Nanomedicine for treating spinal cord injury

Nanoscale

Volumn 5, Issue 19, 2013, Pages 8821-8836

  Tyler, Jacqueline Y ^a   Xu, Xiao Ming ^b   Cheng, Ji Xin ^a,c  

^a PURDUE UNIVERSITY   (United States)

^b INDIANA UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

^c PURDUE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON-BASED; ELECTROSPUN SCAFFOLDS; NEUROPROTECTION; NEUROPROTECTIVE AGENTS; SELF-ASSEMBLING PEPTIDES; SPINAL CORD INJURIES (SCI); SPINAL CORDS;

DRUG DELIVERY; LIPOSOMES; MEDICAL NANOTECHNOLOGY; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NANOWIRES; SCAFFOLDS;

PATIENT REHABILITATION;

LIPOSOME; MICELLE; NANOPARTICLE; NANOWIRE; PEPTIDE; POLYMER;

ANIMAL; CHEMISTRY; HUMAN; MICELLE; NANOMEDICINE; NERVE REGENERATION; SPINAL CORD INJURIES; REVIEW; SPINAL CORD INJURY;

ANIMALS; HUMANS; LIPOSOMES; MICELLES; NANOMEDICINE; NANOPARTICLES; NANOWIRES; NERVE REGENERATION; PEPTIDES; POLYMERS; SPINAL CORD INJURIES;

EID: 84884227350     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3nr00957b     Document Type: Review

References (159)

