Electrospun fibers for drug delivery

Comprehensive Biomaterials

Volumn 4, Issue , 2011, Pages 445-462

  Cui, W ^a   Chang, J ^a,b   Dalton, P D ^a,c  

^a SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY   (China)

^b SHANGHAI INSTITUTE OF CERAMICS   (China)

^c QUEENSLAND UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Australia)

Author keywords

Drug release; Electrospinning; Nanotechnology; Polymers; Regenerative medicine; Scaffolds; Surface science; Textiles; Therapeutics; Tissue engineering

Indexed keywords

ELECTROSPUN FIBERS;

ELECTROSPINNING;

EID: 84874609494     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: None     Document Type: Chapter

References (136)

1. Blanco, E.; Kessinger, C. W.; Sumer, B. D.; Gao, J. Exp. Biol. Med. Maywood 2009, 234, 123-131.
2. Vijayaraghavalu, S.; Raghavan, D.; Labhasetwar, V. Curr. Opin. Investig. Drugs 2007, 8, 477-484.
3. Yoo, H. S.; Kim, T. G.; Park, T. G. Adv. Drug Deliv. Rev. 2009, 61, 1033-1042.
4. Nisbet, D. R.; Forsythe, J. S.; Shen, W.; Finkelstein, D. I.; Horne, M. K. J. Biomater. Appl. 2009, 24, 7-29.
5. Hutmacher, D. W.; Woodfield, T.; Dalton, P. D. In Tissue Engineering; Van Blitterswijk, C., Thomsen, P., Lindahl, A., Hubbell, J., Williams, D., Cancedda, R., et al. Eds.; Elsevier: Oxford, 2008; pp 403-450.
6. Porter, A. L.; Youtie, J. J. Nanopart. Res. 2009, 11, 1023-1041.
7. Franks, A. J. Phys. E Scientific Instrum. 1987, 20, 872-881.
8. Teli, M. K.; Mutalik, S.; Rajanikant, G. K. Curr. Pharm. Des. 2010, 16, 1882-1892.
9. Reneker, D. H.; Yarin, A. L.; Zussman, E.; Xu, H. Adv. Appl. Mech. 2007, 41, 43-195.
10. Theis, T.; Parr, D.; Binks, P.; et al. Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 8-10.
11. Cooley, J. F. Apparatus for Electrically Dispersing Fluids. U.S. Patent 692,631, Feb 4, 1902.
12. Morton, W. J. Method of Dispersing Fluids. U.S. Patent 705,691, Jul29,1902.
13. Formhals, A. Method and Apparatus for Spinning. U.S. Patent 2,349,950, May 30, 1944.
14. Norton, C. L. Method of and Apparatus for Producing Fibrous or Filamentary Material. U.S. Patent 2,048,651, Jul 21,1936.
15. Formhals, A. Process and Apparatus for Preparing ArtificialThreads. U.S. Patent 1,975,504, Oct 2,1934.
16. Reneker, D. H.; Chun, I. Nanotechnology 1996, 7, 216-223.
17. Larrondo, L.; Manley, R. S. J. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 1981, 19, 933-940.
18. Larrondo, L.; Manley, R. S. J. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 1981, 19, 909-920.
19. Larrondo, L.; Manley, R. S. J. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 1981, 19, 921-932.
20. Rangkupan, R.; Reneker, D. H. Development of Electrospinning from Molten Polymers in a Vacuum. New Frontiers in Fiber-Based Products. The Fiber Society: Raleigh, NC, 2001.
