Laser micro-and nanofabrication of biomaterials

MRS Bulletin

Volumn 36, Issue 12, 2011, Pages 973-982

  Narayan, Roger ^a   Goering, Peter ^b  

^a USA and North Carolina State University   (United States)

^b CENTER FOR DEVICES AND RADIOLOGICAL HEALTH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

INDUSTRIAL DEVELOPMENT; LASER PROCESSING; MEDICAL DEVICES; NANO-SCALE MATERIALS; TRANSDERMAL; WELDING MATERIALS;

BIOLOGICAL MATERIALS; BIOMEDICAL ENGINEERING; BIOMEDICAL EQUIPMENT; DIAGNOSIS; MEDICAL APPLICATIONS; NANOTECHNOLOGY; SINTERING;

FUNCTIONAL POLYMERS;

EID: 83755195453     PISSN: 08837694     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1557/mrs.2011.302     Document Type: Review

References (120)

1. T.H. Maiman , Nature 187 , 493 (1960).
2. A. Javan , W.R. Bennett , D. Herriott , Phys. Rev. Lett. 6 , 106 (1961).
3. L.F. Johnson , J. Appl. Physiol. 34 , 897 (1961).
4. W.R. Bennett , W.L. Faust , R.A. McFarlane , C.K.N. Patel , Phys. Rev. Lett. 8 , 470 (1962).
5. C.K.N. Patel , Phys. Rev. Lett. 13 , 617 (1964).
6. R.W. Ryan , R.F. Spetzler , M.C. Preul , Neurosurg. Focus 27 , E6 (2009).
7. H. Rose , D. Smart , Res. Rev. Clin. Trials 143 (1964).
8. K.M. Earle , S. Carpenter , U. Roessmann , M.A. Ross , J.R. Hayes , E. Zeitler , Fed. Proc. 24 , 129 (1965).
9. M.M. Zaret , G.M. Breinin , I.M. Siegel , H. Ripps , H. Schmidt , Science 134 , 1525 (1961).
10. L. Goldman , R.J. Rockwell , J. Am. Med. Assoc. 198 , 641 (1966).
11. E. Klein , S. Fine , Y. Laor , M.S. Litwin , J. Donoghue , L. Simpson , J. Invest. Dermatol. 43 , 565 (1964).
12. S. Stellar , T.G. Polanyi , J. Clin. Laser Med. Surg. 10 , 399 (1992).
13. T.F. Deutsch , Phys. Today 41 , 56 (1988).
14. S. Takac , S. Stojanovi ? , B. Muhi , Med. Pregl. 51 , 146 (1998).
15. G.S. Edwards , S.J. Allen , R.F. Haglund , R.J. Nemanich , B. Redlich , J.D. Simon , W.C. Yang , Photochem. Photobiol. 81 , 711 (2005).
16. G. Edwards , R. Logan , M. Copeland , L. Reinisch , J. Davidson , B. Johnson , R. Maciunas , M. Mendenhall , R. Ossoff , J. Tribble , J. Werkhaven , D. O'Day , Nature 371 , 416 (1994).
17. G. Edwards , R. Logan , M. Copeland , L. Reinisch , J. Davidson , B. Johnson , R. Maciunas , M. Mendenhall , R. Ossoff , J. Tribble , J. Werkhaven , D. O'Day , Proc. SPIE 2138 , 35 (1994).
18. M.L. Copeland , R.J. Maciunas , G.S. Edwards , in Neurosurgical Topics: Advanced Techniques in Central Nervous System Metastases , R.J. Maciunas , Ed. (Thieme , NY , 1998), p. 113.
19. W. Sun , J.H. Shen , D.J. Shetlar , K.M. Joos , J. Glaucoma 9 , 325 (2000).
20. S.H. Chung , E. Mazur , J. Biophotonics 2 , 557 (2009).
21. A. Vogel , J. Noack , G. Huttman , G. Paltauf , Appl. Phys. B 81 , 1015 (2005).
22. J.R. Bashford , Orthopaedics 16 , 541 (1993).
23. T. Eliades , Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 131 , 253 (2007).
24. T.E. Gordon , D.L. Smith , J. Prosthet. Dent. 24 , 472 (1970).
25. T. Yamagishi , M. Ito , Y. Fujimura , J. Prosthet. Dent. 70 , 264 (1993).
26. G. Sjogren , M. Andersson , M. Bergman , Acta Odont. Scand. 46 , 247 (1988).
27. C. Bertrand , Y. Le Petitcorps , L. Albingre , V. Dupuis , Br. Dent. J. 190 , 255 (2001).
28. N. Amanat , N.L. James , D.R. McKenzie , Med. Eng. Phys. 7 , 690 (2010).
29. A. Mian , G. Newaz , T. Mahmood , G. Auner , J. Mater. Sci. 42 , 8150 (2007).
30. A. Mian , T. Sultana , D. Georgiev , R. Witte , H. Herfurth , G. Auner , G. Newaz , J. Biomed. Mater. Res. Part B 90B , 614 (2009).
31. T. Minamizato , J. Prosth. Dent. 63 , 677 (1990).
32. B. Kasemo , J. Gold , Adv. Dent. Res. 13 , 8 (1999).
33. F.A. Rueggeberg , Dent. Mater. 27 , 39 (2011).
34. W.R. Lacefi eld , Implant Dent. 7 , 315 (1998).
35. A. Kurella , N.B. Dahotre , J. Biomater. Appl. 20 , 5 (2005).
36. J. Norton , K.R. Malik , J.A. Darr , I. Rehman , Adv. Appl. Ceram. 105 , 113 (2006).
37. L.T. de Jonge , S.C.G. Leeuwenburgh , G.C. Wolke , G.C. Joop , J.A. Jansen , Pharm. Res. 25 , 2357 (2008).
38. P.K. Chu , J.Y. Chen , L.P. Wang , N. Huang , Mater. Sci. Eng., R 36 , 143 (2002).
39. I.N. Mihailescu , P. Torricelli , A. Bigi , I. Mayer , M. Iliescu , J. Werckmann , G. Socol , F. Miroiu , F. Cuisinier , R. Elkaim , G. Hildebrand , Appl. Surf. Sci. 248 , 344 (2005).
40. M. Sygnatowicz , K. Keyshar , A. Tiwari , JOM 62 , 65 (2010).
41. M. Jelinek , T. Kocourek , K. Jurek , J. Remsa , J. Miksovsky , M. Weiserova , J. Strnad , T. Luxbacher , Appl. Phys. A 101 , 615 (2010).
42. W. Mroz , A. Bombalska , S. Burdynska , M. Jedynski , A. Prokopiuk , B. Budner , A. Slosarczyk , A. Zima , E. Menaszek , A. Scislowska-Czarnecka , K. Niedzielski , J. Mol. Struct. 977 , 145 (2010).
43. A.C. Evans , J. Franks , P.J. Revell , Surf. Coat. Technol. 47 , 662 (1991).
44. J. Franks , J. Vac. Sci. Technol., A 7 , 2307 (1989).
45. J. Narayan , W.D. Fan , R.J. Narayan , P. Tiwari , H.H. Stadelmaier , Mater. Sci. Eng., B 25 , 5 (1994).
46. M.L. Morrison , R.A. Buchanan , P.K. Liaw , C.J. Berry , R.L. Brigmon , L. Riester , H. Abernathy , C. Jin , R.J. Narayan , Diamond Relat. Mater 15 , 138 (2006).
47. M. Jelinek , T. Kocourek , J. Remsa , R. Cristescu , I.N. Mihailescu , D.B. Chrisey , Laser Phys. 17 , 66 (2007).
48. D.M. Bubb , B.R. Ringeisen , J.H. Callahan , M. Galicia , A. Vertes , J.S. Horwitz , R.A. McGill , E.J. Houser , P.K. Wu , A. Pique , D.B. Chrisey , Appl. Phys. A 73 , 121 (2001).
49. R. Cristescu , C. Popescu , G. Socol , A. Visan , I.N. Mihailescu , S.D. Gittard , P.R. Miller , T.N. Martin , R.J. Narayan , A. Andronie , I. Stamatin , D.B. Chrisey , Appl. Surf. Sci. 257 , 5287 (2011).
50. A. Malone , Scimed Life Systems Inc., Boston Sci. Ltd., International Application Number PCT/US2005/004596.
51. E. Gyorgy , I.N. Mihailescu , P. Serra , A. Perez del Pino , J.L. Morenza , Surf. Coat. Technol. 154 , 63 (2002).
52. S.R. Paital , N.B. Narendra , Mater. Sci. Eng., R 66 , 1 (2009).
53. P.G. Engleman , A. Kurella , A. Samant , C.A. Blue , N.B. Dahotre , JOM 57 , 46 (2005).
54. L.E. Murr , S.A. Quinones , S.M. Gaytan , M.I. Lopez , A. Rodela , E.Y. Martinez , D.H. Hernandez , E. Martinez , F. Medina , R.B. Wicker , J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2 , 20 (2009).
55. S. Van Bael , B. Vandenbroucke , G. Kerckhofs , J. Schrooten , J.P. Kruth , Proc. TMS 2009 138th Annual Meeting & Exhibition, Vol 1: Materials Processing and Properties , 333 (2009).
56. B. Vandenbroucke , J.P. Kruth , Rapid Prototyp. J. 13 , 196 (2007).
57. Y.C. Hagedorn , J. Wilkes , W. Meiners , W. Konrad , R. Poprawe , Physics Procedia 5 , 587 (2010).
58. A. Gebhardt , F.M. Schmidt , J.S. Hotter , W. Sokalla , P. Sokalla , Physics Procedia 5 , 543 (2010).
59. I.V. Shishkovsky , L.T. Volova , M.V. Kuznetsov , Y.G. Morozov , I.P. Parkin , J. Mater. Chem. 18 , 1309 (2008).
60. J.T. Rimell , P.M. Marquis , J. Biomed. Mater. Res. 53 414 (2000).
61. I. Palcic , M. Balazic , M. Milfelner , B. Buchmeister , Mater. Manuf. Proc. 24 , 750 (2009).
62. G.D.J. Ram , C.K. Esplin , B.E. Stucker , J. Mater. Sci. - Mater. Med. 19 , 2105 (2008).
63. B.K. Nayak , M.C. Gupta , Opt. Lasers Eng. 48 , 940 (2010).
64. J.R. Bush , B.K. Nayak , L.S. Nair , M.C. Gupta , C.T. Laurencin , J. Biomed. Mater. Res. Part B 97B , 299 (2011).
65. J.M. Rosen , M. Grosser , V.R. Hentz , Restor. Neurol. Neurosci. 2 , 89 (1990).
66. C. Dupas-Bruzek , O. Robbe , A. Addad , S. Turrell , D. Derozier , Appl. Surf. Sci. 255 , 8715 (2009).
67. C. Veraart , C. Raftopoulos , J.T. Mortimer , J. Delbeke , D. Pins , G. Michaux , A. Vanlierde , S. Parrini , M.-C. Wanet-Defalque , Brain Res. 813 , 181 (1998)
68. S.P. Lacour , S. Wagner , R.J. Narayan , T. Li , Z.G. Suo , J. Appl. Phys. 100 , 014913 (2006).
69. T.V. Chirila , I.J. Constable , P.P. Vansaarloos , G.D. Barrett , Biomaterials 11 , 305 (1990).
70. T.V. Chirila , G.D. Barrett , A.V. Russo , I.J. Constable , P.P. Vansaarloos , C.I. Russo , Biomaterials 11 , 313 (1990).
71. T.J. Newland , M.L. McDermott , D. Eliott , L.D. Hazlett , D.J. Apple , R.J. Lambert , R.P. Barrett , J. Cataract Refract. Surg. 25 , 72 (1999).
72. K.P. Thompson , K. Hanna , G.O. Waring , I. Gipson , Y. Liu , R.P. Gailitis , B. Johnson-Wint , K. Green , Refract. Corn. Surg. 7 , 240 (1991).
73. S.W. Robertson , V. Imbeni , H.R. Wenk , R.O. Ritchie , J. Biomed. Mater. Res. Part A 72A , 190 (2005).
74. S. Shabalovskaya , J. Anderegg , J. Van Humbeeck , Acta Biomater. 4 , 447 (2008).
75. Z.D. Cui , H.C. Man , X.J. Yang , Surf. Coat. Technol. 192 , 347 (2005).
76. Y.P. Kathuria , J. Mater. Process. Technol. 170 , 545 (2005).
77. S.K. Sudheer , S. Prathibha , J. Micro/Nanolithogr. MEMS MOEMS 7 , 033012 (2008).
78. S.K. Sudheer , V.P.M. Pillai , V.U. Nayar , Y. Pothiawala , D. Kothwala , J. Microlith. Microfab. Microsyst. 5 , 023010 (2006).
79. D. Lootz , D. Behrend , S. Kramer , T. Freier , A. Haubold , G. Benkiesser , K.P. Schmitz , B. Becher , Biomaterials 22 , 2447 (2001).
80. N. Grabow , M. Schlun , K. Sternberg , N. Hakansoon , S. Kramer , K.P. Schmitz , J. Biomech. Eng. Trans. ASME 127 , 25 (2005).
81. N. Grabow , C.M. Buenger , C. Schultze , K. Schmohl , D.P. Marin , S.F. Williams , K. Sternberg , K.P. Schmitz , Ann. Biomed. Eng. 35 , 2031 (2007).
82. M. Mielke , D. Gaudiosi , K. Kim , M. Greenberg , X. Gu , R. Cline , X. Peng , M. Slovick , N. Allen , M. Manning , M. Ferrel , N. Prachayaamorn , S. Sapers , J. Laser Micro/Nanoeng. 5 , 53 (2010).
83. N. Muhammad , D. Whitehead , A. Boor , L. Li , J. Mater. Process. Technol. 210 , 2261 (2010).
84. J.E. Sousa , M.A. Costa , A. Abizaid , A.S. Abizaid , F. Feres , I.M.F. Pinto , A.C. Seixas , R. Staico , L.A. Mattos , A.G.M.R. Sousa , R. Falotico , J. Jaeger , J.J. Popma , P.W. Serruys , Circulation 103 , 192 (2001).
85. C. di Mario , H. Griffi ths , M. Goktekin , N. Peeters , J. Verbist , M. Bosiers , K. DeLoose , B. Heublein , R. Rohde , B. Kasese , C. Ilsley , R. Erbel , J. Interv. Cardiol. 17 , 391 (2004).
86. A. Tavakoli , M. Sohrabi , A. Kargari , Chem. Pap. 61 , 151 (2007).
87. S. Veintemillas-Verdaguer , M.D. Morales , O. Bomati-Miguel , C. Bautista , X.Q. Zhao , P. Bonville , R.P. de Alejo , J. Ruiz-Cabello , M. Santos , F.J. Tendillo- Cortijo , J. Ferreiros , J. Phys. D 37 , 2054 (2004).
88. E. Popovici , F. Dumitrache , I. Morjan , R. Alexandrescu , V. Ciupina , G. Prodan , L. Vekas , D. Bica , O. Marinica , E. Vasile , Appl. Surf. Sci. 254 , 1048 (2007).
89. T. Asahi , T. Sugiyama , H. Masuhara , Acc. Chem. Res. 41 , 1790 (2008).
90. D.P. Singh , Sci. Adv. Mater. 2 , 245 (2010).
91. T. Okada , B.H. Agung , Y. Nakata , Appl. Phys. A 79 , 1417 (2004).
92. T. Okada , K. Kawashima , Y. Nakata , Thin Solid Films 506-507 , 274 (2006).
93. T. Okada , J. Suehiro , Appl. Surf. Sci. 253 , 7840 (2007).
94. K. Itoh , W. Watanabe , Y. Ozeki , Proc. IEEE 91 , 1011 (2009).
95. E. Stratakis , A. Ranella , M. Farsari , C. Fotakis , Prog. Quantum Electron. 33 127 (2009).
96. R.J. Narayan , A. Doraiswamy , D.B. Chrisey , B.N. Chichkov , Mater. Today 13 , 42 (2010).
97. I. Sakellari , A. Gaidukeviciute , A. Giakoumaki , D. Gray , C. Fotakis , M. Farsari , M. Vamvakaki , C. Reinhardt , A. Ovsianikov , B.N. Chichkov , Appl. Phys. A 100 , 359 (2010).
98. M. Farsari , B.N. Chichkov , Nat. Photonics 3 , 450 (2009).
99. P.R. Miller , A. Ovsianikov , A. Koroleva , S.D. Gittard , B.N. Chichkov , R.J. Narayan , Am. Ceram. Soc. Bull. 90 , 24 (2009).
