Scaffold/Extracellular Matrix Hybrid Constructs for Bone-Tissue Engineering

Advanced Healthcare Materials

Volumn 2, Issue 1, 2013, Pages 13-24

  Thibault, Richard A ^a   Mikos, Antonios G ^a   Kasper, F Kurtis ^a  

^a Rice University   (United States)

Author keywords

Bones; Extracellular matrices; Hydroxyapatite; Scaffolds; Tissue engineering

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BONE; CALCIUM PHOSPHATE; DEFECTS; HYBRID MATERIALS; HYDROXYAPATITE; SCAFFOLDS; SCAFFOLDS (BIOLOGY); SCHEDULING; TISSUE; TISSUE ENGINEERING;

BIOLOGICAL RESPONSE; BIOLOGICAL TISSUES; BONE TISSUE ENGINEERING; CELLULAR ATTACHMENTS; EXTRACELLULAR MATRICES; MULTIPLE COMPONENTS; REPLACEMENT MATERIALS; SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONS;

TISSUE REGENERATION;

BONE MORPHOGENETIC PROTEIN; CALCIUM PHOSPHATE; COLLAGEN; FIBROBLAST GROWTH FACTOR; POLYMER; TISSUE SCAFFOLD; VASCULOTROPIN;

ARTICLE; BIOCOMPATIBILITY; BONE DEFECT; BONE DEMINERALIZATION; BONE MATRIX; CELL ADHESION; CELL DIFFERENTIATION; CELL INFILTRATION; CELL VIABILITY; CHEMICAL COMPOSITION; COMPOSITE MATERIAL; EXTRACELLULAR MATRIX; HUMAN; HYBRID CELL; IN VITRO STUDY; IN VIVO STUDY; MATERIAL COATING; MESENCHYMAL STEM CELL; NONHUMAN; ORTHOTOPIC TRANSPLANTATION; OSSIFICATION; OSTEOBLAST; POROSITY; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN EXPRESSION; SURFACE PROPERTY; TISSUE ENGINEERING; TISSUE REGENERATION;

EID: 84879607946     PISSN: 21922640     EISSN: 21922659     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adhm.201200209     Document Type: Article

References (117)

