Anti-infectious surfaces achieved by polymer modification

Macromolecular Materials and Engineering

Volumn 299, Issue 6, 2014, Pages 648-668

  Gour, Nidhi ^a   Ngo, Kien Xuan ^a   Vebert Nardin, Corinne ^a  

^a UNIVERSITY OF GENEVA   (Switzerland)

Author keywords

anti infectious; antimicrobial; biocidal; polymers; surfaces

Indexed keywords

MICROORGANISMS; SURFACES;

ANTI-INFECTIOUS; ANTIBACTERIAL SURFACES; ANTIMICROBIAL; ANTIMICROBIAL SURFACE; BIOCIDAL; POLYMER MODIFICATIONS; POLYMER-MODIFIED;

POLYMERS;

EID: 84902277768     PISSN: 14387492     EISSN: 14392054     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/mame.201300285     Document Type: Review

References (149)

1. a) D. Lancey, E. Pulcini, Néphrologie 2001, 22, 439
2. b) M. A. Ghannoum, J. Chandra, G. Zhou, Curr. Drug Targets 2005, 6, 887.
3. E. M. Hetrick, M. H. Schoenfisch, Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 780.
4. R. M. Klevens, J. R. Edwards, C. L. Richards, T. C. Horan, R. P. Gaynes, D. A. Pollock, D. M. Cardo, Public Health Rep. 2007, 122, 160.
5. H. C. Kung, D. L. Hoyert, J. Xu, S. L. Murphy, Natl. Vital Status Rep. 2008, 56, 1.
6. a) G. McDonnel, A. D. Russell, Clin. Microbiol. Rev. 1999, 1, 147
7. b) P. Gilbert, L. E. Moore, J. Appl. Microbiol. 2005, 99, 703
8. c) L. A. Mermel, Ann. Intern. Med. 2000, 132, 391.
9. I. Francolini, G. Donelli, P. Stoodley, Montana The Magazine of Western History 2004, 2, 307.
10. a) K. K. Jefferson, FEMS Microbiol. Lett. 2004, 236, 163
11. b) M. R. Parsek, P. K. Singh, Annu. Rev. Microbiol. 2003, 57, 677
12. c) R. M. Donlan, Clin. Infect. Dis. 2001, 33, 1387
13. d) H. C. Flemming, J. Wingender, Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 623
14. e) R. E. Hancock, Nat. Genet. 2001, 29, 360
15. f) J. Palmer, S. Flint, J. Brooks, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2007, 34, 577.
16. Y. Itoh, X. Wang, B. J. Hinnebusch, J. F. Breston, T. Romeo, J. Bacteriol. 2005, 187, 382.
17. M. Hermansson, Colloids Surf. B: Biointerfaces 1999, 14, 105.
18. L. Ploux, K. Anselme, A. Ponche, J. Adhes. Acid Technol. 2010, 24, 65.
19. H. Rijnaarts, Colloids Surf. B: Biointerfaces 1999, 14, 179.
20. a) R. Bos, FEMS Microbiol. Rev. 1999, 23, 179
21. b) D. R. Absolom, F. V. Lamberti, Z. Policova, W. Zingg, C. J. van Oss, A. W. Neumann, Appl. Environ. Microbiol. 1983, 46, 90.
22. K. Otto, J. Norbeck, T. Larsson, K. Karlsson, M. Hermansson, J. Bacteriol. 2001, 183, 2445.
23. L. Ponsonnet, M. Boureanu, N. Jaffrezic, A. Othmane, C. Dorel, P. Lejeune, Mater. Sci. Eng.: 2008, 28, 896.
24. G. Bruinsma, Biomaterials 2001, 22, 3217.
25. A. Poortinga, Surf. Sci. Reports 2002, 47, 1.
26. a) K. Anselme, P. Davidson, A. M. Popa, M. Giazzon, M. Liley, L. Ploux, Acta Biomater. 2010, doi: 10.1016/j.actbio.2010.04.001
27. b) L. Ploux, K. Anselme, A. Dirani, A. Ponche, O. Soppera, V. Roucoules, Langmuir 2009, 25, 8161
28. c) J. Richards, C. Melander, ChemBioChem 2009, 10, 2287.
29. a) I. Banerjee, R. C. Pangule, R. S. Kane, Adv. Mater. 2011, 23, 690
30. b) L. Ferreira, A. Zumbuehl, J. Mater. Chem. 2009, 19, 7796
31. c) M. L. W. Knetsch, L. H. Koole, Polymers 2011, 3, 340.
32. D. Park, J. Wang, A. M. Klibanov, Biotechnol. Prog. 2006, 22, 584.
33. A. Guyomard, E. De, T. Jouenne, J. J. Malandain, G. Muller, K. Glinel, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 758.
34. a) J. C. Tiller, C. J. Liao, K. Lewis, A. M. Klibanov, Proc. Natl. Acad. Sci. 2001, 98, 5981
35. b) J. Lin, S. Qiu, K. Lewis, A. M. Klibanov, Biotechnol. Prog. 2002, 18, 1082
