids Surf., A 1999, 149, 193.
104. M. Brust, J. Fink, D. Bethell, D. J. Schiffrin, C. Kiely, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 1655;
105. M. Brust, M. Walker, D. Bethell, D. J. Schiffrin, R. J. Whyman, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 1994, 801.
106. N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy, Chem. Mater. 2001, 13, 2313.
107. A. Manna, T. Imae, T. Yogo, K. Aoi, M. Okazaki, J. Colloid Interface Sci. 2002, 256, 297.
108. S. Mössmer, J. P. Spatz, M. Möller, T. Aberle, J. Schmidt, W. Burchard, Macromolecules 2000, 33, 4791.
109. V. Chechik, R. M. Crooks, Langmuir 1999, 15, 6364.
110. M. A. Hayat, Colloidal Gold: Principles, Methods and Applications, Academic Press, New York 1989.
111. R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science 1997, 277, 1078.
112. A. C. Templeton, S. Chen, S. M. Gross, R. W. Murray, Langmuir 1999, 15, 66.
113. J. M. de la Fuente, A. G. Barrientos, T. C. Rojas, J. Rojo, J. Cañada, A. Fernández, S. Penadés, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2257.
114. S. Galvagno, G. Parravano, J. Catal. 1978, 55, 178;
115. P. Claus, A. Brückner, C. Mohr, H. Hofmeister, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11430.
116. G. F. Paciotti, D. G. I. Kingston, L. Tamarkin, Drug Dev. Res. 2006, 67, 47.
117. J. D. Gibson, P. Bishnu, E. R. Zubarev, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11653.
118. G. Han, C. T. Martin, V. M. Rotello, Chem. Biol. Drug Des. 2006, 67, 78.
119. M. Oishi, J. Nakaogami, T. Ishii, Y. Nagasaki, Chem. Lett. 2006, 35, 1046.
120. D. Bhumkar, H. Joshi, M. Sastry, V. Pokharkar, Pharm. Res. 2007, 24, 1415.
121. X. Huang, W. Qian, I. H. El-Sayed, M. A. El-Sayed, Laser Surg. Med. 2007, 39, 747.
122. E. A. Kazimierska, M. Ciszkowska, Electroanalysis 2005, 17, 1384;
123. C. Wang, N. T. Flynn, R. Langer, Adv. Mater. 2004, 16, 1074;
124. H. J. Jeon, D. H. Goa, S.-Y. Choi, K. M. Kima, J. Y. Lee, D. J. Chooa, H.-O. Yoo, J. M. Kimb, J. Kima, Colloids Surf., A 2008, 317, 496;
125. K. Okubo, T. Shimada, T. Shimizu, N. Uehara, Anal. Sci. 2007, 23, 85;
126. X. Zhao, X. Ding, Z. Deng, Z. Zheng, Y. Peng, X. Long, Macromol. Rapid Commun. 2005, 26, 1784;
127. D. J. Kim, S. M. Kang, B. Kong, W.-J. Kim, H.-J. Paik, H. Choi, I. S. Choi, Macromol. Chem. Phys. 2005, 206, 1941;
128. T. Tang, M. J. Krysmann, I. W. Hamley, Colloids Surf., A 2008, 317, 764;
129. B. Du, B. Zhao, P. Tao, K. Yin, P. Lei, Q. Wang, Colloids Surf., A 2008, 317, 194;
130. R. Alvarez-Rodriguez, M. Alonso, A. Girotti, V. Reboto, J. C. Rodriguez-Cabello, Eur. Polym. J. 2010, 46, 643;
131. X.-Y. Liu, F. Cheng, Y. Liu, W.-G. Li, Y. Chen, H. Pan, H.-J. Liu, J. Mater. Chem. 2010, 20, 278;
132. X.-Y. Liu, F. Cheng, Y. Liu, H.-J. Liu, Y. Chen, J. Mater. Chem. 2010, 20, 360;
133. A. Grimm, C. Nowak, J. Hoffmann, W. Schartl, Macromolecules 2009, 42, 6231;
134. D. Zhao, X. Chen, Y. Liu, C. Wu, R. Ma, Y. An, L. Shi, J. Colloid Interface Sci. 2009, 331, 104;
135. D. a. Xiong, Z. Li, L. Zou, Z. He, Y. Liu, Y. An, R. Ma, L. Shi, J. Colloid Interface Sci. 2010, 341, 273.
136. J.-H. Kim, T. R. Lee, Drug Dev. Res. 2006, 67, 61.
137. J.-H. Kim, T. R. Lee, Langmuir 2007, 23, 6504.
138. J.-H. Kim, T. R. Lee, J. Biomed. Pharm. Eng. 2008, 2, 29.
139. Y. Wang, G. Wei, W. Zhang, X. Jiang, P. Zheng, L. Shi, A. Dongb, J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 266, 233;
140. Y. Wang, G. Wei, F. Wen, X. Zhang, W. Zhang, L. Shi, J. Mol. Catal. A: Chem. 2008, 280, 1.
141. J. Raula, J. Shan, M. Nuopponen, A. Niskanen, H. Jiang, E. I. Kauppinen, H. Tenhu, Langmuir 2003, 19, 3499.
142. S. Salmaso, P. Caliceti, V. Amendola, M. Meneghetti, J. P. Magnusson, G. Pasparakis, C. Alexander, J. Mater. Chem. 2009, 19, 1608.
143. N. G. Portney, M. Ozkan, Anal. Bioanal. Chem. 2006, 384, 620.
144. H. Lomas, M. Massignani, K. A. Abdullah, I. Canton, C. L. Presti, S. MacNeil, J. Z. Du, A. Blanazs, J. Madsen, S. P. Armes, A. L. Lewis, G. Battaglia, Faraday Discuss. 2008, 139, 143.
145. Y. Lee, S. Fukushima, Y. Bae, S. Hiki, T. Ishii, K. Kataoka, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5362.
146. M. Ebara, M. Yamato, M. Hirose, T. Aoyagi, A. Kikuchi, K. Sakai, T. Okano, Biomacromolecules 2003, 4, 344.
147. C. Stefanadis, C. Chrysochoou, D. Markou, K. Petraki, D. B. Panagiotakos, C. Fasoulakis, A. Kyriakidis, C. Papadimitriou, P. K. Toutouzas, J. Clin. Oncol. 2001, 19, 676.
148. D. E. Meyer, B. C. Shin, G. A. Kong, M. W. Dewhirst, A. Chilkoti, J. Controlled Release 2001, 74, 213.
149. T. Okano, Y. H. Bae, H. Jacobs, S. W. Kim, J. Controlled Release 1990, 11, 255.