21. Taylor, G. Proc. R. Soc. Lond. 1969, 313, 453-475.
22. Baker, B. M.; Gee, A. O.; Sheth, N. P.; et al. J. Knee Surg. 2009, 22, 45-59.
23. Bonzani, I. C.; George, J. H.; Stevens, M. M. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 568-575.
24. Jang, J. H.; Castano, O.; Kim, H. W. Adv. DrugDeliv. Rev. 2009, 61, 1065-1083.
25. Ramachandran, K.; Gouma, P. I. Recent Pat. Nanotechnol. 2008, 2, 1-7.
26. Seidlits, S. K.; Lee, J. Y.; Schmidt, C. E. Nanomedicine UK 2008, 3, 183-199.
27. Cao, H. Q.; Liu, T.; Chew, S. Y. Adv. Drug Deliv. Rev. 2009, 61, 1055-1064.
28. Zahedi, P.; Rezaeian, I.; Ranaei-Siadat, S. O.; Jafari, S. H.; Supaphol, P. Polym. Adv. Technol. 2010, 21, 77-95.
29. Simpson, D. G. Expert Rev. Med. Devices 2006, 3, 471-484.
30. Kumbar, S. G.; James, R.; Nukavarapu, S. P.; Laurencin, C. T. Biomed. Mater. 2008, 3, 034002.
31. Wray, L. S.; Orwin, E. J. Tissue Eng. A 2009, 15, 1463-1472.
32. Sell, S. A.; McClure, M. J.; Garg, K.; Wolfe, P. S.; Bowlin, G. L. Adv. DrugDeliv. Rev. 2009, 61, 1007-1019.
33. Chen, J.; Xu, J.; Wang, A.; Zheng, M. Expert Rev. Med. Devices 2009, 6, 61-73.
34. Lim, S. H.; Mao, H. Q. Adv. DrugDeliv. Rev. 2009, 61, 1084-1096.
35. Ayres, C. E.; Jha, B. S.; Sell, S. A.; Bowlin, G. L.; Simpson, D. G. WileyInterdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2010, 2, 20-34.
36. Hubbell, J. A. In Tissue Engineering; Van Blitterswijk, C., Thomsen, P., Lindahl, A., Hubbell, J., Williams, D., Cancedda, R., et al. Eds.; Elsevier: Oxford, 2008; pp 455-482.
37. Huang, Z. M.; Zhang, Y. Z.; Kotaki, M.; Ramakrishna, S. Compos. Sci. Technol. 2003, 63, 2223-2253.
38. Teo, W. E.; Ramakrishna, S. Nanotechnology 2006, 17, R89-R106.
39. Reneker, D. H.; Yarin, A. L. Polymer 2008, 49, 2387-2425.
40. Wang, Y. K.; Yong, T.; Ramakrishna, S. Aust.J. Chem. 2005, 58, 704-712.
41. Shin, M.; Ishii, O.; Sueda, T.; Vacanti, J. P. Biomaterials 2004, 25, 3717-3723.
42. Dalton, P. D.; Klee, D.; Moller, M. Polymer 2005, 46, 611-614.
43. Luong-Van, E.; Grondahl, L.; Chua, K. N.; Leong, K. W.; Nurcombe, V.; Cool, S. M. Biomaterials 2006, 27, 2042-2050.
44. Son, W. K.; Youk, J. H.; Lee, T. S.; Park, W. H. Polymer 2004, 45, 2959-2966.
45. Deitzel, J. M.; Kleinmeyer, J. D.; Hirvonen, J. K.; Tan, N. C. B. Polymer 2001, 42, 8163-8170.
46. Zeugolis, D. I.; Khew, S. T.; Yew, E. S. Y.; et al. Biomaterials 2008, 29, 2293-2305.
47. Matthews, J. A.; Boland, E. D.; Wnek, G. E.; Simpson, D. G.; Bowlin, G. L. J. Bioact. Compat. Polym. 2003, 18, 125-134.
48. Matthews, J. A.; Wnek, G. E.; Simpson, D. G.; Bowlin, G. L. Biomacromolecules 2002, 3, 232-238.
49. Katti, D. S.; Robinson, K. W.; Ko, F. K.; Laurencin, C. T. J. Biomed. Mater. Res. 2004, 70B, 286-296.