36. c) M. Andresen, P. Stenstad, T. Møretrø, S. Langsrud, K. Syverud, L. S. Johansson, P. Stenius, Biomacromolecules 2007, 8, 2149.
37. a) S. B. Lee, R. R. Koepsel, S. W. Morley, K. Matyjaszewski, Y. J. Sun, A. J. Russell, Biomacromolecules 2004, 5, 877
38. b) J. Huang, H. Murata, R. R. Koepsel, A. J. Russell, K. Matyjaszewski, Biomacromolecules 2007, 8, 1396
39. c) S. Venkataraman, Y. Zhang, L. Liu, Y. Yang, Biomaterials 2010, 31, 1751
40. d) M. Baum, W. Brittain, Macromolecules 2002, 35, 610.
41. a) T. Tashiro, Macromol. Mater. Eng. 2001, 286, 63
42. b) J. A. Grapski, S. L. Cooper, Biomaterials 2001, 22, 2239
43. c) C. Z. Chen, S. L. Cooper, Biomaterials 2002, 23, 3359
44. d) G. N. Tew, D. H. Liu, B. Chen, R. J. Doerksen, J. Kaplan, P. J. Carroll, M. L. Klein, W. F. DeGrado, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 5110
45. e) E. R. Kenawy, Y. A. G. Mahmoud, Macromol. Biosci. 2003, 3, 107
46. f) E.-R. Kenawy, S. D. Worley, R. Broughton, Biomacromolecules 2007, 8, 1359.
47. a) A. Kanazawa, T. Ikeda, T. Endo, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 1993, 31, 3031
48. b) A. Kanazawa, T. Ikeda, T. Endo, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 1993, 31, 335
49. c) A. Kanazawa, T. Ikeda, T. Endo, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 1993, 31, 2873
50. d) T. Ikeda, A. Ledwith, C. H. Bamford, R. A. Hann, Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 1984, 769, 57
51. e) L. M. Timofeeva, N. A. Kleshcheva, A. F. Moroz, L. V. Didenko, Biomacromolecules 2009, 10, 2976.
52. J. L. Speier, J. R. Malek, J. Colloid Interface Sci. 1982, 89, 68.
53. A. M. Klibanov, J. Mater. Chem. 2007, 17, 2479.
54. H. Han, J. Wu, C. W. Avery, M. Mizutani, X. Jiang, M. Kamigaito, Z. Chen, C. Xi, K. Kuroda, Langmuir 2011, 27, 4010.
55. a) V. Dodane, V. D. Vilivalam, Pharm. Sci. Technol. 1998, 1, 246
56. b) N. V. Majeti, R. Kumar, React. Funct. Polym. 2000, 46, 1
57. c) F. Shahidi, J. Kamil, V. Arachchi, Y. J. Jeon, Trends Food Sci. Technol. 1999, 10, 37
58. d) K. Suzuki, T. Mikami, Y. Okawa, A. Tokoro, S. Suzuki, M. Suzuki, Carbohydr. Res. 1986, 151, 403
59. e) S. Hirano, M. Iwata, K. Yamanaka, H. Tanaka, T. Toda, H. Inui, Appl. Biol. Chem. 1991, 55, 2623.
60. A. Alishahi, M. Aïder, Food Bioprocess Technol. 2011, 5, 817.
61. E. I. Rabea, M. E. Badawy, C. V. Stevens, G. Smagghe, W. Steurbaut, Biomacromolecules 2003, 4, 1457.
62. Y. Miyake, T. Tsunoda, S. Minagi, Y. Akagawa, H. Tsuru, H. Suginaka, FEMS Microbiol. Lett. 1990, 57, 2114.
63. T. Savard, C. Beaulieu, I. Boucher, C. P. Champagne, J. Food Protein 2002, 65, 828.
64. N. R. Sudarshan, D. G. Hoover, D. Knorr, Food Biotechnol. 1992, 6, 257.
65. B. Jung, C. Kim, K. Choi, Y. M. Lee, J. Kim, J. Appl. Polym. Sci. 1999, 72, 1713.
66. L. E. Chávez de Paz, A. Resin, K. Howard, D. S. Sutherland, P. L. Wejse, Appl. Environ. Microbiol. 2011, 77, 3892.
67. S. Mao, W. Sun, T. Kissel, Adv. Drug Deliv. Rev. 2010, 62, 12.
68. L. R. Martinez, M. R. Mihu, M. Tar, J. Infect. Dis. 2010, 201, 1436.
69. R. P. Carlson, R. Taffs, W. M. Davison, P. S. Stewart, J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2008, 19, 1035.
70. Z. X. Peng, B. Tu, Y. Shen, Antimicrob. Agents Chemotherapy 2011, 55, 860.
71. M. P. Pai, S. L. Pendland, L. H. Danziger, Ann. Pharmacother. 2001, 35, 1255.
72. R. A. Harvey, D. V. Alcid, R. S. Greco, Surgery 1982, 92, 504.
73. I. Raad, R. Darouiche, R. Hachem, M. Mansouri, G. P. Bodey, J. Infect. Dis. 1996, 173, 418.
74. a) M. S. Gaylord, P. A. Pittman, J. Bartness, A. A. Tuinman, V. Lorch, