Organic bionics: A new dimension in neural communications

Advanced Functional Materials

Volumn 22, Issue 10, 2012, Pages 2003-2014

  Moulton, Simon Edward ^a   Higgins, Michael John ^a   Kapsa, Robert Michail Ivan ^a   Wallace, Gordon George ^a  

^a UNIVERSITY OF WOLLONGONG   (Australia)

Author keywords

conducting polymers; electrical stimulation; implants; medical bionics; neural communication

Indexed keywords

BIOLOGICAL PROCESS; CARBON-BASED; ELECTRICAL CONDUCTORS; ELECTRICAL ENERGY; ELECTRICAL STIMULATIONS; ENGINEERED DEVICES; FUNCTIONAL MECHANISMS; HEALTH OUTCOMES; MEDICAL DEVICES; NEURAL COMMUNICATION; NEW DIMENSIONS; PRECISE CONTROL;

BIOMIMETICS; BIOPHYSICS; CONDUCTING POLYMERS; DENTAL PROSTHESES; INTEGRAL EQUATIONS; ORGANIC CONDUCTORS;

BIONICS;

EID: 84861153772     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201102232     Document Type: Article

References (112)

1. L. Galvani, Bologna Acad. Inst. Sci. Art. 1791, 7, 363.
2. A. Volta, Philos. Trans. R. Soc. London 1769, 44, 79.
3. G. M. Clark, Philos. Trans. R. Soc. B 2006, 361, 791.
4. A. L. Benabid, Curr. Opin. Neurobiol. 2003, 13, 696.
5. A. Franzini, R. Cordella, G. Messina, C. E. Marras, L. M. Romito, F. Carella, A. Albanese, M. Rizzi, N. Nardocci, G. Zorzi, E. Zekay, G. Broggi, J. Neural Transm. 2011, 118, 1497.
6. B. Rosin, M. Slovik, R. Mitelman, M. Rivlin-Etzion, S. N. Haber, Z. Israel, E. Vaadia, H. Bergman, Neuron 2011, 72, 370.
7. B. D. Greenberg, K. D. Askland, L. L. Carpenter, Front Biosci. 2008, 13, 4638.
8. M. Jahanshahi, V. Czernecki, M. Zurowski, Mov. Disord. 2011, 26, S68.
9. Y. T. Wong, N. Dommel, P. Preston, L. E. Hallum, T. Lehmann, N. H. Lovell, G. J. Suaning, IEEE Trans. Neural Sys. Rehab. Eng. 2007, 15, 425.
10. S. K. Kelly, D. B. Shire, J. H. Chen, P. Doyle, M. D. Gingerich, S. F. Cogan, W. A. Drohan, S. Behan, L. Theogarajan, J. L. Wyatt, J. F. Rizzo, IEEE Trans. Biomed. Eng. 2011, 58, 3197.
11. N. S. Davidovics, G. Y. Fridman, B. Chiang, C. C. Della Santina, IEEE Trans. Neural Sys. Rehab. Eng. 2011, 19, 84.
12. X. Navarro, T. B. Krueger, N. Lago, S. Micera, T. Stieglitz, P. J. Dario, Peripher. Nerv. Syst. 2005, 10, 229.
13. A. L. Benabid, Curr. Opin. Neurobiol. 2003, 13, 696.
14. M. I. Bennett, N. Hughes, M. I. Johnson, Pain 2011, 152, 1226.
15. A. J. Rush, M. S. George, H. A. Sackeim, L. B. Marangell, M. M. Husain, C. Giller, Z. Nahas, S. Haines, R. K. Simpson, R. Goodman, Biol. Psychiatry 2000, 47, 276.
16. P. Bailey, F. A. Bremer, J. Neurophysiol. 1938, 1, 405.
17. B. M. Uthman, B. J. Wilder, E. J. Hammond, S. A. Reid, Epilepsia 1990, 31, 44.
18. B. M. Uthman, Arch. Med. Res. 2000, 31, 300.
19. F. A. Al-Otaibi, C. Hamani, A. M. Lozano, Neurosurgery 2011, 69, 957.
20. F. Fornai, R. Ruffoli, F. S. Giorgi, A. Paparelli, Eur. J. Neurosci. 2011, 33, 2169.
21. G. G. Wallace, S. E. Moulton, G. M. Clark, Science 2009, 324, 185.
22. D. R. Merrill, M. Bikson, J. G. R. Jefferys, J. Neurosci. Methods 2005, 141, 17.
23. S. Chabardes, P. Kahane, L. Minotti, A. Koudsie, E. Hirsch, A. Benabid, Epileptic Disord. 2002, 4, 83.
24. Y. A. Kerdraon, J. A. Downie, G. J. Suaning, M. R. Capon, M. T. Coroneo, N. H. Lovell, Clin. Exp. Ophthalmol. 2002, 30, 36.
25. S. F. Cogan, Ann. Rev. Biomed. Eng. 2008, 10, 275.
26. J. A. Boockvar, A. Telfeian, G. H. Baltuch, B. Skolnick, T. Simuni, M. Stern, M. L. Schmidt, J. Q. Trojanowski, J. Neurosurg. 2000, 93, 140.
27. K. D. Wise, IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 2005, 24, 22.
28. X. Sui, L. Li, X. Chai, K. Wu, C. Zhou, X. Sun, X. Xu, X. Li, Q. Ren, in Implantable Neural Prostheses 1, (Eds:, D. D. Zhou, E. Greenbaum,) Springer, Berlin, Germany 2009.
29. D. H. Hubel, Science 1957, 125, 549.
30. H. C. Su, C. M. Lin, S. J. Yen, Y. C. Chen, C. H. Chen, S. R. Yeh, W. Fang, H. Chen, D. J. Yao, Y. C. Chang, T. R. Yew, Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 220.
31. C. M. Lin, Y. Lee, S. Yeh, W. Fang, Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 2791.
32. B. S. Harrison, A. Atala, Biomaterials 2007, 28, 344.
33. K. Inagaki, S. A. Heiney, P. M. Blazquez, J. Neurosci. Meth. 2009, 178, 255.
34. M. Armstrong-James, K. Fox, J. Millar, J. Neurosci. Meth. 1980, 2, 431.
35. A. Kuras, N. Gutmaniene, J. Neurosci. Meth. 2000, 96, 143.
36. G. G. Wallace, G. Spinks, Soft Matter 2007, 3, 665.
37. G. G. Wallace, S. E. Moulton, Chem. Aust. 2009, 76, 3.
38. X. Liu, Z. L. Yue, M. J. Higgins, G. G. Wallace, Biomaterials 2011, 32, 7309.
39. B. M. Egeland, M. G. Urbanchek, A. Peramo, S. M. Richardson-Burns, D. C. Martin, D. R. Kipke, W. M. Kuzon, P. S. Cederna, Plast. Reconstr. Surg. 2010, 126, 1865.
40. C. A. Cutler, A. K. Burrell, D. L. Officer, C. O. Too, G. G. Wallace, Synth. Met. 2002, 128, 35.
41. D. Demeter, P. Blanchard, I. Grosu, J. Roncali, J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. 2008, 61, 27.
42. S. M Richardson-Burns, J. L. Hendricks, B. Foster, L. K. Povlich, D. H. Kim, D. C. Martin, Biomaterials, 2007, 28, 1539.
43. A. Peramo, M. G. Urbanchek, S. A. Spanninga, L. K. Povlich, P. Cederna, D. C. Martin, Tissue Eng. A 2008, 14, 423.
44. D. H. Kim, S. M. Richardson-Burns, J. L. Hendricks, C. Sequera, D. C. Martin, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 79.
45. Y. H. Xiao, D. C. Martin, X. Y. Cui, M. Shenai, Adv. Biochem. Biotechnol. 2006, 128, 117.
46. J. S. Moreno, S. Panero, S. Materazzi, A. Martinelli, M. G. Sabbieti, D. Agas, G. Materazzi, J. Biomed. Mater. Res. A 2009, 88A, 832.
47. J. H. Collier, J. P. Camp, T. W. Hudson, C. E. Schmidt, J. Biomed. Mater. Res. 2000, 50, 574.
48. A. J. Hodgson, K. Gilmore, C. Small, G. G. Wallace, I. L. MacKenzie, T. Aoki, N. Ogata, Supramolec. Sci. 1994, 1, 77.
49. A. Tanaka, W. Takashima, K. Kaneto, Thin Solid Films 2006, 499, 179.
50. A. Gelmi, M. J. Higgins, G. G. Wallace, Biomaterials 2010, 31, 1974.
51. A. Tanaka, W. Takashima, K. Kaneto, Chem. Lett. 2004, 33, 1470.
52. K. J. Gilmore, M. Kita, Y. Han, A. Gelmi, M. J. Higgins, S. E. Moulton, G. M. Clark, R. M. I. Kapsa, G. G. Wallace, Biomaterials 2009, 30, 5292.
53. X. Liu, K. J. Gilmore, S. E. Moulton, G. G. Wallace, J. Neural Eng. 2009, 6, 065002.
54. T. E. Campbell, A. J. Hodgson, G. G. Wallace, Electroanalysis 1999, 11, 215.
55. S. M. Richardson-Burns, J. L. Hendricks, B. Foster, L. K. Povlich, D. H. Kim, D. C. Martin, Biomaterials 2007, 28, 1539.
56. D. Svirskis, J. Travas-Sejdic, A. Rodgers, S. J. Garg, J. Controlled Release 2010, 146, 6.
57. B. C. Thompson, S. E. Moulton, J. Ding, R. Richardson, A. Cameron, S. O'Leary, G. M. Clark, G. G. Wallace, J. Controlled Release 2006, 116, 285.
58. R. T. Richardson, B. C. Thompson, S. E. Moulton, C. Newbold, M. G. Lum, A. Cameron, R. M. I. Kapsa, G. M. Clark, S. O'Leary, G. G. Wallace, Biomaterials 2007, 28, 513.
59. R. T. Richardson, A. K. Wise, B. C. Thompson, B. O. Flynn, P. J. Atkinson, N. J. Fretwell, J. B. Ballon, G. G. Wallace, R. K. Shepherd, G. M. Clark, S. J. O'Leary, Biomaterials. 2009, 30, 2614.
60. A. F. Quigley, J. M. Razal, B. C. Thompson, S. E. Moulton, M. Kita, L. Kennedy, G. M. Clark, G. G. Wallace, R. M. I. Kapsa, Adv. Mater. 2009, 21, 4393.
61. X. Cui, V. A. Lee, Y. Raphael, J. A. Wiler, J. F. Hetke, D. J. Anderson, D. C. Martin, J. Biomed. Mater. Res. 2001, 56, 261.
62. W. R. Stauffer, X. T. Cui, Biomaterials 2006, 27, 2405.
63. S. M. Richardson-Burns, J. L. Hendricks, B. Foster, L. K. Povlich, D. H. Kim, D. C. Martin, Biomaterials 2007, 28, 1539.
64. S. M. Richardson-Burns, J. L. Hendricks, D. C. Martin, J. Neural Eng. 2007, 4, L6.
65. B. C. Thompson, R. T. Richardson, S. E. Moulton, A. J. Evans, S. O'Leary, G. M. Clark, G.G. Wallace, J. Controlled Release 2010, 141, 161.
66. D. H. Kim, S. M. Richardson-Burns, J. L. Hendricks, D. C. Martin, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 79.
67. C. J. Bettinger, P. P. Bruggeman, A. Misra, J. T. Borenstein, R. Langer, Biomaterials 2009, 30, 3050.
68. B. Garner, A. J. Hodgson, G. G. Wallace, P. A. Underwood, J. Mater. Sci. 1999, 10, 356.
69. A. Kotwal, C. E. Schmidt, Biomaterials 2001, 22, 1055.
70. J. M. Razal, M. Kita, A. F. Quigley, E. Kennedy, S. E. Moulton, R. M. I. Kapsa, G. M. Clark, G. G. Wallace, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3381.
71. T. Takahashi, M. Ishihara, H. Okuzaki, Synth. Met. 2005, 152, 73.
72. R. Jalili, J. M. Razal, P. C. Innis, G. G. Wallace, Adv Funct. Mater. 2011, 21, 3363.
73. T. Takahashi, M. Ishihara, H. Okuzaki, Synth. Met. 2005, 152, 73.
74. H. Okuzaki, Y. Harashina, H. Yan, Eur. Polym. J. 2001, 45, 256.
75. J. Foroughi, G. M. Spinks, G. G. Wallace, P. G. Whitten, Synth. Met. 2008, 158, 104.
76. J. Foroughi, S. R. Ghorbani, G. Peleckis, G. M. Spinks, G. G. Wallace, X. L. Wang, S. X. Dou, J. Appl. Phys. 2010, 107, 3712.
77. J. Foroughi, G. M. Spinks, G. G. Wallace, J. Mater. Chem. 2011, 134, 244704.
78. J. Foroughi, G. M. Spinks, G. G. Wallace, IEEE Proceeding 2010 International Conference on Nanoscience and Nanotechnology, Sydney Australia, 22-26 February 2010 DOI:10.1109/ICONN.2010.6045204.
79. D. H. Reneker, I. Chun, Nanotechnology 1996, 7, 216.
80. J. H. He, Y. Liu, L. Xu, Mater. Sci. Technol. 2010, 26, 1275.
81. J. Pu, Y. D. Jiang, Mater. Res. Innovations 2011, 15, 290.
82. A. Theron, E. Zussman, A. L. Yarin, Nanotechnology 2001, 12, 384.
83. A. G. MacDiarmid, W. E. Jones, I. D. Norris, J. Gao, A. T. Johnson, N. J. Pinto, J. Hone, B. Han, F. K. Ko, H. Okuzaki, M. Llaguno, Synth. Met. 2001, 119, 27.
84. A. Huber, A. Pickett, K. M. Shakesheff, Eur. Cells Mater. 2007, 14, 56.
85. T. S. Kang, S. W. Lee, J. Joo, J. Y. Lee,. Synth. Met. 2004, 153, 61.
86. S. Nair, S. Natarajan, S. H. Kim,. Macromol. Rapid Commun. 2005, 26, 1599.
87. Y. Liu, X. Liu, J. Chen, K. J. Gilmore, G. G. Wallace, Chem. Commun. 2008, 3729.
88. X. Liu, J. Chen, K. J. Gilmore, M. J. Higgins, Y. Liu, G. G. Wallace,. J. Biomed. Mater. Res. Part A 2010, 94A, 1004.
89. M. R. Abidianm, D. C. Martin, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 573.
90. R. D. Breukers, K. J. Gilmore, M. Kita, K. K. Wagner, M. J. Higgins, S. E. Moulton, G. M. Clark, D. L. Officer, R. M. I. Kapsa, G. G. Wallace, J. Biomed. Mater. Res A. 2010, 95A, 256.
91. Z. P. Yin, Y. A. Huang, N. B. Bu, X. M. Wang, Y. L. Xiong, Chin. Sci. Bull. 2010, 55, 3383.
92. A. Bozkurt, A. Lal, Sens. Actuators A 2011, 169, 89.
93. H. Minemawari, T. Yamada, H. Matsui, J. Tsutsumi, S. Haas, R. Chiba, R. Kumai, T. Hasegawa, Nature 2011, 475, 364.
94. B. Weng, R. L. Shepherd, K. Crowley, A. J. Killard, G. G. Wallace, Analyst 2010, 135, 2779.
95. M. Mabrook, C. Pearson, M. Petty, Sens. Actuators B 2006, 115, 547.
96. B. Weng, R. L. Shepherd, J. Chen, G. G. Wallace, J. Mater. Chem. 2011, 21, 1918.
97. B. Weng, X. Liu, M. J. Higgins, R. L. Shepherd, G. G. Wallace, Small 2011, 16, 3434.
98. M. Mabrook, C. Pearson, M. Petty, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 013507.
99. Y. H. Yun, B. K. Lee, J. S. Choi, S. Kim, B. Yoo, Y. S. Kim, K. Park, Y. W. Cho, Anal. Sci. 2011, 27, 375.
100. A. Sawhney, A. Agrawal, T. C. Lo, P. K. Patra, C. H. Chen, P. Calvert, AATCC Rev. 2007, 7, 42.
101. L. Setti, A. Fraleoni-Morgera, B. Ballarin, A. Filippini, D. Frascaro, C. Piana, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2019.
102. R. D. Piner, J. Zhu, F. Xu, S. H. Hong, C. A. Mirkin, Science 1999, 283, 661.
103. H. H. Lu, C. Y. Lin, T. C. Hsiao, K. C. Ho, J. Tunney, D. Yang, S. Evoy, C. K. Lee, C. W. Lin, Proc. 29th Annu. Int. Conf. IEEE EMBS, Cite Internationale, Lyon, France, August 23-26, 2007, 2253.
104. M. Su, M. Aslam, L. Fu, N. Q. Wu, V. P. Dravid, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 4200.
105. B. W. Maynor, S. F. Filocamo, M. W. Grinstaff, J. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 522.
106. H. Nakashima, M. J. Higgins, C. O'Connell, K. Torimitsu, G. G. Wallace, Langmuir 2012, 28, 804.
107. C. O'Connell, M. J. Higgins, H. Nakashima, S. E. Moulton, G. G. Wallace, (unpublished).
108. S. Y. Yang, B. N. Kim, A. A. Zakhidov, P. G. Taylor, J. K. Lee, C. K. Ober, M. Lindau, G. G. Malliaras, Adv. Mater. 2011, 23, H184.
109. A. M. D. Wan, D. J. Brooks, A. Gumus, C. Fischbach, G. G. Malliaras, Chem. Commun. 2009, 35, 5278.
110. R. M. Owens, G. G. Malliaras, MRS Bull. 35, 449.
111. K. Svennersten, K. C. Larsson, M. Berggren, A. Richter-Dahlfors, Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2011, 1810, 276.
112. Bionics Institute homepage, (accessed December 2011).