Bioprinting and tissue engineering: Recent advances and future perspectives

Israel Journal of Chemistry

Volumn 53, Issue 9-10, 2013, Pages 795-804

  Seliktar, Dror ^a   Dikovsky, Daniel ^b   Napadensky, Eduardo ^b  

^a TECHNION ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Israel)

^b Rehovot Science Park   (Israel)

Author keywords

Biomaterials; Bioprinting; Implants; Polymers; Tissue engineering

Indexed keywords

EID: 84894620937     PISSN: 00212148     EISSN: 18695868     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ijch.201300084     Document Type: Review

References (105)

1. U. N. F. O. Sharing, 2011.
2. S. Yang, K. F. Leong, Z. Du, C. K. Chua, Tissue Eng. 2001, 7, 679-689.
3. R. M. Nerem, D. Seliktar, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2001, 3, 225-243.
4. J. R. Lukish, M. R. Eichelberger, K. D. Newman, M. Pao, K. Nobuhara, M. Keating, N. Golonka, G. Pratsch, V. Misra, E. Valladares, P. Johnson, J. C. Gilbert, D. M. Powell, G. E. Hartman, J. Pediatr. Surg. 2001, 36, 1118-1121.
5. a) J. Elisseeff, W. McIntosh, K. Anseth, S. Riley, P. Ragan, R. Langer, J. Biomed. Mater. Res. 2000, 51, 164-171;
6. b) S. J. Bryant, K. S. Anseth, J. Biomed. Mater. Res. 2002, 59, 63-72.
7. R. Langer, J. P. Vacanti, Science 1993, 260, 920-926.
8. L. G. Griffith, Ann. N.Y. Acad. Sci. 2002, 961, 83-95.
9. A. D. Widgerow, Ann. Plast. Surg. 2013.
10. B. S. Kim, D. J. Mooney, Trends Biotechnol. 1998, 16, 224-230.
11. a) A. Finne-Wistrand, A. C. Albertsson, O. H. Kwon, N. Kawazoe, G. Chen, I. K. Kang, H. Hasuda, J. Gong, Y. Ito, Macromol. Biosci. 2008, 8, 951-959;
12. b) J. J. Yoon, S. H. Song, D. S. Lee, T. G. Park, Biomaterials 2004, 25, 5613-5620.
13. J.-O. You, C.-A. Peng, J. Gene Med. 2005, 7, 398-406.
14. H. Schoof, J. Apel, I. Heschel, G. Rau, J. Biomed. Mater. Res. 2001, 58, 352-357.
15. C. Xu, R. Inai, M. Kotaki, S. Ramakrishna, Tissue Eng. 2004, 10, 1160-1168.
16. D. Dado, S. Levenberg, Semin. Cell Dev. Biol. 2009, 20, 656-664.
17. a) A. S. Hoffman, Adv. Drug Delivery Rev. 2002, 54, 3-12;
18. b) D. Seliktar, Science 2012, 336, 1124-1128.
19. a) Q. Ye, G. Zund, P. Benedikt, S. Jockenhoevel, S. P. Hoerstrup, S. Sakyama, J. A. Hubbell, M. Turina, Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2000, 17, 587-591;
20. b) E. Gentleman, A. N. Lay, D. A. Dickerson, E. A. Nauman, G. A. Livesay, K. C. Dee, Biomaterials 2003, 24, 3805-3813.
21. L. Shen, L. Lorand, J. Clin. Invest. 1983, 71, 1336-1341.
22. a) L. Urech, A. G. Bittermann, J. A. Hubbell, H. Hall, Biomaterials 2005, 26, 1369-1379;
23. b) D. Ceballos, X. Navarro, N. Dubey, G. Wendelschafer-Crabb, W. R. Kennedy, R. T. Tranquillo, Exp. Neurol. 1999, 158, 290-300.
