A fast pH-switchable and self-healing supramolecular hydrogel carrier for guided, local catheter injection in the infarcted myocardium

Advanced Healthcare Materials

Volumn 3, Issue 1, 2014, Pages 70-78

  Bastings, Maartje M C ^a   Koudstaal, Stefan ^b,c   Kieltyka, Roxanne E ^a   Nakano, Yoko ^a   Pape, A C H ^a   Feyen, Dries A M ^b   van Slochteren, Frebus J ^b   Doevendans, Pieter A ^b,c   Sluijter, Joost P G ^b,c   Meijer, E W ^a   Chamuleau, Steven A J ^b,c   Dankers, Patricia Y W ^a  

^a EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^b UNIVERSITY MEDICAL CENTER UTRECHT   (Netherlands)

^c ROYAL NETHERLANDS ACADEMY OF ARTS AND SCIENCES   (Netherlands)

Author keywords

Catheter injection; Drug delivery; Myocardial infarction; PH responsive hydrogel; Supramolecular polymers

Indexed keywords

CARDIOLOGY; CATHETERS; CONTROLLED DRUG DELIVERY; DRUG DELIVERY; MAMMALS; SELF-HEALING MATERIALS; SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY; TARGETED DRUG DELIVERY;

CARRIER MATRIX; MINIMALLY INVASIVE INTERVENTIONS; MYOCARDIAL INFARCTION; PH-RESPONSIVE HYDROGELS; SELF-HEALING PROPERTIES; STATE OF THE ART; SUPRAMOLECULAR HYDROGELS; SUPRAMOLECULAR POLYMERS;

HYDROGELS;

CONTRAST MEDIUM; DRUG CARRIER; GROWTH FACTOR; SCATTER FACTOR; SOMATOMEDIN C;

ANIMAL EXPERIMENT; ANIMAL MODEL; ARTICLE; BIOCOMPATIBILITY; CATHETER; CONTROLLED DRUG RELEASE; CONTROLLED STUDY; DRUG DELIVERY SYSTEM; FEMALE; HEALING; HEART INFARCTION; HUMAN; HUMAN CELL; HYDROGEL; IN VITRO STUDY; IN VIVO STUDY; NONHUMAN; PH; PRIORITY JOURNAL; REGENERATION; SCAR; VISCOSITY;

CATHETER INJECTION; DRUG DELIVERY; MYOCARDIAL INFARCTION; PH-RESPONSIVE HYDROGEL; SUPRAMOLECULAR POLYMERS;

ANIMALS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; CARDIAC CATHETERIZATION; DISEASE MODELS, ANIMAL; HEPATOCYTE GROWTH FACTOR; HYDROGEL; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR I; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; MYOCARDIAL INFARCTION; RHEOLOGY; SWINE; VISCOSITY;

EID: 84891807184     PISSN: 21922640     EISSN: 21922659     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adhm.201300076     Document Type: Article

References (43)

1. D. Lloyd-Jones, R. J. Adams, T. M. Brown, M. Carnethon, S. Dai, G. De Simone, T. B. Ferguson, E. Ford, K. Furie, C. Gillespie, A. Go, K. Greenlund, N. Haase, S. Hailpern, P. M. Ho, V. Howard, B. Kissela, S. Kittner, D. Lackland, L. Lisabeth, A. Marelli, M. M. McDermott, J. Meigs, D. Mozaffarian, M. Mussolino, G. Nichol, V. L. Roger, W. Rosamond, R. Sacco, P. Sorlie, R. Stafford, T. Thom, S. Wasserthiel-Smoller, N. D. Wong, J. Wylie-Rosett, Circulation 2010, 121, 948.
2. K. Krause, K. Jaquet, C. Schneider, S. Haupt, M. V. Lioznov, K. M. Otte, K. H. Kuck, Heart 2009, 95, 1145.
3. R. J. Laham, M. Rezaee, M. Post, F. W. Sellke, R. A. Braeckman, D. Hung, M. Simons, Drug Metab. Dispos. 1999, 27, 821.
4. J. Leor, Y. Amsalem, S. Cohen, Pharmacol. Ther. 2005, 105, 151.
5. G. C. Engelmayr Jr., M. Cheng, C. J. Bettinger, J. T. Borenstein, R. Langer, L. E. Freed, Nat. Mater. 2008, 7, 1003.
6. H. Piao, J. S. Kwon, S. Piao, J. H. Sohn, Y. S. Lee, J. W. Bae, K. K. Hwang, D. W. Kim, O. Jeon, B. S. Kim, Y. B. Park, M. C. Cho, Biomaterials 2007, 28, 641.
7. R. C. Scott, D. Crabbe, B. Krynska, R. Ansari, M. F. Kiani, Expert Opin. Drug Deliv. 2008, 5, 459.
8. L. Gepstein, G. Hayam, S. A. Ben-Haim, Circulation 1997, 95, 1611.
9. K. L. Christman, H. H. Fok, R. E. Sievers, Q. Fang, R. J. Lee, Tissue Eng 2004, 10, 403.
10. W. Dai, L. E. Wold, J. S. Dow, R. A. Kloner, J. Am. Coll. Cardiol. 2005, 46, 714.
11. N. Landa, L. Miller, M. S. Feinberg, R. Holbova, M. Shachar, I. Freeman, S. Cohen, J. Leor, Circulation 2008, 117, 1388.
12. T. Kofidis, D. R. Lebl, E. C. Martinez, G. Hoyt, M. Tanaka, R. C. Robbins, Circulation 2005, 112, I173.
13. J. L. Ifkovits, E. Tous, M. Minakawa, M. Morita, J. D. Robb, K. J. Koomalsingh, J. H. Gorman 3rd, R. C. Gorman, J. A. Burdick, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 1 1507.
14. W. N. Lu, S. H. Lu, H. B. Wang, D. X. Li, C. M. Duan, Z. Q. Liu, T. Hao, W. J. He, B. Xu, Q. Fu, Y. C. Song, X. H. Xie, C. Y. Wang, Tissue Eng. Part A 2009, 15, 1437.
15. J. M. Singelyn, P. Sundaramurthy, T. D. Johnson, P. J. Schup-Magoffin, D. P. Hu, D. M. Faulk, J. Wang, K. M. Mayle, K. Bartels, M. Salvatore, A. M. Kinsey, A. N. Demaria, N. Dib, K. L. Christman, J. Am. Coll. Cardiol. 2012, 59, 751.
16. N. A. Peppas, J. Z. Hilt, A. Khademhosseini, R. Langer, Adv. Mater. 2006, 18, 1345.
17. M. E. Davis, J. P. Motion, D. A. Narmoneva, T. Takahashi, D. Hakuno, R. D. Kamm, S. Zhang, R. T. Lee, Circulation 2005, 111, 442.
18. X. Zheng Shu, Y. Liu, F. S. Palumbo, Y. Luo, G. D. Prestwich, Biomaterials 2004, 25, 1339.
19. D. A. Wang, C. G. Williams, Q. Li, B. Sharma, J. H. Elisseeff, Biomaterials 2003, 24, 3969.
20. J. Li, X. Ni, K. W. Leong, J. Biomed. Mater. Res. 2003, 65, 196.
21. B. H. Lee, B. Vernon, Macromol. Biosci. 2005, 5, 629.
22. N. Peppas, Hydrogels in Medicine and Pharmacy, CRC, Boca Raton, 1987.
23. J. D. Hartgerink, E. Beniash, S. I. Stupp, Science 2001, 294, 1684.
24. Q. Wang, J. L. Mynar, M. Yoshida, E. Lee, M. Lee, K. Okuro, K. Kinbara, T. Aida, Nature 2010, 463, 339.
25. H. Yokoi, T. Kinoshita, S. Zhang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 8414.
26. S. Zhang, M. A. Greenfield, A. Mata, L. C. Palmer, R. Bitton, J. R. Mantei, C. Aparicio, M. O. de la Cruz, S. I. Stupp, Nat. Mater. 2010, 9, 594.
