Antimicrobial hydrogels for the treatment of infection

Biopolymers

Volumn 100, Issue 6, 2013, Pages 637-644

  Veiga, Ana Salomé ^a   Schneider, Joel P ^b  

^a INSTITUTO DE MEDICINA MOLECULAR   (Portugal)

^b NATIONAL CANCER INSTITUTE   (United States)

Author keywords

Antimicrobial; Biomaterials; Hydrogels

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BIOMATERIALS; DRUG DELIVERY; HYDROGELS; MEDICAL APPLICATIONS; MICROORGANISMS; TISSUE ENGINEERING;

ANTI-MICROBIAL ACTIVITY; ANTI-MICROBIAL PROPERTIES; ANTIMICROBIAL; ANTIMICROBIAL MATERIALS; BIOMEDICAL IMPLANTS; COVALENT IMMOBILIZATION; MECHANISM OF ACTION; MICROBIAL INFECTIONS;

BIOLOGICAL MATERIALS;

AMOXICILLIN; AMPHOTERICIN B; ANTIINFECTIVE AGENT; CHITOSAN; CIPROFLOXACIN; GENTAMICIN; GOLD NANOPARTICLE; POLYMER; SILVER NANOPARTICLE; TEICOPLANIN; BIOMATERIAL; HYDROGEL;

ANTIMICROBIAL ACTIVITY; CONTROLLED DRUG RELEASE; DRUG MECHANISM; HUMAN; HYDROGEL; INFECTION; MEMBRANE DAMAGE; NONHUMAN; REVIEW; WOUND HEALING; DRUG DELIVERY SYSTEM; TISSUE ENGINEERING;

ANTI-INFECTIVE AGENTS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; DRUG DELIVERY SYSTEMS; HUMANS; HYDROGELS; TISSUE ENGINEERING;

EID: 84891697603     PISSN: 00063525     EISSN: 10970282     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/bip.22412     Document Type: Review

References (88)