1. M. Artico, L. Ferrante, F. S. Pastore, E. O. Ramundo, D. Cantarelli, D. Scopelliti, G. Iannetti, Surg Neurol 2003, 60, 71.
2. S. N. Khan, J. F. Fraser, H. S. Sandhu, F. P. Cammisa Jr., F. P. Girardi, J. M. Lane, J Am Acad Orthop Surg 2005, 13, 129.
3. Z. Li, M. Kawashita, J Artif Organs 2011, 14, 163.
4. D. K. Rah, Yonsei Med J 2000, 41, 756.
5. Z. Ge, Z. Jin, T. Cao, Biomed Mater 2008, 3, 022001.
6. P. V. Giannoudis, H. Dinopoulos, E. Tsiridis, Injury 2005, 36 Suppl 3, S20.
7. M. H. Ho, D. M. Wang, H. J. Hsieh, H. C. Liu, T. Y. Hsien, J. Y. Lai, L. T. Hou, Biomaterials 2005, 26, 3197.
8. W. J. Li, R. Tuli, X. Huang, P. Laquerriere, R. S. Tuan, Biomaterials 2005, 26, 5158.
9. G. Wang, L. Zheng, H. Zhao, J. Miao, C. Sun, N. Ren, J. Wang, H. Liu, X. Tao, Tissue Eng Part A 2011, 17, 1341.
10. P. Yilgor, K. Tuzlakoglu, R. L. Reis, N. Hasirci, V. Hasirci, Biomaterials 2009, 30, 3551.
11. J. P. Bilezikian, L. G. Raisz, G. A. Rodan, in Principles of Bone Biology Vol. 1 (Eds: J. P. Bilezikian, L. G. Raisz, and G. A. Rodan, Academic Press, San Diego, USA 2002.
12. A. Tampieri, S. Sprio, M. Sandri, F. Valentini, Trends Biotechnol 2011, 29, 526.
13. X. Li, J. Xie, X. Yuan, Y. Xia, Langmuir 2008, 24, 14145.
14. H. S. Yun, S. H. Kim, D. Khang, J. Choi, H. H. Kim, M. Kang, Int J Nanomedicine 2011, 6, 2521.
15. S. F. Badylak, K. Park, N. Peppas, G. McCabe, M. Yoder, Exp Hematol 2001, 29, 1310.
16. C. B. Thomas, S. Maxson, K. J. Burg, J Biomater Sci Polym Ed 2011, 22, 589.
17. H. J. Kim, U. J. Kim, G. Vunjak-Novakovic, B. H. Min, D. L. Kaplan, Biomaterials 2005, 26, 4442.
18. R. A. Thibault, L. Scott Baggett, A. G. Mikos, F. K. Kasper, Tissue Eng Part A 2010, 16, 431.
19. W. Harrington, P. Vonhippel, Adv Protein Chem 1961, 16, 1.
20. X. Liu, L. A. Smith, J. Hu, P. X. Ma, Biomaterials 2009, 30, 2252.
21. S. A. Sell, M. J. McClure, K. Garg, P. S. Wolfe, G. L. Bowlin, Adv Drug Deliv Rev 2009, 61, 1007.
22. Y. Chen, A. F. Mak, M. Wang, J. Li, J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2006, 77, 315.
23. J. Doshi, D. H. Reneker, J Electrostat 1995, 35, 151.
24. S. Yang, K. F. Leong, Z. Du, C. K. Chua, Tissue Eng 2002, 8, 1.
25. H. Schoof, J. Apel, I. Heschel, G. Rau, J Biomed Mater Res 2001, 58, 352.
26. P. Schaaf, J. C. Voegel, L. Jierry, F. Boulmedais, Adv Mater 2012, 24, 1001.
27. T. Kokubo, H. Takadama, Biomaterials 2006, 27, 2907.
28. A. C. Jayasuriya, S. Kibbe, J Mater Sci Mater Med 2009, 21, 393.
29. Y. Zhang, V. J. Reddy, S. Y. Wong, X. Li, B. Su, S. Ramakrishna, C. T. Lim, Tissue Eng Part A 2010, 16, 1949.
30. M. B. Eslaminejad, H. Mirzadeh, Y. Mohamadi, A. Nickmahzar, J Tissue Eng Regen Med 2007, 1, 417.
31. K. L. Sellgren, T. Ma, J Tissue Eng Regen Med 2012, 6, 49.
32. J. Li, Y. Chen, A. F. Mak, R. S. Tuan, L. Li, Y. Li, Acta Biomater 2010, 6, 2013.
33. J. Li, X. Yuan, F. He, A. F. Mak, J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2008, 86, 381.
34. R. Ravichandran, J. R. Venugopal, S. Sundarrajan, S. Mukherjee, S. Ramakrishna, Biomaterials 2012, 33, 846.
