Artificial spores: Cytocompatible encapsulation of individual living cells within thin, tough Artificial shells

Small

Volumn 9, Issue 2, 2013, Pages 178-186

  Yang, Sung Ho ^b   Hong, Daewha ^a   Lee, Juno ^a   Ko, Eun Hyea ^a   Choi, Insung S ^a  

^a Korea Advanced Institute of Science & Technology   (South Korea)

^b Korea National University of Education   (South Korea)

Author keywords

artificial spores; cell in shell; cells; cytocompatibility; encapsulation

Indexed keywords

ARTIFICIAL SHELLS; ARTIFICIAL SPORES; BACTERIAL ENDOSPORES; BIO-INSPIRED; CELL DIVISIONS; CELL THERAPY; CELL-BASED SENSORS; CELL-IN-SHELL; CELL-TO-CELL COMMUNICATION; CELLULAR METABOLISM; CURRENT STATUS; CYTOCOMPATIBILITY; EXTERNAL STRESS; FUTURE PROSPECTS; LAYER-BY-LAYER ASSEMBLIES; LIVING CELL; REGENERATIVE MEDICINE; SINGLE-CELL LEVEL;

CELL PROLIFERATION; CROSSLINKING; CYTOLOGY; ENCAPSULATION; INFLATABLE STRUCTURES;

CELLS;

BACTERIA (MICROORGANISMS);

BIOMATERIAL;

ARTICLE; BIOCATALYSIS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

BIOCATALYSIS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; MICROSCOPY, ELECTRON, TRANSMISSION;

MLCS; MLOWN;

EID: 84872738763     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201202174     Document Type: Article

References (86)