24. a) C. Deng, F. Li, J. M. Hackett, S. H. Chaudhry, F. N. Toll, B. Toye, W. Hodge, M. Griffith, Acta Biomater. 2010, 6, 187-194;
25. b) M. D. Brigham, A. Bick, E. Lo, A. Bendali, J. A. Burdick, A. Khademhosseini, Tissue Eng., Part A 2009, 15, 1645-1653;
26. c) H. T. Peng, L. Martineau, P. N. Shek, J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2007, 18, 975-986.
27. W. Friess, Eur. J. Pharm. Biopharm. 1998, 45, 113-136.
28. D. Myung, D. Waters, M. Wiseman, P. E. Duhamel, J. Noolandi, C. N. Ta, C.W. Frank, Polym. Adv. Technol. 2008, 19, 647-657.
29. a) S. Sakai, K. Hirose, K. Moriyama, K. Kawakami, Acta Biomater. 2009;
30. b) T. Boontheekul, H. J. Kong, D. J. Mooney, Biomaterials 2005, 26, 2455-2465.
31. a) D. Kim, K. Seo, K. Park, J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2004, 15, 189-199;
32. b) E. Chiessi, F. Cavalieri, G. Paradossi, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2820-2827;
33. c) L. S. Wang, J. E. Chung, P. P.-Y. Chan, M. Kurisawa, Biomaterials 2009.
34. R. J. Pelham Jr. , Y. Wang, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 13661-13665.
35. N. Mohan, P. Nair, Tissue Eng., Part A 2009.
36. K. S. Anseth, A. T. Metters, S. J. Bryant, P. J. Martens, J. H. Elisseeff, C. N. Bowman, J. Controlled Release 2002, 78, 199-209.
37. L. Almany, D. Seliktar, Biomaterials 2005, 26, 2467-2477.
38. M. Gonen-Wadmany, L. Oss-Ronen, D. Seliktar, Biomaterials 2007, 28, 3876-3886.
39. a) Y. Shachaf, M. Gonen-Wadmany, D. Seliktar, Biomaterials 2010, 31, 2836-2847;
40. b) I. Frisman, Y. Shachaf, D. Seliktar, H. Bianco-Peled, Langmuir 2011, 27, 6977-6986.
41. a) S. Herrick, O. Blanc-Brude, A. Gray, G. Laurent, Int. J. Biochem. Cell Biol. 1999, 31, 741-746;
42. b) Z. Werb, Cell 1997, 91, 439-442.
43. A. G. Mikos, G. Sarakinos, S. M. Leite, J. P. Vacanti, R. Langer, Biomaterials 1993, 14, 323-330.
44. a) Y. S. Nam, J. J. Yoon, T. G. Park, J. Biomed. Mater. Res. 2000, 53, 1-7;
45. b) D. J. Mooney, D. F. Baldwin, N. P. Suh, L. P. Vacanti, R. Langer, Biomaterials 1996, 17, 1417-1422.
46. a) Y. S. Nam, T. G. Park, J. Biomed. Mater. Res. 1999, 47, 8-17;
47. b) H. Lo, S. Kadiyala, S. E. Guggino, K. W. Leong, J. Biomed. Mater. Res. 1996, 30, 475-484.
48. E. Sachlos, J. T. Czernuszka, Eur. Cells Mater. 2003, 5, 29-40.
49. D. T. Kemmoku, P. Y. Noritomi, F. G. Roland, J. V. L. da Silva, in Innovative Developments in Design and Manufacturing: Advanced Research in Virtual and Rapid Prototyping - Proceedings of VR@P4, Oct. 2009, Leiria, Portugal (Ed.: P. J. Bartolo et al.), Taylor & Francis, London, 2010.
50. S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanaka, K. Takada, Nature 2001, 412, 697-698.
51. R. P. Visconti, V. Kasyanov, C. Gentile, J. Zhang, R. R. Markwald, V. Mironov, Expert Opin. Biol. Ther. 2010, 10, 409-420.