27. M. Zhou, A. M. Smith, A. K. Das, N. W. Hodson, R. F. Collins, R. V. Ulijn, J. E. Gough, Biomaterials 2009, 30, 2523.
28. F. Z. Y. Gao, Q. Wang, Y. Zhanga, B. Xu, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3425.
29. G. L. Z. Yang, B. Xu, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 315.
30. R. P. Sijbesma, F. H. Beijer, L. Brunsveld, B. J. Folmer, J. H. Hirschberg, R. F. Lange, J. K. Lowe, E. W. Meijer, Science 1997, 278, 1601.
31. P. Y. Dankers, T. M. Hermans, T. W. Baughman, Y. Kamikawa, R. E. Kieltyka, M. M. Bastings, H. M. Janssen, N. A. Sommerdijk, A. Larsen, M. J. van Luyn, A. W. Bosman, E. R. Popa, G. Fytas, E. W. Meijer, Adv. Mater. 2012, 24, 2703.
32. P. Y. Dankers, M. J. van Luyn, A. Huizinga-van der Vlag, G. M. van Gemert, A. H. Petersen, E. W. Meijer, H. M. Janssen, A. W. Bosman, E. R. Popa, Biomaterials 2012, 33, 5144.
33. B. Bhana, R. K. Iyer, W. L. Chen, R. Zhao, K. L. Sider, M. Likhitpanichkul, C. A. Simmons, M. Radisic, Biotechnol. Bioeng. 2010, 105, 1148.
34. P. Gonzalez-Tello, F. Camacho, E. Jurado, M. P. Paez, E. M. Guadix, Biotechnol. Bioeng. 1994, 44, 523.
35. Marvin freeware online was used to plot the tautomeric distribution of UPy-species at various pH showing that the enolate forms the most abundant species at a pH > 8.5.
36. E. Ruvinov, J. Leor, S. Cohen, Biomaterials 2010, 32, 565.
37. M. E. Davis, P. C. H. Hsieh, T. Takahashi, Q. Song, S. Zhang, R. D. Kamm, A. J. Grodzinsky, P. Anversa, R. T. Lee, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 8155.
38. G. M. Ellison, D. Torella, S. Dellegrottaglie, C. Perez-Martinez, A. Perez de Prado, C. Vicinanza, S. Purushothaman, V. Galuppo, C. Iaconetti, C. D. Waring, A. Smith, M. Torella, C. Cuellas Ramon, J. M. Gonzalo-Orden, V. Agosti, C. Indolfi, M. Galiñanes, F. Fernandez-Vazquez, B. Nadal-Ginard, J. Am. Coll. Cardiol. 2011, 58, 977.
39. A. Linke, P. Müller, D. Nurzynska, C. Casarsa, D. Torella, A. Nascimbene, C. Castaldo, S. Cascapera, M. Böhm, F. Quaini, K. Urbanek, A. Leri, T. H. Hintze, J. Kajstura, P. Anversa, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 8966.
40. K. Urbanek, M. Rota, S. Cascapera, C. Bearzi, A. Nascimbene, A. De Angelis, T. Hosoda, S. Chimenti, M. Baker, F. Limana, D. Nurzynska, D. Torella, F. Rotatori, R. Rastaldo, E. Musso, F. Quaini, A. Leri, J. Kajstura, P. Anversa, Circ. Res. 2005, 97, 663.
41. J. van Ramshorst, J. J. Bax, S. L. M. Beeres, P. Dibbets-Schneider, S. D. Roes, M. P. M. Stokkel, A. de Roos, W. E. Fibbe, J. J. Zwaginga, E. Boersma, M. J. Schalij, D. E. Atsma, JAMA 2009, 301, 1997.
42. E. C. Perin, J. T. Willerson, C. J. Pepine, T. D. Henry, S. G. Ellis, D. X. M. Zhao, G. V. Silva, D. Lai, J. D. Thomas, M. W. Kronenberg, A. D. Martin, R. D. Anderson, J. H. Traverse, M. S. Penn, S. Anwaruddin, A. K. Hatzopoulos, A. P. Gee, D. A. Taylor, C. R. Cogle, D. Smith, L. Westbrook, J. Chen, E. Handberg, R. E. Olson, C. Geither, S. Bowman, J. Francescon, S. Baraniuk, L. B. Piller, L. M. Simpson, C. Loghin, D. Aguilar, S. Richman, C. Zierold, J. Bettencourt, S. L. Sayre, R. W. Vojvodic, S. I. Skarlatos, D. J. Gordon, R. F. Ebert, M. Kwak, L. A. Moye, R. D. Simari, JAMA 2012, 307, 1717.
43. A. M. Smits, P. van Vliet, C. H. Metz, T. Korfage, J. P. Sluijter, P. A. Doevendans, M.-J. Goumans, Nat. Protoc. 2009, 4, 232.