1. J. Lasfargues D. Custis F. Morrone Spinal Cord 1995 33 62 68
2. M. J. De Vivo J. Stuart Krause D. P. Lammertse Arch. Phys. Med. Rehabil. 1999 80 1411 1419
3. C. H. Tator Brain Pathol. 1995 5 407 413
4. C. E. Hulsebosch Adv. Physiol. Educ. 2002 26 238 255
5. B. K. Kwon W. Tetzlaff J. N. Grauer J. Beiner A. R. Vaccaro Spine J. 2004 4 451 464
6. T. Hagg M. Oudega J. Neurotrauma 2006 23 263 280
7. S. GhoshMitra D. R. Diercks N. C. Mills D. L. Hynds S. Ghosh Adv. Drug Delivery Rev. 2012 64 110 125
8. A. P. Amar M. L. Levy Neurosurgery 1999 44 1027
9. E. D. Hall J. E. Springer NeuroRx 2004 1 80 100
10. E. C. Field-Fote, Spinal Cord Injury Rehabilitation, FA Davis Company, Philadelphia, 2009
11. M. B. Bracken M. J. Shepard T. R. Holford L. Leo-Summers E. F. Aldrich M. Fazl M. Fehlings D. L. Herr P. W. Hitchon L. F. Marshall JAMA, J. Am. Med. Assoc. 1997 277 1597 1604
12. J. Xu G. Fan S. Chen Y. Wu X. M. Xu C. Y. Hsu Mol. Brain Res. 1998 59 135 142
13. R. J. Hurlbert J. Neurosurg. 2000 93 1 7
14. S. Gerndt J. Rodriguez J. Pawlik P. Taheri W. Wahl A. Micheals S. Papadopoulos J. Trauma 1997 42 279
15. B. Suberviola A. Gonzalez-Castro J. Llorca F. Ortiz-Melon E. Minambres Injury 2008 39 748 752
16. T. Qian X. Guo A. Levi S. Vanni R. Shebert M. Sipski Spinal Cord 2004 43 199 203
17. M. B. Bracken T. R. Holford J. Neurosurg. 1993 79 500 507
18. B. S. Bregman Curr. Opin. Neurobiol. 1998 8 800 807
19. D. J. Begley Pharmacol. Ther. 2004 104 29 45
20. P. Ballabh A. Braun M. Nedergaard Neurobiol. Dis. 2004 16 1 13
21. T. M. Allen P. R. Cullis Science 2004 303 1818 1822
22. P. S. Hodgson J. M. Neal J. E. Pollock S. S. Liu Anesth. Analg. 1999 88 797
23. R. G. Thorne W. Frey Clin. Pharmacokinet. 2001 40 907 946
24. C. E. Kang P. C. Poon C. H. Tator M. S. Shoichet Tissue Eng., Part A 2008 15 595 604
25. J. Lu K. W. S. Ashwell P. Waite Spine 2000 25 1859
26. A. P. Amar M. L. Levy Neurosurgery 1999 44 1027 1039
27. B. K. Kwon C. G. Fisher M. F. Dvorak W. Tetzlaff Spine 2005 30 S3 S13
28. D. Gris D. R. Marsh M. A. Oatway Y. Chen E. F. Hamilton G. A. Dekaban L. C. Weaver J. Neurosci. 2004 24 4043 4051
29. E. Kaptanoglu I. Solaroglu O. Okutan H. S. Surucu F. Akbiyik E. Beskonakli Neurosurg. Rev. 2004 27 113 120
30. M. Celik N. Gokmen S. Erbayraktar M. Akhisaroglu S. Konakc C. Ulukus S. Genc K. Genc E. Sagiroglu A. Cerami Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002 99 2258 2263
31. S. M. Lee T. Y. Yune S. J. Kim D. W. Park Y. K. Lee Y. C. Kim Y. J. Oh G. J. Markelonis T. H. Oh J. Neurotrauma 2003 20 1017 1027
32. J. E. Wells R. J. Hurlbert M. G. Fehlings V. W. Yong Brain 2003 126 1628 1637
33. D. Short W. El Masry P. Jones Spinal Cord 2000 38 273 286
34. J. D. Houle A. Tessler Exp. Neurol. 2003 182 247 260
35. S. Hamid R. Hayek Eur. Spine J. 2008 17 1256 1269
36. S. Shapiro R. Borgens R. Pascuzzi K. Roos M. Groff S. Purvines R. B. Rodgers S. Hagy P. Nelson J. Neurosurg. 2005 2 3 10
37. K. Ragnarsson Spinal Cord 2007 46 255 274
38. H. S. Keirstead G. Nistor G. Bernal M. Totoiu F. Cloutier K. Sharp O. Steward J. Neurosci. 2005 25 4694 4705
39. A. Iwanami S. Kaneko M. Nakamura Y. Kanemura H. Mori S. Kobayashi M. Yamasaki S. Momoshima H. Ishii K. Ando J. Neurosci. Res. 2005 80 182 190
40. B. S. Bregman J. V. Coumans H. N. Dai P. L. Kuhn J. Lynskey M. McAtee F. Sandhu Prog. Brain Res. 2002 137 257 273
41. P. Lu H. Yang L. L. Jones M. T. Filbin M. H. Tuszynski J. Neurosci. 2004 24 6402 6409
42. N. Daum C. Tscheka A. Neumeyer M. Schneider Wiley Interdiscip. Rev.: Nanomed. Nanobiotechnol. 2011 4 52 65