100. R. Liska , M. Schuster , R. Infohr , C. Turecek , C. Fritscher , B. Seidl , V. Schmidt , L. Kuna , A. Haase , F. Varga , H. Lichtenegger , J. Stampfl , J. Coat. Technol. Res. 4 , 505 (2007).
101. S. Maruo , K. Ikuta , H. Korogi , J. Microelectromech. Syst. 12 , 533 (2003).
102. A. Koroleva , S. Schlie , E. Fadeeva , S.D. Gittard , A. Ovsianikov , J. Koch , R.J. Narayan , B. Chichkov , J. Opt. 12 , 124009 (2010).
103. K.S. Lee , R.H. Kim , D.Y. Yang , S.H. Park , Prog. Polym. Sci. 33 , 631 (2008).
104. C.N. LaFratta , T. Baldacchini , J.T. Fourkas , M.C. Teich , B.E.A. Saleh , M.J. Naughton , J. Phys. Chem. B 108 , 11256 (2004).
105. A. Ovsianikov , B. Chichkov , O. Adunka , H. Pillsbury , A. Doraiswamy , R.J. Narayan , Appl. Surf. Sci. 253 , 6603 (2007).
106. C. Schizas , V. Melissinaki , A. Gaidukeviciute , C. Reinhardt , C. Ohrt , V. Dedoussis , B.N. Chichkov , C. Fotakis , M. Farsari , D. Karalekas , Int. J. Adv. Manuf. Technol. 48 , 435 (2010).
107. A. Doraiswamy , C. Jin , R.J. Narayan , P. Mageswaran , P. Mente , R. Modi , R. Auyeung , D.B. Chrisey , A. Ovsianikov , B. Chichkov , Acta Biomater. 2 , 267 (2006).
108. A. Ovsianikov , B. Chichkov , P. Mente , N.A. Monteiro-Riviere , A. Doraiswamy , R.J. Narayan , Int. J. Appl. Ceram. Technol. 4 , 22 (2007).
109. S.D. Gittard , A. Ovsianikov , B.N. Chichkov , A. Doraiswamy , R.J. Narayan , Expert Opin. Drug Delivery 7 , 1 (2010).
110. S.D. Gittard , P.R. Miller , R.D. Boehm , A. Ovsianikov , B.N. Chichkov , J. Heiser , J. Gordon , N.A. Monteiro-Riviere , R.J. Narayan , Faraday Discuss. 149 , 171 (2011).
111. S.D. Gittard , A. Nguyen , K. Obata , A. Koroleva , R.J. Narayan , B.N. Chichkov , Biomed. Opt. Lett. 2 , 3167 (2011).
112. W. Martanto , S.P. Davis , N.R. Holiday , J. Wang , H.S. Gill , M.R. Prausnitz , Pharm. Res. 21 , 947 (2004).
113. H.S. Gill , M.R. Prausnitz , Pharm. Res. 24 , 1369 (2007).
114. S.P. Davis , W. Martanto , M.G. Allen , M.R. Prausnitz , IEEE Trans. Biomed. Eng. 52 , 909 (2005).
115. D.W. Bodhale , A. Nisar , N. Afzulpurkar , Microfl uid. Nanofl uid. 8 , 373 (2010).
116. S.D. Gittard , R.J. Narayan , C. Jin , A. Ovsianikov , B.N. Chichkov , N.A. Monteiro- Riviere , S. Stafslien , B. Chisholm , Biofabrication 1 , 041001 (2009).
117. S.O. Choi , Y.C. Kim , J.H. Park , J. Hutcheson , H.S. Gill , Y.K. Yoon , M.R. Prausnitz , M.G. Allen , Biomed. Microdev. 12 , 263 (2010).
118. J.R. Windmiller , G. Valdés-Ramirez , N. Zhou , M Zhou , P.R. Miller , C. Jin , S.M. Brozik , R. Polsky , E. Katz , R. Narayan , J. Wang , Electroanal. 23 , 2302 (2011).
119. R.F. Donnelly , R. Majithiya , T.R.R. Singh , D.I.J. Desmond , M.J. Garland , Y.K. Demir , K. Migalska , E. Ryan , D. Gillen , C.J. Scott , A.D. Woolfson , Pharm. Res. 28 , 41 (2011).
120. S.H. Lee , H.H. Lee , S.S. Choi , Korean J. Chem. Eng. 28 , 1913 (2011).