35. N. Hild, O. D. Schneider, D. Mohn, N. A. Luechinger, F. M. Koehler, S. Hofmann, J. R. Vetsch, B. W. Thimm, R. Muller, W. J. Stark, Nanoscale 2010, 3, 401.
36. C. Weinand, R. Gupta, E. Weinberg, I. Madisch, C. M. Neville, J. B. Jupiter, J. P. Vacanti, Tissue Eng Part A 2009, 15, 2605.
37. A. C. Jayasuriya, N. A. Ebraheim, J Mater Sci Mater Med 2009, 20, 1637.
38. B. G. Kurkalli, O. Gurevitch, A. Sosnik, D. Cohn, S. Slavin, Curr Stem Cell Res Ther 2010, 5, 49.
39. P. Y. Ni, M. Fan, Z. Y. Qian, J. C. Luo, C. Y. Gong, S. Z. Fu, S. Shi, F. Luo, Z. M. Yang, J Biomed Mater Res A 2011, 100, 171.
40. H. Iwata, S. Sakano, T. Itoh, T. W. Bauer, Clin Orthop Relat Res 2002, 395, 99.
41. T. Hagino, Y. Hamada, J Orthop Res 1999, 17, 232.
42. S. Badylak, S. Meurling, M. Chen, A. Spievack, A. Simmons-Byrd, J Pediatr Surg 2000, 35, 1097.
43. T. K. Sampath, A. H. Reddi, Biochem Biophys Res Commun 1984, 119, 949.
44. M. R. Urist, Bone: formation by autoinduction. Science 1965, 150, 3698, 893-899.
45. W. S. Pietrzak, S. N. Ali, D. Chitturi, M. Jacob, J. E. Woodell-May, Cell Tissue Bank 2011, 12, 81.
46. G. Syftestad, M. R. Urist, Clin Orthop Relat Res 1979, 141, 281.
47. D. J. Holt, D. W. Grainger, Adv Drug Deliv Rev 2012, in press.
48. E. Gruskin, B. A. Doll, F. W. Futrell, J. P. Schmitz, J. O. Hollinger, Adv Drug Deliv Rev 2012, in press.
49. D. Cohn, A. Sosnik, A. Levy, Biomaterials 2003, 24, 3707.
50. M. Lovett, K. Lee, A. Edwards, D. L. Kaplan, Tissue Eng Part B Rev 2009, 15, 353.
51. N. Datta, H. L. Holtorf, V. I. Sikavitsas, J. A. Jansen, A. G. Mikos, Biomaterials 2005, 26, 971.
52. L. Fassina, E. Saino, L. Visai, M. A. Avanzini, M. G. Cusella De Angelis, F. Benazzo, S. Van Vlierberghe, P. Dubruel, G. Magenes, Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2010, 247.
53. H. Hagenmuller, S. Hofmann, T. Kohler, H. P. Merkle, D. L. Kaplan, G. Vunjak-Novakovic, R. Muller, L. Meinel, Ann Biomed Eng 2007, 35, 1657.
54. A. M. Martins, Q. P. Pham, P. B. Malafaya, R. A. Sousa, M. E. Gomes, R. M. Raphael, F. K. Kasper, R. L. Reis, A. G. Mikos, Tissue Eng Part A 2009, 15, 295.
55. E. Saino, S. Grandi, E. Quartarone, V. Maliardi, D. Galli, N. Bloise, L. Fassina, M. G. De Angelis, P. Mustarelli, M. Imbriani, L. Visai, Eur Cell Mater 2011, 21, 59.
56. B. W. Thimm, S. Wust, S. Hofmann, H. Hagenmuller, R. Muller, Acta Biomater 2011, 7, 2218.
57. G. Tour, M. Wendel, I. Tcacencu, Tissue Eng Part A 2011, 17, 127.
58. Y. Ikada, in Tissue Engineering Fundamentals and Applications. Vol. 8. Elsevier, San Diego, USA 2006.
59. M. R. Kreke, W. R. Huckle, A. S. Goldstein, Bone 2005, 36, 1047.
60. I. Owan, D. B. Burr, C. H. Turner, J. Qiu, Y. Tu, J. E. Onyia, R. L. Duncan, Am J Physiol 1997, 273, C810.
61. G. N. Bancroft, V. I. Sikavitsas, A. G. Mikos, Tissue Eng 2003, 9, 549.
62. R. L. Dahlin, V. V. Meretoja, M. Ni, F. K. Kasper, A. G. Mikos, Tissue Eng Part C Methods 2012, DOI:10.1089/ten.tec.2012.0037.