1. Siddiqui, A. R.; Bernstein, J. M. Clin Dermatol 2010, 28, 519-526.
2. Edwards, R.; Harding, K. G. Curr Opin Infect Dis 2004, 17, 91-96.
3. Schierholz, J. M.; Beuth, J. J Hosp Infect 2001, 49, 87-93.
4. Montanaro, L.; Campoccia, D.; Arciola, C. R. Biomaterials 2007, 28, 5155-5168.
5. Sydnor, E. R. M.; Perl, T. M. Clin Microbiol Rev 2011, 24, 141-173.
6. Doyle, J. S.; Buising, K. L.; Thursky, K. A.; Worth, L. J.; Richards, M. J. Semin Respir Crit Care Med 2011, 32, 115-138.
7. Woo, G. L. Y.; Mittelman, M. W.; Santerre, J. P. Biomaterials 2000, 21, 1235-1246.
8. Campbell, A. A.; Song, L.; Li, X. S.; Nelson, B. J.; Bottoni, C.; Brooks, D. E.; DeJong, E. S. J Biomed Mater Res 2000, 53, 400-407.
9. Gao, G.; Lange, D.; Hilpert, K.; Kindrachuk, J.; Zou, Y.; Cheng, J. T.; Kazemzadeh-Narbat, M.; Yu, K.; Wang, R.; Straus, S. K.; Brooks, D. E.; Chew, B. H.; Hancock, R. E.; Kizhakkedathu, J. N. Biomaterials 2011, 32, 3899-3909.
10. Flores, C. Y.; Diaz, C.; Rubert, A.; Benitez, G. A.; Moreno, M. S.; Fernandez Lorenzo de Mele, M. A.; Salvarezza, R. C.; Schilardi, P. L.; Vericat, C. J Colloid Interface Sci 2010, 350, 402-408.
11. Kurt, P.; Wood, L.; Ohman, D. E.; Wynne, K. J. Langmuir 2007, 23, 4719-4723.
12. Murata, H.; Koepsel, R. R.; Matyjaszewski, K.; Russell, A. J. Biomaterials 2007, 28, 4870-4879.
13. Peppas, N. A.; Hilt, J. Z.; Khademhosseini, A.; Langer, R. Adv Mater 2006, 18, 1345-1360.
14. Tibbitt, M. W.; Anseth, K. S. Biotechnol Bioeng 2009, 103, 655-663.
15. Slaughter, B. V.; Khurshid, S. S.; Fisher, O. Z.; Khademhosseini, A.; Peppas, N. A. Adv Mater 2009, 21, 3307-3329.
16. Censi, R.; Di Martino, P.; Vermonden, T.; Hennink, W. E. J Control Release 2012, 161, 680-692.
17. Seliktar, D. Science 2012, 336, 1124-1128.
18. Panacek, A.; Kvitek, L.; Prucek, R.; Kolar, M.; Vecerova, R.; Pizurova, N.; Sharma, V. K.; Nevecna, T.; Zboril, R. J Phys Chem B 2006, 110, 16248-16253.
19. Hernandez-Sierra, J. F.; Ruiz, F.; Pena, D. C.; Martinez-Gutierrez, F.; Martinez, A. E.; Guillen A. J. P.; Tapia-Perez, H.; Castanon, G. M. Nanomedicine 2008, 4, 237-240.
20. Morones, J. R.; Elechiguerra, J. L.; Camacho, A.; Holt, K.; Kouri, J. B.; Ramirez, J. T.; Yacaman, M. J. Nanotechnology 2005, 16, 2346-2353.
21. Panacek, A.; Kolar, M.; Vecerova, R.; Prucek, R.; Soukupova, J.; Krystof, V.; Hamal, P.; Zboril, R.; Kvitek, L. Biomaterials 2009, 30, 6333-6340.
22. Chaloupka, K.; Malam, Y.; Seifalian, A. M. Trends Biotechnol 2010, 28, 580-588.
23. Sondi, I.; Salopek-Sondi, B. J Colloid Interface Sci 2004, 275, 177-182.
24. Kim, J. S.; Kuk, E.; Yu, K. N.; Kim, J. H.; Park, S. J.; Lee, H. J.; Kim, S. H.; Park, Y. K.; Park, Y. H.; Hwang, C. Y.; Kim, Y. K.; Lee, Y. S.; Jeong, D. H.; Cho, M. H. Nanomedicine 2007, 3, 95-101.
25. Lok, C.N.; Ho, C.M.; Chen, R.; He, Q. Y.; Yu, W. Y.; Sun, H.; Tam, P. K.; Chiu, J. F.; Che, C.M. J Biol Inorg Chem 2007, 12, 527-534.
26. Li, W. R.; Xie, X. B.; Shi, Q. S.; Zeng, H. Y.; Ou-Yang, Y. S.; Chen, Y. B. Appl Microbiol Biotechnol 2010, 85, 1115-1122.
27. Yu, H. J.; Xu, X. Y.; Chen, X. S.; Lu, T. C.; Zhang, P. B.; Jing, X. B. J Appl Polym Sci 2007, 103, 125-133.
28. Zan, X. J.; Kozlov, M.; McCarthy, T. J.; Su, Z. H. Biomacromolecules 2010, 11, 1082-1088.
29. Thomas, V.; Yallapu, M. M.; Sreedhar, B.; Bajpai, S. K. J Colloid Interface Sci 2007, 315, 389-395.
30. Singh, R.; Singh, D. J Mater Sci Mater Med 2012, 23, 2649-2658.
31. Rattanaruengsrikul, V.; Pimpha, N.; Supaphol, P. Macromol Biosci 2009, 9, 1004-1015.
32. Thomas, V.; Yallapu, M. M.; Sreedhar, B.; Bajpai, S. K. J Appl Polym Sci 2009, 111, 934-944.
33. Travan, A.; Pelillo, C.; Donati, I.; Marsich, E.; Benincasa, M.; Scarpa, T.; Semeraro, S.; Turco, G.; Gennaro, R.; Paoletti, S. Biomacromolecules 2009, 10, 1429-1435.
34. Fullenkamp, D. E.; Rivera, J. G.; Gong, Y. K.; Lau, K. H. A.; He, L. H.; Varshney, R.; Messersmith, P. B. Biomaterials 2012, 33, 3783-3791.
35. Hebeish, A.; Hashem, M.; Abd El-Hady, M. M.; Sharaf, S. Carbohydr Polym 2013, 92, 407-413.
36. Vimala, K.; Sivudu, K. S.; Mohan, Y. M.; Sreedhar, B.; Raju, K. M. Carbohydr Polym 2009, 75, 463-471.
37. Varaprasad, K.; Mohan, Y. M.; Ravindra, S.; Reddy, N. N.; Vimala, K.; Monika, K.; Sreedhar, B.; Raju, K. M. J Appl Polym Sci 2010, 115, 1199-1207.
38. Murthy, P. S. K.; Mohan, Y. M.; Varaprasad, K.; Sreedhar, B.; Raju, K. M. J Colloid Interface Sci 2008, 318, 217-224.
39. Mohan, Y. M.; Vimala, K.; Thomas, V.; Varaprasad, K.; Sreedhar, B.; Bajpai, S. K.; Raju, K. M. J Colloid Interface Sci 2010, 342, 73-82.
40. Pal, S.; Tak, Y. K.; Song, J. M. Appl Environ Microbiol 2007, 73, 1712-1720.
41. Cui, Y.; Zhao, Y. Y.; Tian, Y.; Zhang, W.; Lu, X. Y.; Jiang, X. Y. Biomaterials 2012, 33, 2327-2333.
42. Marsich, E.; Travan, A.; Donati, I.; Di Luca, A.; Benincasa, M.; Crosera, M.; Paoletti, S. Colloids Surf B 2011, 83, 331-339.
43. Jayaramudu, T.; Raghavendra, G. M.; Varaprasad, K.; Sadiku, R.; Raju, K. M. Carbohydr Polym 2013, 92, 2193-2200.
44. Reddy, P. R.; Varaprasad, K.; Reddy, N. N.; Raju, K. M.; Reddy, N. S. J Appl Polym Sci 2012, 125, 1357-1362.
45. Tsou, T. L.; Tang, S. T.; Huang, Y. C.; Wu, J. R.; Young, J. J.; Wang, H. J. J Mater Sci Mater Med 2005, 16, 95-100.
46. De Giglio, E.; Cometa, S.; Ricci, M. A.; Cafagna, D.; Savino, A. M.; Sabbatini, L.; Orciani, M.; Ceci, E.; Novello, L.; Tantillo, G. M.; Mattioli-Belmonte, M. Acta Biomater 2011, 7, 882-891.
47. Marchesan, S.; Qu, Y.; Waddington, L. J.; Easton, C. D.; Glattauer, V.; Lithgow, T. J.; McLean, K. M.; Forsythe, J. S.; Hartley, P. G. Biomaterials 2013, 34, 3678-3687.
48. Li, H. N.; Yang, J.; Hu, X. N.; Liang, J.; Fan, Y. J.; Zhang, X. D. J Biomed Mater Res Part A 2011, 98A, 31-39.
49. Peng, K. T.; Chen, C. F.; Chu, I. M.; Li, Y. M.; Hsu, W. H.; Hsu, R. W. W.; Chang, P. J. Biomaterials 2010, 31, 5227-5236.
50. Chang, C. H.; Lin, Y. H.; Yeh, C. L.; Chen, Y. C.; Chiou, S. F.; Hsu, Y. M.; Chen, Y. S.; Wang, C. C. Biomacromolecules 2010, 11, 133-142.
51. Halpenny, G. M.; Steinhardt, R. C.; Okialda, K. A.; Mascharak, P. K. J Mater Sci Mater Med 2009, 20, 2353-2360.
52. Ji, Q. X.; Zhao, Q. S.; Deng, J.; Lu, R. J Mater Sci Mater Med 2010, 21, 2435-2442.
53. Cheng, G.; Xue, H.; Li, G. Z.; Jiang, S. Y. Langmuir 2010, 26, 10425-10428.
54. Laverty, G.; Gorman, S. P.; Gilmore, B. F. J Biomed Mater Res Part A 2012, 100A, 1803-1814.
55. Jiang, B.; Larson, J. C.; Drapala, P. W.; Perez-Luna, V. H.; Kang-Mieler, J. J.; Brey, E. M. J Biomed Mater Res Part B 2012, 100B, 668-676.
56. Fallows, S. J.; Garland, M. J.; Cassidy, C. M.; Tunney, M. M.; Singh, T. R. R.; Donnelly, R. F. J Photochem Photobiol B 2012, 114, 61-72.
57. Zumbuehl, A.; Ferreira, L.; Kuhn, D.; Astashkina, A.; Long, L.; Yeo, Y.; Iaconis, T.; Ghannoum, M.; Fink, G. R.; Langer, R.; Kohane, D. S. Proc Natl Acad Sci USA 2007, 104, 12994-12998.