52. L. A. Hockaday, K. H. Kang, N.W. Colangelo, P. Y. Cheung, B. Duan, E. Malone, J. Wu, L. N. Girardi, L. J. Bonassar, H. Lipson, C. C. Chu, J. T. Butcher, Biofabrication 2012, 4, 035005.
53. R. A. Giordano, B. M. Wu, S. W. Borland, L. G. Cima, E. M. Sachs, M. J. Cima, J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 1996, 8, 63-75.
54. V. Mironov, T. Boland, T. Trusk, G. Forgacs, R. R. Markwald, Trends Biotechnol. 2003, 21, 157-161.
55. S. S. Kim, H. Utsunomiya, J. A. Koski, B. M. Wu, M. J. Cima, J. Sohn, K. Mukai, L. G. Griffith, J. P. Vacanti, Ann. Surg. 1998, 228, 8-13.
56. T. Matsuda, M. Mizutani, J. Biomed. Mater. Res. 2002, 62, 395-403.
57. D.W. Hutmacher, T. Schantz, I. Zein, K.W. Ng, S. H. Teoh, K. C. Tan, J. Biomed. Mater. Res. 2001, 55, 203-216.
58. T. Boland, V. Mironov, A. Gutowska, E. A. Roth, R. R. Markwald, Anat. Rec., Part A 2003, 272, 497-502.
59. a) G. Forgacs, R. A. Foty, Y. Shafrir, M. S. Steinberg, Biophys. J. 1998, 74, 2227-2234;
60. b) D. A. Beysens, G. Forgacs, J. A. Glazier, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 9467-9471.
61. T. Kaully, K. Kaufman-Francis, A. Lesman, S. Levenberg, Tissue Eng., Part B 2009, 15, 159-169.
62. a) B. Schmidt-Nielsen, Int. J. Microcirc.: Clin. Exp. 1994, 14, 104-110;
63. b) J. Folkman, N. Engl. J. Med. 1971, 285, 1182-1186;
64. c) M. A. Rupnick, D. Panigrahy, C. Y. Zhang, S. M. Dallabrida, B. B. Lowell, R. Langer, M. J. Folkman, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 10730-10735;
65. d) R. S. Langer, J. P. Vacanti, Sci. Am. 1999, 280, 86-89;
66. e) D. J. Mooney, A. G. Mikos, Sci. Am. 1999, 280, 60-65;
67. f) S. Lalan, I. Pomerantseva, J. P. Vacanti, World J. Surg. 2001, 25, 1458-1466.
68. D.W. Hutmacher, J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2001, 12, 107-124.
69. S. Levenberg, R. Langer, Curr. Top. Dev. Biol. 2004, 61, 113-134.
70. F. A. Auger, L. Gibot, D. Lacroix, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2013, 15, 177-200.
71. J. O. Hollinger, J. Brekke, E. Gruskin, D. Lee, Clin. Orthop. Relat. Res. 1996, 324, 55-65.
72. S. J. Hollister, Nat. Mater. 2005, 4, 518-524.
73. a) M. P. Lutolf, P. M. Gilbert, H. M. Blau, Nature 2009, 462, 433-441;
74. P. M. Gilbert, K. L. Havenstrite, K. E. Magnusson, A. Sacco, N. A. Leonardi, P. Kraft, N. K. Nguyen, S. Thrun, M. P. Lutolf, H. M. Blau, Science 2010, 329, 1078-1081;
75. A. J. Engler, M. A. Griffin, S. Sen, C. G. Bonnemann, H. L. Sweeney, D. E. Discher, J. Cell Biol. 2004, 166, 877-887;
76. d) A. J. Engler, S. Sen, H. L. Sweeney, D. E. Discher, Cell 2006, 126, 677-689;
77. e) F. Rehfeldt, A. J. Engler, A. Eckhardt, F. Ahmed, D. E. Discher, Adv. Drug Delivery Rev. 2007, 59, 1329-1339.
78. M. W. Tibbitt, K. S. Anseth, Biotechnol. Bioeng. 2009, 103, 655-663.
79. a) A. Khademhosseini, R. Langer, Biomaterials 2007, 28, 5087-5092;
80. b) A. C. Jen, M. C. Wake, A. G. Mikos, Biotechnol. Bioeng. 1996, 50, 357-364;
81. c) L. Klouda, A. G. Mikos, Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008, 68, 34-45;
82. d) X. Z. Shu, Y. Liu, F. S. Palumbo, Y. Luo, G. D. Prestwich, Biomaterials 2004, 25, 1339-1348;
83. e) G. D. Prestwich, J. Controlled Release 2011, 155, 193-199;
84. f) M. G. Cascone, N. Barbani, C. Cristallini, P. Giusti, G. Ciardelli, L. Lazzeri, J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2001, 12, 267-281.
85. a) S. H. Gehrke, J. P. Fisher, M. Palasis, M. E. Lund, Ann. N.Y. Acad. Sci. 1997, 831, 179-207;
86. b) D. J. Mastropietro, H. Omidian, K. Park, Expert Opin. Drug Delivery 2012, 9, 71-89.
87. a) Y. Cao, A. Rodriguez, M. Vacanti, C. Ibarra, C. Arevalo, C. A. Vacanti, J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 1998, 9, 475-487;
88. b) C. D. Sims, P. E. Butler, Y. L. Cao, R. Casanova, M. A. Randolph, A. Black, C. A. Vacanti, M. J. Yaremchuk, Plast. Reconstr. Surg. 1998, 101, 1580-1585;
89. c) K. Y. Lee, D. J. Mooney, Chem. Rev. 2001, 101, 1869-1879;
90. d) J. L. Drury, D. J. Mooney, Biomaterials 2003, 24, 4337-4351.
91. a) R. M. Namba, A. A. Cole, K. B. Bjugstad, M. J. Mahoney, Acta Biomater. 2009, 5, 1884-1897;
92. b) I. Frisman, D. Seliktar, H. Bianco-Peled, Acta Biomater. 2010, 6, 2518-2524;
93. c) I. Frisman, D. Seliktar, H. Bianco-Peled, Biomaterials 2011, 32, 7839-7846;
94. d) I. Frisman, D. Seliktar, H. Bianco- Peled, Acta Biomater. 2012, 8, 51-60;
95. e) R. Landers, U. Hubner, R. Schmelzeisen, R. Mulhaupt, Biomaterials 2002, 23, 4437-4447;
96. f) S. Woerly, P. Petrov, E. Sykova, T. Roitbak, Z. Simonova, A. R. Harvey, Tissue Eng. 1999, 5, 467-488.
97. a) S. Khetan, J. A. Burdick, Biomaterials 2010, 31, 8228-8234;
98. b) J. C. Culver, J. C. Hoffmann, R. A. Poche, J. H. Slater, J. L. West, M. E. Dickinson, Adv. Mater. 2012, 24, 2344-2348;
99. c) D. L. Cohen, E. Malone, H. Lipson, L. J. Bonassar, Tissue Eng. 2006, 12, 1325-1335.
100. a) F. Marga, A. Neagu, I. Kosztin, G. Forgacs, Birth Defects Res., Part C 2007, 81, 320-328;
101. b) V. Mironov, R. P. Visconti, V. Kasyanov, G. Forgacs, C. J. Drake, R. R. Markwald, Biomaterials 2009, 30, 2164-2174;
102. c) K. Jakab, C. Norotte, F. Marga, K. Murphy, G. Vunjak-Novakovic, G. Forgacs, Biofabrication 2010, 2, 022001;
103. d) F. Marga, K. Jakab, C. Khatiwala, B. Shepherd, S. Dorfman, B. Hubbard, S. Colbert, F. Gabor, Biofabrication 2012, 4, 022001.
104. M. P. Lutolf, J. A. Hubbell, Nat. Biotechnol. 2005, 23, 47-55.
105. S. Michael, H. Sorg, C. T. Peck, L. Koch, A. Deiwick, B. Chichkov, P. M. Vogt, K. Reimers, PLoS One 2013, 8, e57741.