1. D. Keilin, Proc. Roy. Soc. Lond. B 1959, 150, 149.
2. a) A. Date, P. Pasini, A. Sangal, S. Daunert, Anal. Chem. 2010, 82, 6098
3. b) K.-B. Lee, Y. H. Jung, Z.-W. Lee, S. Kim, I. S. Choi, Biomaterials 2007, 28, 5594
4. c) T. J. Park, K.-B. Lee, S. J. Lee, J. P. Park, Z.-W. Lee, S. Y. Lee, I. S. Choi, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10512.
5. a) Y. Teramura, H. Iwata, Adv. Drug Deliv. Rev. 2010, 62, 827
6. b) Y. Teramura, H. Iwata, Soft Matter 2010, 6, 1081.
7. A. Diaspro, D. Silvano, S. Krol, O. Cavalleri, A. Gliozzi, Langmuir 2002, 18, 5047.
8. T. Svaldo-Lanero, S. Krol, R. Magrassi, A. Diaspro, R. Rolandi, A. Gliozzi, O. Cavalleri, Ultramicroscopy 2007, 107, 913.
9. S. Krol, M. Nolte, A. Diaspro, D. Mazza, R. Magrassi, A. Gliozzi, A. Fery, Langmuir 2005, 21, 705.
10. J. L. Carter, I. Drachuk, S. Harbaugh, N. Kelley-Loughnane, M. Stone, V. V. Tsukruk, Macromol. Biosci. 2011, 11, 1244.
11. B. Franz, S. S. Balkundi, C. Dahl, Y. M. Lvov, A. Prange, Macromol. Biosci. 2010, 10, 164.
12. J. L. Carter, I. Drachuk, S. Harbaugh, N. Kelley-Loughnane, M. Stone, V. V. Tsukruk, Macromol. Biosci. 2011, 11, 1244.
13. H. Ai, M. Fang, S. A. Jones, Y. M. Lvov, Biomacromolecules 2002, 3, 560.
14. S. Mansouri, Y. Merhi, F. M. Winnik, M. Tabrizian, Biomacromolecules 2011, 12, 585.
15. M. Matsusaki, K. Kadowaki, Y. Nakahara, M. Akashi, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4689.
16. N. G. Veerabadran, P. L. Goli, S. S. Stewart-Clar, Y. M. Lvov, D. K. Mills, Macromol. Biosci. 2007, 7, 877.
17. M. Germain, P. Balaguer, J. C. Nicolas, F. Lopez, J. P. Esteve, G. B. Sukhorukov, M. Winterhalter, H. Richard-Foy, D. Fournier, Biosens. Bioelectron. 2006, 21, 1566.
18. S. Krol, S. del Guerra, M. Grupillo, A. Diaspro, A. Gliozzi, P. Marchetti, Nano Lett. 2006, 6, 1933.
19. a) R. F. Fakhrullin, A. I. Zamaleeva, R. T. Minullina, S. A. Konnova, V. N. Paunov, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4189
20. b) R. F. Fakhrullin, Y. M. Lvov, ACS Nano 2012, 6, 4557.
21. V. Kozlovskaya, S. Harbaugh, I. Drachuk, O. Shchepelina, N. Kelley-Loughnane, M. Stone, V. V. Tsukruk, Soft Matter 2011, 7, 2364.
22. I. Drachuk, O. Shchepelina, M. Lisunova, S. Harbaugh, N. Kelley-Loughnane, M. Stone, V. V. Tsukruk, ACS Nano 2012, 6, 4266.
23. H. A. Lowenstam, S. Weiner, On Biomineralization, Oxford University, Oxford 1989.
24. S. H. Yang, K.-B. Lee, B. Kong, J.-H. Kim, H.-S. Kim, I. S. Choi, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9160.
25. B. Wang, P. Liu, W. Jiang, H. Pan, X. Xu, R. Tang, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3560.
26. R. F. Fakhrullin, R. T. Minullina, Langmuir 2009, 25, 6617.
27. M. Hildebrand, Chem. Rev. 2008, 108, 4855.
28. a) M. B. Dickerson, K. H. Sandhage, R. R. Naik, Chem. Rev. 2008, 108, 4935
29. b) R. L. Brutchey, D. E. Morse, Chem. Rev. 2008, 108, 4915.
30. a) S. H. Yang, E. H. Ko, I. S. Choi, Macromol. Res. 2011, 19, 511
31. b) S. H. Yang, I. S. Choi, Bull. Korean Chem. Soc. 2010, 31, 753
32. c) S. H. Yang, J. H. Park, W. K. Cho, H.-S. Lee, I. S. Choi, Small 2009, 5, 1947
33. d) S. H. Yang, I. S. Choi, Chem. Asian J. 2009, 4, 382
34. e) S. H. Yang, J. H. Park, I. S. Choi, Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 2165
35. f) W. K. Cho, S. M. Kang, D. J. Kim, S. H. Yang, I. S. Choi, Langmuir 2006, 22, 11208
36. g) D. J. Kim, K.-B. Lee, T. G. Lee, H. K. Shon, W.-J. Kim, H.-j. Paik, I. S. Choi, Small 2005, 1, 992
37. h) D. J. Kim, K. B. Lee, Y. S. Chi, W. J. Kim, H.-j. Paik, I. S. Choi, Langmuir 2004, 20, 7904.
38. a) W. Foissner, Acta Protozool. 2009, 48, 223
39. b) W. Foissner, B. Weissenbacher, W. D. Krautgartner, U. Lütz-Meindl, J. Eukaryot. Microbiol. 2009, 56, 519.
40. C. Guan, G. Wang, J. Ji, J. Wang, H. Wang, M. Tan, J. Sol-Gel Sci. Technol. 2008, 48, 369.
41. W. E. G. Müller, S. Engel, X. Wang, S. E. Wolf, W Tremel, N. L. Thakur, A. Krasko, M. Divekar, H. C. Schröder, Biomaterials 2008, 29, 771.
42. S. H. Yang, S. M. Kang, K.-B. Lee, T. D. Chung, H. Lee, I. S. Choi, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2795.
43. H. Lee, S. M. Dellatore, W. M. Miller, P. B. Messersmith, Science 2007, 318, 426.
44. a) S. T. Laughlin, J. M. Baskin, S. L. Amacher, C. R. Bertozzi, Science 2008, 320, 664
45. b) W. Liu, A. Brock, S. Chen, S. Chen, P. G. Schultz, Nat. Methods 2007, 4, 239
46. c) S. Boonyarattanakalin, S. E. Martin, Q. Sun, B. R. Peterson, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11463