58. Hudson, S. P.; Langer, R.; Fink, G. R.; Kohane, D. S. Biomaterials 2010, 31, 1444-1452.
59. Salick, D. A.; Kretsinger, J. K.; Pochan, D. J.; Schneider, J. P. J Am Chem Soc 2007, 129, 14793-14799.
60. Salick, D. A.; Pochan, D. J.; Schneider, J. P. Adv Mater 2009, 21, 4120-4123.
61. Veiga, A. S.; Sinthuvanich, C.; Gaspar, D.; Franquelim, H. G.; Castanho, M. A. R. B.; Schneider, J. P. Biomaterials 2012, 33, 8907-8916.
62. Fox, J. L. Nat Biotechnol 2013, 31, 379-382.
63. Chan, D. I.; Prenner, E. J.; Vogel, H. J. Biochim Biophys Acta 2006, 1758, 1184-1202.
64. Zou, G. Z.; de Leeuw, E.; Li, C.; Pazgier, M.; Li, C. Q.; Zeng, P. Y.; Lu, W. Y.; Lubkowski, J.; Lu, W. Y. J Biol Chem 2007, 282, 19653-19665.
65. de Leeuw, E.; Rajabi, M.; Zou, G. Z.; Pazgier, M.; Lu, W. Y. Febs Lett 2009, 583, 2507-2512.
66. Yang, Z.; Liang, G.; Guo, Z.; Guo, Z.; Xu, B. Angew Chem Int Ed 2007, 46, 8216-8219.
67. Zhou, C. C.; Li, P.; Qi, X. B.; Sharif, A. R. M.; Poon, Y. F.; Cao, Y.; Chang, M. W.; Leong, S. S. J.; Chan-Park, M. B. Biomaterials 2011, 32, 2704-2712.
68. Song, A. R.; Rane, A. A.; Christman, K. L. Acta Biomater 2012, 8, 41-50.
69. Park, B. K.; Kim, M. M. Int J Mol Sci 2010, 11, 5153-5165.
70. Kong, M.; Chen, X. G.; Xing, K.; Park, H. J. Int J Food Microbiol 2010, 144, 51-63.
71. Dai, T. H.; Tanaka, M.; Huang, Y. Y.; Hamblin, M. R. Expert Rev Anti Infect Ther 2011, 9, 857-879.
72. Aziz, M. A.; Cabral, J. D.; Brooks, H. J. L.; Moratti, S. C.; Hanton, L. R. Antimicrob Agents Chemother 2012, 56, 280-287.
73. Chen, K. S.; Ku, Y. A.; Lee, C. H.; Lin, H. R.; Lin, F. H.; Chen, T. M. Mater Sci Eng C 2005, 25, 472-478.
74. Yang, S. H.; Lee, Y. S. J.; Lin, F. H.; Yang, J. M.; Chen, K. S. J Biomed Mater Res Part B 2007, 83B, 304-313.
75. Liu, B. H.; Hu, J. L.; Meng, Q. H. J Biomed Mater Res Part B 2009, 89B, 1-8.
76. Zhao, L.; Mitomo, H.; Zhai, M. L.; Yoshii, F.; Nagasawa, N.; Kume, T. Carbohydr Polym 2003, 53, 439-446.
77. Ji, Q. X.; Chen, X. G.; Zhao, Q. S.; Liu, C. S.; Cheng, X. J.; Wang, L. C. J Mater Sci Mater Med 2009, 20, 1603-1610.
78. Tsao, C. T.; Chang, C. H.; Lin, Y. Y.; Wu, M. F.; Wang, J. L.; Han, J. L.; Hsieh, K. H. Carbohydr Res 2010, 345, 1774-1780.
79. Li, P.; Poon, Y. F.; Li, W. F.; Zhu, H. Y.; Yeap, S. H.; Cao, Y.; Qi, X. B.; Zhou, C. C.; Lamrani, M.; Beuerman, R. W.; Kang, E. T.; Mu, Y. G.; Li, C. M.; Chang, M. W.; Leong, S. S. J.; Chan-Park, M. B. Nat Mater 2011, 10, 149-156.
80. Mohamed, N. A.; Fahmy, M. M. Int J Mol Sci 2012, 13, 11194-11209.
81. Mohamed, N. A.; Abd El-Ghany, N. A. Cellulose 2012, 19, 1879-1891.
82. Mohamed, N. A.; Al-Mehbad, N. Y. Int J Biol Macromol 2013, 57, 111-117.
83. Noppakundilograt, S.; Sonjaipanich, K.; Thongchul, N.; Kiatkamjornwong, S. J Appl Polym Sci 2013, 127, 4927-4938.
84. Niranjan, R.; Koushik, C.; Saravanan, S.; Moorthi, A.; Vairamani, M.; Selvamurugan, N. Int J Biol Macromol 2013, 54, 24-29.
85. Chang, H. W.; Lin, Y. S.; Tsai, Y. D.; Tsai, M. L. J Appl Polym Sci 2013, 127, 169-176.
86. Liu, S. Q.; Yang, C.; Huang, Y.; Ding, X.; Li, Y.; Fan, W. M.; Hedrick, J. L.; Yang, Y. Y. Adv Mater 2012, 24, 6484-6489.
87. Cao, B.; Tang, Q.; Li, L.; Humble, J.; Wu, H.; Liu, L.; Cheng, G. Adv Healthc Mater 2013. doi: 10.1002/adhm.201200359
88. Li, Y.; Fukushima, K.; Coady, D. J.; Engler, A. C.; Liu, S.; Huang, Y.; Cho, J. S.; Guo, Y.; Miller, L. S.; Tan, J. P.; Ee, P. L.; Fan, W.; Yang, Y. Y.; Hedrick, J. L. Angew Chem Int Ed 2013, 52, 674-678.