Biomimetic choline-like graphene oxide composites for neurite sprouting and outgrowth

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 24, 2013, Pages 13188-13197

  Tu, Qin ^a   Pang, Long ^a   Wang, Lingli ^a   Zhang, Yanrong ^a   Zhang, Rui ^b   Wang, Jinyi ^a  

^a NORTHWEST A F UNIVERSITY   (China)

^b FLORIDA INTERNATIONAL UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Acetylcholine; Graphene oxide; Neurite; Neuron; Outgrowth; Phosphorylcholine; Sprouting

Indexed keywords

ACETYLCHOLINE; GRAPHENE OXIDES; NEURITES; OUTGROWTH; PHOSPHORYLCHOLINE; SPROUTING;

BIOCOMPATIBILITY; BIOMIMETIC PROCESSES; CELL ADHESION; GRAPHENE; MEDICAL APPLICATIONS; MODEL PREDICTIVE CONTROL; PHOTOELECTRONS; REPAIR; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

NEURONS;

2-(DIMETHYLAMINO)ETHYL METHACRYLATE; ACETYLCHOLINE; BIOMATERIAL; GRAPHITE; METHACRYLIC ACID DERIVATIVE; METHACRYLIC ACID DIMETHYLAMINOETHYL ESTER; NEUROMODULIN; OXIDE; PHOSPHORYLCHOLINE;

ANIMAL; ARTICLE; CELL CULTURE; CELL PROLIFERATION; CELL SURVIVAL; CHEMISTRY; CYTOLOGY; DRUG EFFECT; METABOLISM; NERVE CELL; RAT;

ACETYLCHOLINE; ANIMALS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; CELL PROLIFERATION; CELL SURVIVAL; CELLS, CULTURED; GAP-43 PROTEIN; GRAPHITE; METHACRYLATES; NEURONS; OXIDES; PHOSPHORYLCHOLINE; RATS;

EID: 84891445114     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am4042004     Document Type: Article

References (76)