50. Li, W. J.; Laurencin, C. T.; Caterson, E. J.; Tuan, R. S.; Ko, F. K. J. Biomed. Mater. Res. 2002, 60, 613-621.
51. Xu, C. Y.; Inai, R.; Kotaki, M.; Ramakrishna, S. Biomaterials 2004, 25, 877-886.
52. Verreck, G.; Chun, I.; Rosenblatt, J.; et al. J. Control. Release 2003, 92, 349-360.
53. Stankus, J. J.; Guan, J. J.; Wagner, W. R. J. Biomed. Mater. Res. 2004, 70A, 603-614.
54. Khil, M. S.; Cha, D. I.; Kim, H. Y.; Kim, I. S.; Bhattarai, N. J. Biomed. Mater. Res. 2003, 67B, 675-679.
55. Zhang, X. H.; Reagan, M. R.; Kaplan, D. L. Adv. DrugDeliv. Rev. 2009, 61, 988-1006.
56. Beglou, M. J.; Haghi, A. K. Cell Chem. Technol. 2008, 42, 441-462.
57. Min, B. M.; Jeong, L.; Nam, Y. S.; Kim, J. M.; Kim, J. Y.; Park, W. H. Int. J. Biol. Macromol. 2004, 34, 281-288.
58. Liao, S.; Li, B. J.; Ma, Z. W.; Wei, H.; Chan, C.; Ramakrishna, S. Biomed. Mater. 2006, 1, R45-R53.
59. Schiffman, J. D.; Schauer, C. L. Polym. Rev. 2008, 48, 317-352.
60. Sill, T. J.; von Recum, H. A. Biomaterials 2008, 29, 1989-2006.
61. Zong, X. H.; Kim, K.; Fang, D. F.; Ran, S. F.; Hsiao, B. S.; Chu, B. Polymer 2002, 43, 4403-4412.
62. Yang, Q. B.; Li, Z. Y.; Hong, Y. L.; et al. J. Polym. Sci. B Polym. Phys. 2004, 42, 3721-3726.
63. Kim, K. W.; Lee, K. H.; Khil, M. S.; Ho, Y. S.; Kim, H. Y. Fiber Polym. 2004, 5, 122-127.
64. Kim, K.; Kang, M.; Chin, I. J.; Jin, H. J. Macromol. Res. 2005, 13, 533-537.
65. Cui, W. G.; Li, X. H.; Zhou, S. B.; Weng, J. J. Appl. Polym. Sci. 2007, 103, 3105-3112.
66. Heikkila, P.; Harlin, A. Eur. Polym. J. 2008, 44, 3067-3079.
67. Stankus, J. J.; Guan, J. J.; Fujimoto, K.; Wagner, W. R. Biomaterials 2006, 27, 735-744.
68. Kidoaki, S.; Kwon, I. K.; Matsuda, T. Biomaterials 2005, 26, 37-46.
69. Bini, T. B.; Gao, S. J.; Wang, S.; Ramakrishna, S. J. Mater. Sci. 2006, 41, 6453-6459.
70. Ishii, O.; Shin, M.; Sueda, T.; Vacanti, J. P. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2005, 130, 1358-1363.
71. Chung, S.; Ingle, N. P.; Montero, G. A.; Kim, S. H.; King, M. W. Acta Biomater. 2009, 6, 1958-1967.
72. Park, S. H.; Kim, T. G.; Kim, H. C.; Yang, D. Y.; Park, T. G. Acta Biomater. 2008, 4, 1198-1207.
73. Tuzlakoglu, K.; Bolgen, N.; Salgado, A. J.; Gomes, M. E.; Piskin, E.; Reis, R. L. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2005, 16, 1099-1104.
74. Pham, Q. P.; Sharma, U.; Mikos, A. G. Biomacromolecules 2006, 7, 2796-2805.
75. Kim, S. J.; Jang, D. H.; Park, W. H.; Min, B. M. Polymer 2010, 51, 1320-1327.
76. Teo, W. E.; Ramakrishna, S. Nanotechnology 2005, 16, 1878-1884.
77. Sun, T.; Norton, D.; McKean, R. J.; Haycock, J. W.; Ryan, A. J.; MacNeil, S. Biotechnol. Bioeng. 2007, 97, 1318-1328.
78. Gerardo-Nava, J.; Fuhrmann, T.; Klinkhammer, K.; et al. Nanomedicine UK 2009, 4, 11-30.
79. Schnell, E.; Klinkhammer, K.; Balzer, S.; Brook, G.; Klee, D.; Dalton, P. Biomaterials 2007, 28, 3012-3025.
80. Simons, H. Process and Apparatus for Producing Patterned Nonwoven Fabrics. U.S. Patent 3,280,229,1966.
81. Zhang, D. M.; Chang, J. Adv. Mater. 2007, 19, 3664-3667.
82. Neves, N. M.; Campos, R.; Pedro, A.; Cunha, J.; Macedo, F.; Reis, R. L. Int. J. Nanomed. 2007, 2, 433-448.
83. Wang, Y.; Wang, G.; Chen, L.; et al. Biofabrication 2009, 1, 015001.
84. Yang, D. Y.; Lu, B.; Zhao, Y.; Jiang, X. Y. Adv. Mater. 2007, 19, 3702-3705.
85. Yan, H.; Liu, L. Q.; Zhang, Z. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 143144.
86. Sun, D. H.; Chang, C.; Li, S.; Lin, L. W. Nano Lett. 2006, 6, 839-842.
87. Chang, C.; Limkrailassiri, K.; Lin, L. W. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 123111.
88. Dalton, P. D.; Joergensen, N. T.; Groll, J.; Moeller, M. Biomed. Mater. 2008,3, 034109.
89. Bellan, L. M.; Craighead, H. G. J. Vac. Sci. Technol.B 2006, 24, 3179-3183.
90. Simonet, M.; Schneider, O. D.; Neuenschwander, P.; Stark, W. J. Polym. Eng. Sci. 2007, 47, 2020-2026.
91. Schneider, O. D.; Loher, S.; Brunner, T. J.; et al. J. Biomed. Mater. Res. 2008, 84B, 350-362.
92. Tzezana, R.; Zussman, E.; Levenberg, S. Tissue Eng. CMeth. 2008, 14, 281-288.
93. Ekaputra, A. K.; Prestwich, G. D.; Cool, S. M.; Hutmacher, D. W. Biomacromolecules 2008, 9, 2097-2103.
94. Hutmacher, D. W.; Dalton, P. D. Chem. Asian J. 2011, 6, 44-56.
95. Ma, Z.; Mao, Z.; Gao, C. Colloids Surf. B Biointerf. 2007, 60, 137-157.
96. Ratner, B. D.; Bryant, S. J. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2004, 6, 41-75.
97. Mollerup, J. M. Chem. Eng. Technol. 2008, 31, 864-874.
98. Kim, T. G.; Lee, D. S.; Park, T. G. Int. J. Pharm. 2007, 338, 276-283.
99. Jing, Z.; Xu, X. Y.; Chen, X. S.; et al. J. Control. Release 2003, 92, 227-231.
100. Zeng, J.; Yang, L. X.; Liang, Q. Z.; et al. J. Control. Release 2005, 105, 43-51.
101. Kenawy, E. R.; Bowlin, G. L.; Mansfield, K.; et al. J. Control. Release 2002, 81, 57-64.
102. Kim, K.; Luu, Y. K.; Chang, C.; et al. J. Control. Release 2004, 98, 47-56.
103. Cui, W. G.; Li, X. H.; Zhu, X. L.; Yu, G.; Zhou, S. B.; Weng, J. Biomacromolecules 2006, 7, 1623-1629.
104. Sun, Z. C.; Zussman, E.; Yarin, A. L.; Wendorff, J. H.; Greiner, A. Adv. Mater. 2003, 15, 1929-1932.
105. Xu, X. L.; Yang, L. X.; Xu, X. Y.; et al. J. Control. Release 2005, 108, 33-42.
106. Bolgen, N.; Vargel, I.; Korkusuz, P.; Menceloglu, Y. Z.; Piskin, E. J. Biomed. Mater. Res. 2007, 81B, 530-543.
107. Nisbet, D. R.; Rodda, A. E.; Finkelstein, D. I.; Horne, M. K.; Forsythe, J. S.; Shen, W. Colloid Surf. B 2009, 71, Cp 1-Cp 12.
108. Yao, C.; Li, X. S.; Neoh, K. G.; Shi, Z. L.; Kang, E. T. J. Membr. Sci. 2008, 320, 259-267.
109. Ma, Z. W.; Masaya, K.; Ramakrishna, S. J. Membr. Sci. 2006, 282, 237-244.
110. Kim, H. S.; Yoo, H. S. J. Control. Release 2010, 145(3), 264-271.
111. Yoshida, M.; Langer, R.; Lendlein, A.; Lahann, J. Polym. Rev. 2006, 46, 347-375.
112. Patel, S.; Kurpinski, K.; Quigley, R.; et al. Nano Lett. 2007, 7, 2122-2128.
113. Koh, H. S.; Yong, T.; Chan, C. K.; Ramakrishna, S. Biomaterials 2008, 29, 3574-3582.
114. Rujitanaroj, P. O.; Pimpha, N.; Supaphol, P. Polymer 2008, 49, 4723-4732.
115. Dong, H.; Wang, D.; Sun, G.; Hinestroza, J. P. Chem. Mater. 2008, 20, 6627-6632.
116. Cui, W. U.; Li, X. H.; Zhou, S. B.; Weng, J. J. Biomed. Mater. Res. 2007, 82A, 831-841.
117. Cui, W. G.; Li, X. H.; Chen, J. G.; Zhou, S. B.; Weng, J. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 4576-4582.
118. Cui, W.; Li, X.; Xie, C.; et al. Polymer 2010, 51, 2320-2328.
119. Tang, Z. Y.; Wang, Y.; Podsiadlo, P.; Kotov, N. A. Adv Mater. 2007, 19, 906.
120. Muller, K.; Quinn, J. F.; Johnston, A. P. R.; Becker, M.; Greiner, A.; Caruso, F. Chem. Mater. 2006, 18, 2397-2403.
121. Sun, X. Y.; Shankar, R.; Borner, H. G.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Adv. Mater. 2007, 19, 87-91.
122. Grafahrend, D.; Calvet, J. L.; Salber, J.; Dalton, P. D.; Moeller, M.; Klee, D. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2008, 19, 1479-1484.
123. Klinkhammer, K.; Bockelmann, J.; Simitzis, C.; et al. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2010, 21, 2637-2651.
124. Grafahrend, D.; Heffels, K. H.; Beer, M.; et al. Nat. Mater. 2010, 10, 67-73.
125. Zhang, Y. Z.; Wang, X.; Feng, Y.; Li, J.; Lim, C. T.; Ramakrishna, S. Biomacromolecules 2006, 7, 1049-1057.
126. Qi, H. X.; Hu, P.; Xu, J.; Wang, A. J. Biomacromolecules 2006, 7, 2327-2330.
127. Yang, Y.; Li, X. H.; Qi, M. B.; Zhou, S. B.; Weng, J. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008, 69, 106-116.
128. Li, C. M.; Vepari, C.; Jin, H. J.; Kim, H. J.; Kaplan, D. L. Biomaterials 2006, 27, 3115-3124.
129. Zeng, J.; Aigner, A.; Czubayko, F.; Kissel, T.; Wendorff, J. H.; Greiner, A. Biomacromolecules 2005, 6, 1484-1488.
130. Jiang, H. L.; Hu, Y. Q.; Li, Y.; Zhao, P. C.; Zhu, K. J.; Chen, W. L. J. Control. Release 2005, 108, 237-243.
131. Lu, Y.; Jiang, H. L.; Tu, K. H.; Wang, L. Q. Acta Biomater. 2009, 5, 1562-1574.
132. Ahmad, Z.; Zhang, H. B.; Farook, U.; Edirisinghe, M.; Stride, E.; Colombo, P. J. R. Soc. Interf. 2008, 5, 1255-1261.
133. Xu, X. L.; Zhuang, X. L.; Chen, X. S.; Wang, X. R.; Yang, L. X.; Jing, X. B. Macromol. Rapid Comm. 2006, 27, 1637-1642.
134. Yang, Y.; Li, X.; Cui, W.; Zhou, S.; Tan, R.; Wang, C. J. Biomed. Mater. Res. 2008, 86A, 374-385.
135. Lin, T.; Wang, H. X.; Wang, H. M.; Wang, X. G. Nanotechnology 2004, 15, 1375-1381.
136. Wang, H.; Song, H.-R.; Chen, X.-S.; Deng, Y.-J. Polym. Sci. 2010, 28, 417-425.