43. L. Juillerat-Jeanneret Drug Discovery Today 2008 13 1099 1106
44. H. S. Sharma S. Ali Z. R. Tian R. Patnaik S. Patnaik P. Lek A. Sharma T. Lundstedt J. Nanosci. Nanotechnol. 2009 9 5014 5037
45. M. S. Ramer J. V. Priestley S. B. McMahon Nature 2000 403 312 316
46. J. W. Fawcett J. Neurotrauma 2006 23 371 383
47. J. Silver J. H. Miller Nat. Rev. Neurosci. 2004 5 146 156
48. P. J. Horner F. H. Gage Nature 2000 963 970
49. C. E. Schmidt J. B. Leach Annu. Rev. Biomed. Eng. 2003 5 293 347
50. L. Zhang T. J. Webster Nano Today 2009 4 66 80
51. R. Agarwal C. Lieber Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2006 85 209 215
52. A. Javey S. W. Nam R. S. Friedman H. Yan C. M. Lieber Nano Lett. 2007 7 773 777
53. K. E. Fischer B. J. Aleman S. L. Tao R. H. Daniels E. M. Li M. D. Bunger G. Nagaraj P. Singh A. Zettl T. A. Desai Nano Lett. 2009 9 716 720
54. V. Uskokovifá P. P. Lee L. A. Walsh K. E. Fischer T. A. Desai Biomaterials 2012 33 1663 1672
55. H. S. Sharma Nanomedicine 2007 2 753 758
56. H. S. Sharma, S. F. Ali, Z. R. Tian, R. Patnaik, S. Patnaik, A. Sharma, A. Boman, P. Lek, E. Seifert and T. Lundstedt, Brain Edema XIV, 2010, pp. 343-350
57. H. S. Sharma S. F. Ali W. Dong Z. Tian R. Patnaik S. Patnaik A. Sharma A. Boman P. Lek E. Seifert Ann. N. Y. Acad. Sci. 2007 1122 197 218
58. A. E. M. Mautes M. R. Weinzierl F. Donovan L. J. Noble Phys. Ther. 2000 80 673 687
59. C. L. Chen S. F. Chang D. Lee L. Y. Yang Y. H. Lee C. Y. Hsu S. J. Lin J. Liaw Pharm. Res. 2008 25 39 47
60. Y. Shi S. Kim T. B. Huff R. B. Borgens K. Park R. Shi J. X. Cheng Nat. Nanotechnol. 2009 5 80 87
61. K. Kataoka A. Harada Y. Nagasaki Adv. Drug Delivery Rev. 2012 64 37 48
62. D. Bazile C. Prud'homme M. T. Bassoullet M. Marlard G. Spenlehauer M. Veillard J. Pharm. Sci. 1995 84 493 498
63. T. M. Allen J. Liposome Res. 1992 2 289 305
64. G. He L. L. Ma J. Pan S. Venkatraman Int. J. Pharm. 2007 334 48 55
65. G. Orive E. Anitua J. L. Pedraz D. F. Emerich Nat. Rev. Neurosci. 2009 10 682 692
66. D. M. Basso M. S. Beattie J. C. Bresnahan J. Neurotrauma 1995 12 1 21
67. H. Chen S. Kim L. Li S. Wang K. Park J.-X. Cheng Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 6596 6601
68. H. Chen S. Kim W. He H. Wang P. S. Low K. Park J.-X. Cheng Langmuir 2008 24 5213 5217
69. S.-Y. Lee S. Kim J. Y. Tyler K. Park J.-X. Cheng Biomaterials 2013 34 552 561
70. K. S. Soppimath T. M. Aminabhavi A. R. Kulkarni W. E. Rudzinski J. Controlled Release 2001 70 1 20
71. Y. Kim J. M. Caldwell R. V. Bellamkonda Biomaterials 2009 30 2582 2590
72. S. Chen Y. Li C. Guo J. Wang J. Ma X. Liang L. R. Yang H. Z. Liu Langmuir 2007 23 12669 12676
73. B. Bose J. L. Osterholm M. Kalia Neurosci. Lett. 1986 63 165 169
74. A. L. R. Oliveira F. Langone Neurosci. Lett. 2000 293 131 134
75. Y. Cho R. Shi A. Ivanisevic R. Ben Borgens Journal of neuroscience research 2010 88 1433 1444
76. Y. Cho R. Shi R. Borgens A. Ivanisevic Small 2008 4 1676 1681
77. J. Luo R. Borgens R. Shi J. Neurochem. 2002 83 471 480
78. J. Luo R. Borgens R. Shi J. Neurotrauma 2004 21 994 1007
79. J. Luo R. Shi Brain Res. 2007 1155 10 16
80. R. B. Borgens R. Shi FASEB J. 2000 14 27 35
81. R. B. Borgens R. Shi D. Bohnert J. Exp. Biol. 2002 205 1 12
82. Y. Cho R. Shi R. B. Borgens J. Exp. Biol. 2010 213 1513 1520
83. J. Brent Drugs 2001 61 979 988
84. Y. Cho R. Shi R. B. Borgens A. Ivanisevic Nanomedicine 2008 3 507 519
85. K. Hamann A. Durkes H. Ouyang K. Uchida A. Pond R. Shi J. Neurochem. 2008 107 712 721
86. P. Liu-Snyder R. B. Borgens R. Shi J. Neurosci. Res. 2006 84 219 227