1. Natalia, O. G.; David, D. G. Annu. Rev. Neurosci. 2005, 28, 191-222.
2. Qin, W.; Bauman, W. A.; Cardozo, C. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2010, 1211, 66-84.
3. Anderson, K. D. J. Neurotrauma 2004, 21, 1371-1383.
4. Varga, Z. M.; Fernandez, J.; Blackshaw, S.; Martin, A. R.; Muller, K. J.; Adams, W. B.; Nicholls, J. G. J. Comp. Neurol. 1996, 366, 600.
5. Bregman, B. S. Curr. Opin. Neurobiol. 1998, 8, 800-807.
6. Tatagiba, M.; Brosamle, C.; Schwab, M. E. Neurosurgery 1997, 40, 541-547.
7. Thompson, J. M.; Lu, A. H.; Ruch, S. Brain Res. Bull. 1987, 18, 479-484.
8. Sandrock, A. W., Jr.; Matthew, W. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 6934-6938.
9. Kleitman, N.; Wood, P.; Johnson, M. I.; Bunge, R. P. J. Neurosci. 1988, 8, 653-663.
10. Fallon, J. R. J. Cell Biol. 1985, 100, 198-207.
11. Chuah, M. I.; Choi-Lundberg, D.; Weston, S.; Vincent, A. J.; Chung, R. S.; Vickers, J. C.; West, A. K. Exp. Neurol. 2004, 185, 15-25.
12. Robinson, D. A.; Zhuo, M. Methods Mol. Med. 2003, 84, 217-222.
13. Fujiki, M.; Kobayashi, H.; Isono, M. Acta Neurochir. Suppl. 2003, 86, 395-397.
14. Anderson, C. J.; Vogel, L. C. Spinal Cord 2003, 41, 684-691.
15. Chalfoun, C. T.; Wirth, G. A.; Evans, G. R. J. Cell Mol. Med. 2006, 10, 309-317.
16. Schmidt, C. E.; Leach, J. B. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2003, 5, 293-347.
17. Gumera, C. B.; Wang, Y. Adv. Mater. 2007, 19, 4404-4409.
18. Platt, C. I.; Krekoski, C. A.; Ward, R. V.; Edwards, D. R.; Gavrilovic, J. J. Neurosci. Res. 2003, 74, 417-429.
19. Thomas, C. K.; Sesodia, S.; Erb, D. E.; Grumbles, R. M. Exp. Neurol. 2003, 80, 25-31.
20. Cellot, G.; Cilia, E.; Cipollone, S.; Rancic, V.; Sucapane, A.; Giordani, S.; Gambazzi, L.; Markram, H.; Grandolfo, M.; Scaini, D.; Gelain, F.; Casalis, L.; Prato, M.; Giugliano, M.; Ballerini, L. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 126-133.
21. Park, S. Y.; Park, J.; Sim, S. H.; Sung, M. G.; Kim, K. S.; Hong, B. H.; Hong, S. Adv. Mater. 2011, 23, H263-H267.
22. Abidian, M. R.; Ludwig, K. A.; Marzullo, T. C.; Martin, D. C.; Kipke, D. R. Adv. Mater. 2009, 21, 3764-3770.
23. Malarkey, E. B.; Fisher, K. A.; Bekyarova, E.; Liu, W.; Haddon, R. C.; Parpura, V. Nano Lett. 2008, 9, 264-268.
24. Alazemi, M.; Dutta, I.; Wang, F.; Blunk, R. H.; Angelopoulos, A. P. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1118-1129.
25. Hendricks, T. R.; Lu, J.; Drzal, L. T.; Lee, I. Adv. Mater. 2008, 20, 2008-2012.
26. Shen, J.; Hu, Y.; Li, C.; Qin, C.; Shi, M.; Ye, M. Langmuir 2009, 25, 6122-6128.
27. Gunes, F.; Shin, H.-J.; Biswas, C.; Han, G. H.; Kim, E. S.; Chae, S. J.; Choi, J.-Y.; Lee, Y. H. ACS Nano 2010, 4, 4595-4600.
28. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669.
29. Bolotin, K. I.; Sikes, K. J.; Jiang, Z.; Klima, M.; Fudenberg, G.; Hone, J.; Kim, P.; Stormer, H. L. Solid State Commun. 2008, 146, 351-355.
30. Zhang, B.; Cui, T. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 073116.
31. Zhang, Y.; Ali, S. F.; Dervishi, E.; Xu, Y.; Li, Z.; Casciano, D.; Biris, A. S. ACS Nano 2010, 4, 3181-3186.
32. Novoselov, A. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191.
33. Allen, M. J.; Tung, V. C.; Kaner, R. B. Chem. Rev. 2010, 110, 132-145.
34. Meyer, J. C.; Geim, A. K.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Roth, S. Nature 2007, 446, 60-63.
35. Zhu, Y.; Murali, S.; Cai, W.; Li, X.; Suk, J. W.; Potts, J. R.; Ruoff, R. S. Adv. Mater. 2010, 22, 3906-3924.
36. Sun, X.; Liu, Z.; Welsher, K.; Robinson, J. T.; Goodwin, A.; Zaric, S.; Dai, H. Nano Res. 2008, 1, 203-212.
37. Cohen-Karni, T.; Qing, Q.; Li, Q.; Fang, Y.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2010, 10, 1098-1102.
38. Kalbacova, M.; Broz, A.; Kong, J.; Kalbac, M. Carbon 2010, 48, 4323-4329.
39. Yang, K.; Zhang, S.; Zhang, G.; Sun, X.; Lee, S.-T.; Liu, Z. Nano Lett. 2010, 10, 3318-3323.
40. Some, S.; Ho, S.-M.; Dua, P.; Hwang, E.; Shin, Y. H.; Yoo, H. J.; Kang, J.-S.; Lee, D-ki.; Lee, H. ACS Nano 2012, 6, 7151-7161.
41. Ryoo, S. R.; Kim, Y. K.; Kim, M. H.; Min, D. H. ACS Nano 2010, 4, 6587-6598.
42. Chen, H.; Muller, M. B.; Gilmore, K. J.; Wallace, G. G.; Li, D. Adv. Mater. 2008, 20, 3557-3561.
43. Agarwal, S.; Zhou, X.; Ye, F.; He, Q.; Chen, G. C.; Soo, J.; Boey, F.; Zhang, H.; Chen, P. Langmuir 2010, 26, 2244-2247.
44. Park, S.; Mohanty, N.; Suk, J. W.; Nagaraja, A.; An, J.; Piner, R. D.; Cai, W.; Dreyer, D. B.; Berry, V.; Ruoff, R. S. Adv. Mater. 2010, 22, 1736-1740.
45. Li, N.; Zhang, X.; Song, Q.; Su, R.; Zhang, Q.; Kong, T.; Liu, L.; Jin, G.; Tang, M.; Cheng, G. Biomaterials 2011, 32, 9374-9382.
46. Kim, S.-M.; Joo, P.; Ahn, G.; Cho, I. H.; Kim, D. H.; Song, W. K.; Kim, B.-S.; Yoon, M.-H. J. Biomed. Nanotechnol. 2013, 9, 403-408.
47. Lorenzoni, M.; Brandi, F.; Dante, S.; Giugni, A.; Torre, B. Sci. Rep 2013, 3.
48. Wilson, B. S.; Lawson, D. T.; Muller, J. M.; Tyler, R. S.; Kiefer, J. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2003, 5, 207-249.
49. Weiland, J. D.; Liu, W. T.; Humayun, M. S. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2005, 7, 361-401.
50. Navarro, X.; Krueger, T. B.; Lago, N.; Micera, S.; Stieglitz, T.; Dario, P. A. J. Peripher. Nerv. Syst. 2005, 10, 229-258.
51. Kotov, N. A.; Winter, J. O.; Clements, I. P.; Jan, E.; Timko, B. P.; Campidelli, S.; Pathak, S.; Mazzatenta, A.; Lieber, C. M.; Prato, M.; Bellamkonda, R. V.; Silva, G. A.; Kam, N. W. S.; Patolsky, F.; Ballerini, L. Adv. Mater. 2009, 21, 3970-4004.
52. Park, K. E.; Kang, H. K.; Lee, S. J.; Min, B.-M.; Park, W. H. Biomacromolecules 2006, 7, 635-643.
53. Dreyer, D. R.; Park, S.; Bielawski, C. W.; Ruoff, R. S. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 228-240.
54. Tu, Q.; Li, L.; Zhang, Y. R.; Wang, J. C.; Liu, R.; Li, M. L.; Liu, W. M.; Wang, X. Q.; Ren, L.; Wang, J. Y. Biomaterials 2011, 32, 3253-3264.
55. Tokumura, A.; Kamiyasu, K.; Takanchi, K.; Tsukatani, H. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1987, 145, 415-425.
56. Kornecki, E.; Ehrlich, Y. H. Science 1988, 240, 1792-1794.
57. Bussolino, F.; Gremo, F.; Tetta, C.; Pescarmona, G. P.; Camussi, G. J. Biol. Chem. 1986, 261, 16502-16508.
58. Bussolino, F.; Pescarmona, G.; Camussi, G.; Gremo, F. J. Neurochem. 1988, 51, 1755-1759.
59. Gulbakan, B.; Yasun, E.; Ibrahim Shukoor, M.; Zhu, Z.; You, M.; Tan, X.; Sanchez, H.; Powell, D. H.; Dai, H.; Tan, W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17408-17410.
60. Ivins, K. J.; Bui, E. T.; Cotman, C. W. Neurobiol. Dis. 1998, 5, 365-378.
61. Nicole, O.; Ali, C. F.; Docagne, L.; Plawinski, E. T.; MacKenzie, D. V.; Buisson, A. J. Neurosci. 2001, 21, 3024-3033.
62. Nault, F.; Koninck, P. D. Dissociated Hippocampal Cultures. In Protocls for Neural Cell Culture, 4th ed.; Doering, L. C., Ed.; McMaster University: Canada, 2010; pp 137-159.
63. Dietz, G. P. H.; Dietz, B.; Ba?hr, M. Brain Res. 2007, 1164, 136-141.
64. Buddle, M.; Eberhardt, E.; Ciminello, L. H.; Levin, T.; Wing, R.; DiPasqualea, K.; Raley-Susman, K. M. Brain Res. 2003, 978, 38-50.
65. Mailliot, C.; Bussie?re, T.; Caillet-Boudin, M.; Delacourte, A.; Bue?e, L. Neurosci. Lett. 1998, 255, 13-16.
66. Rossow, T.; Heyman, J. A.; Ehrlicher, A. J.; Langhoff, A.; Weitz, D. A.; Haag, R.; Seiffert, S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4983-4989.
67. Yang, L. Y.; Li, L.; Tu, Q.; Ren, L.; Zhang, Y. R.; Wang, X. Q.; Zhang, Z.; Liu, W.; Xin, L.; Wang, J. Anal. Chem. 2010, 82, 6430-6439.
68. Bi, H. Y.; Zhong, W.; Meng, S.; Kong, J. L.; Yang, P. Y.; Liu, B. H. Anal. Chem. 2006, 78, 3399-3405.
69. Zhai, G.; Shi, Z. L.; Kang, E. T.; Neoh, K. G. Macromol. Biosci. 2005, 5, 974-982.
70. Xu, Y.; Takai, M.; Ishihara, K. Biomaterials 2009, 30, 4930-4938.
71. Kudin, K. N.; Ozbas, B.; Schniepp, H. C.; Prud'homme, R. K.; Aksay, I. A.; Car, R. Nano Lett. 2008, 8, 36-41.
72. Fang, M.; Wang, K.; Lu, H.; Yang, Y.; Nutt, S. J. Mater. Chem. 2009, 19, 7098-7105.
73. Shan, C.; Yang, H.; Han, D.; Zhang, Q.; Ivaska, A.; Niu, L. Langmuir 2009, 25, 12030-12033.
74. Yang, H.; Li, F.; Shan, C.; Han, D.; Zhang, Q.; Niu, L.; Ivaska, A. J. Mater. Chem. 2009, 19, 4632-4638.
75. Rogers, S. L.; Letourneau, P. C.; Palm, S. L.; McCarthy, J.; Furcht, L. T. Dev. Biol. 1983, 98, 212-220.
76. Meiri, K. F.; Pfenninger, K. H.; Willard, M. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1986, 83, 3537-3541.