63. G. N. Bancroft, V. I. Sikavitsas, J. van den Dolder, T. L. Sheffield, C. G. Ambrose, J. A. Jansen, A. G. Mikos, Proc Natl Acad Sci USA 2002, 99, 12600.
64. N. Datta, Q. P. Pham, U. Sharma, V. I. Sikavitsas, J. A. Jansen, A. G. Mikos, Proc Natl Acad Sci USA 2006, 103, 2488.
65. L. Fassina, L. Visai, L. Asti, F. Benazzo, P. Speziale, M. C. Tanzi, G. Magenes, Tissue Eng 2005, 11, 685.
66. M. E. Gomes, V. I. Sikavitsas, E. Behravesh, R. L. Reis, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2003, 67, 87.
67. H. L. Holtorf, N. Datta, J. A. Jansen, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2005, 74, 171.
68. H. L. Holtorf, J. A. Jansen, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2005, 72, 326.
69. F. W. Janssen, J. Oostra, A. Oorschot, C. A. van Blitterswijk, Biomaterials 2006, 27, 315.
70. F. W. Janssen, R. van Dijkhuizen-Radersma, A. Van Oorschot, J. Oostra, J. D. de Bruijn, C. A. Van Blitterswijk, J Tissue Eng Regen Med 2010, 4, 12.
71. D. Li, T. Tang, J. Lu, K. Dai, Tissue Eng Part A 2009, 15, 2773.
72. A. M. Martins, A. Saraf, R. A. Sousa, C. M. Alves, A. G. Mikos, F. K. Kasper, R. L. Reis, J Biomed Mater Res A 2010, 94, 1061.
73. Q. P. Pham, F. K. Kasper, A. S. Mistry, U. Sharma, A. W. Yasko, J. A. Jansen, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2009, 88, 295.
74. Q. P. Pham, F. K. Kasper, L. Scott Baggett, R. M. Raphael, J. A. Jansen, A. G. Mikos, Biomaterials 2008, 29, 2729.
75. V. I. Sikavitsas, G. N. Bancroft, H. L. Holtorf, J. A. Jansen, A. G. Mikos, Proc Natl Acad Sci USA 2003, 100, 14683.
76. R. A. Thibault, A. G. Mikos, F. K. Kasper, Biomacromolecules 2011, 12, 4204.
77. J. van den Dolder, G. N. Bancroft, V. I. Sikavitsas, P. H. Spauwen, J. A. Jansen, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2003, 64, 235.
78. H. Terai, D. Hannouche, E. Ochoa, Y. Yamano, J. P. Vacanti, Mater Sci Eng C 2002, 20, 3.
79. M. Shin, H. Yoshimoto, J. P. Vacanti, Tissue Eng 2004, 10, 33.
80. S. A. Steigman, A. Ahmed, R. M. Shanti, R. S. Tuan, C. Valim, D. O. Fauza, J Pediatr Surg 2009, 44, 1120.
81. C. S. Young, H. Abukawa, R. Asrican, M. Ravens, M. J. Troulis, L. B. Kaban, J. P. Vacanti, P. C. Yelick, Tissue Eng 2005, 11, 1599.
82. W. Zhang, H. Abukawa, M. J. Troulis, L. B. Kaban, J. P. Vacanti, P. C. Yelick, Methods 2009, 47, 122.
83. G. Vunjak-Novakovic, L. E. Freed, R. J. Biron, R. Langer, AIChE J 1996, 42, 850.
84. S. Hofmann, H. Hagenmuller, A. M. Koch, R. Muller, G. Vunjak-Novakovic, D. L. Kaplan, H. P. Merkle, L. Meinel, Biomaterials 2007, 28, 1152.
85. J. H. Jansen, O. P. van der Jagt, B. J. Punt, J. A. Verhaar, J. P. van Leeuwen, H. Weinans, H. Jahr, BMC Musculoskelet Disord 2010, 11, 188.
86. L. Y. Sun, D. K. Hsieh, P. C. Lin, H. T. Chiu, T. W. Chiou, Bioelectromagnetics 2010, 31, 209.
87. J. R. Mauney, S. Sjostorm, J. Blumberg, R. Horan, J. P. O'Leary, G. Vunjak-Novakovic, V. Volloch, D. L. Kaplan, Calcif Tissue Int 2004, 74, 458.
88. A. Sittichokechaiwut, J. H. Edwards, A. M. Scutt, G. C. Reilly, Eur Cell Mater 2010, 20, 45.
89. L. Fassina, E. Saino, M. S. Sbarra, L. Visai, M. G. Cusella De Angelis, G. Mazzini, F. Benazzo, G. Magenes, Tissue Eng Part C Methods 2009, 15, 233.
90. L. Fassina, E. Saino, L. Visai, G. Magenes, Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc 2008, 3582.
91. L. Fassina, E. Saino, L. Visai, G. Silvani, M. G. Cusella De Angelis, G. Mazzini, F. Benazzo, G. Magenes, J Biomed Mater Res A 2008, 87, 750.
92. L. Fassina, L. Visai, F. Benazzo, L. Benedetti, A. Calligaro, M. G. De Angelis, A. Farina, V. Maliardi, G. Magenes, Tissue Eng 2006, 12, 1985.
93. E. Saino, L. Fassina, S. Van Vlierberghe, M. A. Avanzini, P. Dubruel, G. Magenes, L. Visai, F. Benazzo, Int J Immunopathol Pharmacol 2011, 24, 1.
94. A. Sittichockechaiwut, A. M. Scutt, A. J. Ryan, L. F. Bonewald, G. C. Reilly, Bone 2009, 44, 822.
95. E. Engvall, P. Perlmann, Immunochemistry 1971, 8, 871.
96. H. Towbin, T. Staehelin, J. Gordon, Proc Natl Acad Sci U S A 1979, 76, 4350.
97. D. N. Perkins, D. J. Pappin, D. M. Creasy, J. S. Cottrell, Electrophoresis 1999, 20, 3551.
98. Y. Ishihama, Y. Oda, T. Tabata, T. Sato, T. Nagasu, J. Rappsilber, M. Mann, Mol Cell Proteomics 2005, 4, 1265.
99. R. L. Goldberg, L. M. Kolibas, Connect Tissue Res 1990, 24, 265.
100. P. K. Smith, R. I. Krohn, G. T. Hermanson, A. K. Mallia, F. H. Gartner, M. D. Provenzano, E. K. Fujimoto, N. M. Goeke, B. J. Olson, D. C. Klenk, Anal Biochem 1985, 150, 76.
101. G. Szymanowicz, G. Laurain, Anal Biochem 1981, 113, 58.
102. D. Kang, Y. Gho, M. Suh, C. Kang, Bull Korean Chem Soc 2002, 23, 1511.
103. D. M. Rissin, C. W. Kan, T. G. Campbell, S. C. Howes, D. R. Fournier, L. Song, T. Piech, P. P. Patel, L. Chang, A. J. Rivnak, E. P. Ferrell, J. D. Randall, G. K. Provuncher, D. R. Walt, D. C. Duffy, Nat Biotechnol 2010, 28, 595.
104. M. Li, Y. Alnouti, R. Leverence, H. Bi, A. I. Gusev, J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2005, 825, 152.
105. J. M. Walker, in Protein Protocols Handbook (Methods in Molecular Biology). Vol. 1 (Ed: J. M. Walker, Humana Press, Totowa, USA 2002.
106. F. Yang, J. G. C. Wolke, J. A. Jansen, Chem Eng J 2008, 137, 154.
107. K. Schladitz, J Microsc 2011, 243, 111.
108. S. T. Ho, D. W. Hutmacher, Biomaterials 2006, 27, 1362.
109. C. Vater, P. Kasten, M. Stiehler, Acta Biomater 2010, 7, 463.
110. P. V. Hauschka, J. B. Lian, D. E. Cole, C. M. Gundberg, Physiol Rev 1989, 69, 990.
111. D. N. Haylock, S. K. Nilsson, Br J Haematol 2006, 134, 467.
112. G. S. Stein, J. B. Lian, T. A. Owen, FASEB J 1990, 4, 3111.
113. S. D. McCullen, A. G. Chow, M. M. Stevens, Curr Opin Biotechnol 2011, 22, 715.
114. P. M. Conn, in Sourcebook of models for biomedical research. Vol. 1 (Ed: P. M. Conn, Humana Press, Totowa, USA 2008.
115. M. T. Rodrigues, M. E. Gomes, C. A. Viegas, J. T. Azevedo, I. R. Dias, F. M. Guzon, R. L. Reis, J Tissue Eng Regen Med 2011, 5, 41.
116. V. I. Sikavitsas, J. van den Dolder, G. N. Bancroft, J. A. Jansen, A. G. Mikos, J Biomed Mater Res A 2003, 67, 944.
117. K. Ruan, S. Bao, G. Ouyang, Cell Mol Life Sci 2009, 66, 2219.