87. J. Kreuter R. N. Alyautdin D. A. Kharkevich A. A. Ivanov Brain Res. 1995 674 171 174
88. R. N. Alyautdin V. E. Petrov K. Langer A. Berthold D. A. Kharkevich J. Kreuter Pharm. Res. 1997 14 325 328
89. R. N. Alyaudtin A. Reichel R. Lobenberg P. Ramge J. Kreuter D. J. Begley J. Drug Targeting 2001 9 209 221
90. P. Ramge R. E. Unger J. B. Oltrogge D. Zenker D. Begley J. Kreuter H. Von Briesen Eur. J. Neurosci. 2000 12 1931 1940
91. V. Reukov V. Maximov A. Vertegel Biotechnol. Bioeng. 2011 108 243 252
92. M. Das S. Patil N. Bhargava J. F. Kang L. M. Riedel S. Seal J. J. Hickman Biomaterials 2007 28 1918 1925
93. A. Sharma U. S. Sharma Int. J. Pharm. 1997 154 123 140
94. Y. Liu C. Y. Wang X. H. Kong H. J. Wang J. Chang D. P. Zhang D. X. Ban S. Q. Feng J. Drug Targeting 2010 18 420 429
95. H. Wang S. Zhang Z. Liao C. Wang Y. Liu S. Feng X. Jiang J. Chang Biomaterials 2010 31 6589 6596
96. S. R. Schwarze K. A. Hruska S. F. Dowdy Trends Cell Biol. 2000 10 290 295
97. S. C. Semple A. Chonn P. R. Cullis Adv. Drug Delivery Rev. 1998 32 3 17
98. T. Hernandez-Caselles J. Villalain J. Gomez-Fernandez Mol. Cell. Biochem. 1993 120 119 126
99. I. C. Wang L. A. Tai D. D. Lee P. Kanakamma C. K. F. Shen T. Y. Luh C. H. Cheng K. C. Hwang J. Med. Chem. 1999 42 4614 4620
100. S. Bosi T. Da Ros G. Spalluto M. Prato Eur. J. Med. Chem. 2003 38 913 923
101. M. Brettreich A. Hirsch Tetrahedron Lett. 1998 39 2731 2734
102. A. Bar-Shir Y. Engel M. Gozin J. Org. Chem. 2005 70 2660 2666
103. L. L. Dugan D. M. Turetsky C. Du D. Lobner M. Wheeler C. R. Almli C. K. F. Shen T. Y. Luh D. W. Choi T. S. Lin Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1997 94 9434
104. H. Jin W. Chen X. Tang L. Chiang C. Yang J. Schloss J. Wu J. Neurosci. Res. 2000 62 600 607
105. X. F. Liu W. C. Guan W. S. Ke Can. J. Biochem. 2007 85 157 163
106. Y. Ni H. Hu E. B. Malarkey B. Zhao V. Montana R. C. Haddon V. Parpura J. Nanosci. Nanotechnol. 2005 5 1707 1712
107. H. Hu Y. Ni V. Montana R. C. Haddon V. Parpura Nano Lett. 2004 4 507 511
108. E. Malarkey and V. Parpura, in Brain Edema XIV, ed., Z. Czernicki, A. Baethmann, U. Ito, Y. Katayama, T. Kuroiwa, and, D. Mendelow, Springer, Vienna, 2010, vol. 106, ch. 62, pp. 337-341
109. J. A. Roman T. L. Niedzielko R. C. Haddon V. Parpura C. L. Floyd J. Neurotrauma 2011 28 2349 2362
110. F. Alexis E. Pridgen L. K. Molnar O. C. Farokhzad Mol. Pharm. 2008 5 505 515
111. X. Huang L. Li T. Liu N. Hao H. Liu D. Chen F. Tang ACS Nano 2011 5 5390 5399
112. B. Wang X. He Z. Zhang Y. Zhao W. Feng Acc. Chem. Res. 2012 46 761 769
113. S. Y. Fu T. Gordon Mol. Neurobiol. 1997 14 67
114. E. Huebner and S. Strittmatter, Cell biology of the axon, 2009, pp. 339-351
115. B. A. Tucker K. M. Mearow Can. J. Neurol. Sci. 2008 35 551 566
116. A. Buss G. Brook B. Kakulas D. Martin R. Franzen J. Schoenen J. Noth A. Schmitt Brain 2004 127 34 44
117. G. Yiu Z. He Nat. Rev. Neurosci. 2006 7 617 627
118. M. G. Fehlings C. H. Tator Exp. Neurol. 1995 132 220 228
119. K. S. Straley C. W. P. Foo S. C. Heilshorn J. Neurotrauma 2010 27 1 19
120. C. Miller S. Jeftinija S. Mallapragada Tissue Eng. 2002 8 367 378
121. H. Koh T. Yong C. Chan S. Ramakrishna Biomaterials 2008 29 3574 3582
122. N. N. Madigan S. McMahon T. O'Brien M. J. Yaszemski A. J. Windebank Respir. Physiol. Neurobiol. 2009 169 183 199
123. L. Ghasemi-Mobarakeh M. P. Prabhakaran M. Morshed M. H. Nasr-Esfahani S. Ramakrishna Biomaterials 2008 29 4532 4539
124. I. Ahmed H. Y. Liu P. C. Mamiya A. S. Ponery A. N. Babu T. Weik M. Schindler S. Meiners J. Biomed. Mater. Res., Part A 2006 76 851 860
125. J. Xie S. M. Willerth X. Li M. R. Macewan A. Rader S. E. Sakiyama-Elbert Y. Xia Biomaterials 2009 30 354 362
126. J. Xie M. R. MacEwan X. Li S. E. Sakiyama-Elbert Y. Xia ACS Nano 2009 3 1151 1159
127. S. Meiners I. Ahmed A. S. Ponery N. Amor S. L. Harris V. Ayres Y. Fan Q. Chen R. Delgado-Rivera A. N. Babu Polym. Int. 2007 56 1340 1348
128. K. Matsumoto K. Ohnishi T. Kiyotani T. Sekine H. Ueda T. Nakamura K. Endo Y. Shimizu Brain Res. 2000 868 315 328
129. X. Jiang R. Mi A. Hoke S. Y. Chew J. Tissue Eng. Regener. Med. 2012 10.1002/term.1531
130. T. Liu J. D. Houle J. Xu B. P. Chan S. Y. Chew Tissue Eng. 2011 18 1057 1066
131. M. Tuszynski J. Steeves J. Fawcett D. Lammertse M. Kalichman C. Rask A. Curt J. Ditunno M. Fehlings J. Guest Spinal Cord 2006 45 222 231
132. V. M. Tysseling-Mattiace V. Sahni K. L. Niece D. Birch C. Czeisler M. G. Fehlings S. I. Stupp J. A. Kessler J. Neurosci. 2008 28 3814 3823
133. J. Guo H. Su Y. Zeng Y. X. Liang W. M. Wong R. G. Ellis-Behnke K. F. So W. Wu Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 2007 3 311 321
134. D. Macaya M. Spector Biomed. Mater. 2012 7 012001
135. C. Y. Yang B. Song Y. Ao A. P. Nowak R. B. Abelowitz R. A. Korsak L. A. Havton T. J. Deming M. V. Sofroniew Biomaterials 2009 30 2881 2898
136. C. T. S. W. P. Foo J. S. Lee W. Mulyasasmita A. Parisi-Amon S. C. Heilshorn Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 22067 22072
137. F. Gelain D. Bottai A. Vescovi S. Zhang PLoS One 2006 1 e119
138. D. Cigognini A. Satta B. Colleoni D. Silva M. Donega S. Antonini F. Gelain PLoS One 2011 6 e19782
139. C. Woolf M. Reynolds C. Molander C. O'brien R. Lindsay Neuroscience 1990 34 465 478
140. M. A. Woodin D. W. Munno N. I. Syed J. Neurosci. 2002 22 505 514
141. Y. Duchossoy J. C. Horvat O. Stettler Mol. Cell. Neurosci. 2001 17 945 956
142. G. A. Silva C. Czeisler K. L. Niece E. Beniash D. A. Harrington J. A. Kessler S. I. Stupp Science 2004 303 1352 1355
143. F. Gelain S. Panseri S. Antonini C. Cunha M. Donega J. Lowery F. Taraballi G. Cerri M. Montagna F. Baldissera ACS Nano 2011 5 227 236
144. J. S. Petrofsky C. A. Phillips Cent. Nerv. Syst. Trauma 1984 1 57 74
145. M. Granat A. Ferguson B. Andrews M. Delargy Spinal Cord 1993 31 207 215
146. K. Kimura Y. Yanagida T. Haruyama E. Kobatake M. Aizawa Med. Biol. Eng. Comput. 1998 36 493 498
147. G. Ming J. Henley M. Tessier-Lavigne H. Song M. Poo Neuron 2001 29 441 452
148. M. Li Y. Guo Y. Wei A. G. MacDiarmid P. I. Lelkes Biomaterials 2006 27 2705 2715
149. H. Durgam S. Sapp C. Deister Z. Khaing E. Chang S. Luebben C. E. Schmidt J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2010 21 1265 1282
150. P. Moroder M. B. Runge H. Wang T. Ruesink L. Lu R. J. Spinner A. J. Windebank M. J. Yaszemski Acta Biomater. 2011 7 944 953
151. J. Y. Lee C. A. Bashur A. S. Goldstein C. E. Schmidt Biomaterials 2009 30 4325 4335
152. J. Xie M. R. MacEwan S. M. Willerth X. Li D. W. Moran S. E. Sakiyama-Elbert Y. Xia Adv. Funct. Mater. 2009 19 2312 2318
153. X. Zhang S. Prasad S. Niyogi A. Morgan M. Ozkan C. S. Ozkan Sens. Actuators, B 2005 106 843 850
154. Y. Cho R. B. Borgens J. Biomed. Mater. Res., Part A 2010 95 510 517
155. G. Z. Jin M. Kim U. S. Shin H. W. Kim Neurosci. Lett. 2011 501 10 14
156. T. D. B. Nguyen-Vu H. Chen A. M. Cassell R. J. Andrews M. Meyyappan J. Li IEEE Trans. Biomed. Eng. 2007 54 1121 1128
157. S. Thuret L. D. F. Moon F. H. Gage Nat. Rev. Neurosci. 2006 7 628 643
158. L. Anderberg H. Aldskogius A. Holtz Upsala J. Med. Sci. 2007 112 259 288
159. F. Scholtes G. Brook D. Martin Adv. Tech. Stand. Neurosurg. 2012 29 56