47. d) I. Chen, M. Howarth, W. Lin, A. Y. Ting, Nat. Methods 2005, 2, 99
48. e) B. Kellam, P. A. De Bank, K. M. Shakesheff, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 327
49. f) L. K. Mahal, K. J. Yarema, C. R. Bertozzi, Science 1997, 276, 1125.
50. S. Onclin, B. Jan Ravoo, D. N. Reinhoudt, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6282.
51. S. H. Yang, E. H. Ko, Y. H. Jung, I. S. Choi, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6115.
52. W. Chen, S. He, W. Pan, Y. Jin, W. Zhang, X. Jiang, Chem. Mater. 2010, 22, 6212.
53. H. Ai, M. Fang, S. A. Jones, Y. M. Lvov, Biomacromolecules 2002, 3, 560.
54. S. S. Balkundi, N. G. Veerabadran, D. M. Eby, G. R. Johnson, Y. M. Lvov, Langmuir 2009, 25, 14011
55. G. Wang, L. Wang, P. Liu, Y. Yan, X. Xu, R. Tang, ChemBioChem 2010, 11, 2368.
56. R. F. Fakhrullin, A. I. Zamaleeva, M. V. Morozov, D. I. Tazetdinova, F. K. Alimova, A. K. Hilmutdinov, R. I. Zhdanov, M. Kahraman, M. Culha, Langmuir 2009, 25, 4628.
57. R. F. Fakhrullin, L. V. Shlykova, A. I. Zamaleeva, D. K. Nurgaliev, Y. N. Osin, J. Garcia-Alonso, V. N. Paunov, Macromol. Biosci. 2010, 10, 1257.
58. A. I. Zamaleeva, I. R. Sharipova, A. V. Porfireva, G. A. Evtugyn, R. F. Fakhrullin, Langmuir 2010, 26, 2671.
59. S. H. Yang, T. Lee, E. Seo, E. H. Ko, I. S. Choi, B.-S. Kim, Macromol. Biosci. 2012, 12, 61.
60. R. Kempaiah, S. Salgado, W. L. Chung, V. Maheshwari, Chem. Commun. 2011, 47, 11480.
61. R. Kempaiah, A. Chung, V. Maheshwari, ACS Nano 2011, 5, 6025.
62. S. H. Yang, E. H. Ko, I. S. Choi, Langmuir 2012, 28, 2151.
63. V. G. Kessler, G. A. Seisenbaeva, M. Unell, S. Håkansson, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8506.
64. H. K. Baca, C. Ashley, E. Carnes, D. Lopez, J. Flemming, D. Dunphy, S. Singh, Z. Chen, N. Liu, H. Fan, G. P. Lõpez, S. M. Brozik, M. Werner-Washburne, C. J. Brinker, Science 2006, 313, 337
65. N. Nassif, O. M. M. Bouvet, M. N. Rager, C. Roux, T. Coradin, J. Livage, Nat. Mater. 2002, 1, 42.
66. K. Liang, G. K. Such, Z. Zhu, Y. Yan, H. Lomas, F. Caruso, Adv. Mater. 2011, 23, H273.
67. Y. Yan, Y. Wang, J. K. Heath, E. C. Nice, F. Caruso, Adv. Mater. 2011, 23, 3916.
68. C. J. Ochs, T. Hong, G. K. Such, J. Cui, A. Postma, F. Caruso, Chem. Mater. 2011, 23, 3141.
69. S. A. Alang Ahmad, L. S. Wong, E. ul-Haq, J. K. Hobbs, G. J. Leggett, J. Micklefield, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1513.
70. a) J. T. Wilson, E. L. Chaikof, Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 124
71. b) D. Xie, C. A. Smyth, C. Eckstein, G. Bilbao, J. Mays, D. E. Eckhoff, J. L. Contreras, Biomaterials 2005, 26, 403
72. c) S. Cabric, J. Sanchez, T. Lundgren, A. Foss, M. Felldin, R. Kallen, K. Salmela, A. Tibll, G. Tufveson, R. Larsson, O. Korsgren, B. Nilsson, Diabetes 2007, 56, 2008.
73. a) J. T. Wilson, V. R. Krishnamurthy, W. Cui, Z. Qu, E. L. Chaikof, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18228
74. b) J. T. Wilson, W. Cui, V. Kozlovskaya, E. Kharlampieva, D. Pan, Z. Qu, V. R. Krishnamurthy, J. Mets, V. Kumar, J. Wen, Y. Song, V. V. Tsukruk, E. L. Chaikof, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7054.
75. J. Swiston, C. Cheng, S. H. Um, D. J. Irvine, R. E. Cohen, M. F. Rubner, Nano Lett. 2008, 8, 4446.
76. A. Nishiguchi, H. Yoshida, M. Matsusaki, M. Akashi, Adv. Mater. 2011, 23, 3506.
77. C. M. Waters, B. L. Bassler, Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. 2005, 21, 319.
78. J. C. March, W. E. Bentley, Curr. Opin. Biotechnol. 2004, 15, 495.
79. a) E. W. M. Kemna, R. M. Schoeman, F. Wolbers, I. Vermes, D. A. Weitzb, A. van den Berg, Lab Chip 2012, 12, 2881
80. b) B. G. Chung, K.-H. Lee, A. Khademhosseini, S.-H. Lee, Lab Chip 2012, 12, 45
81. c) D. Velasco, E. Tumarkin, E. Kumacheva, Small 2012, 8, 1633
82. d) M. Chabert, J.-L. Viovy, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 3191
83. e) Y.-C. Tan, K. Hettiarachchi, M. Siu, Y.-R. Pan, A. Phillip Lee, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5656.
84. M. R. Dzamukova, A. I. Zamaleeva, D. G. Ishmuchametova, Y. N. Osin, D. K. Nurgaliev, A. P. Kiyasov, O. N. Ilinskaya, R. F. Fakhrullin, Langmuir 2011, 27, 14386.
85. A. I. Zamaleeva, I. R. Sharipova, R. V. Shamagsumova, A. N. Ivanov, G. A. Evtugyn, D. G. Ishmuchametova, R. F. Fakhrullin, Anal. Methods 2011, 3, 509.
86. J. T. Wilson, E. L. Chaikof, J. Diabetes Sci. Technol. 2008, 2, 746.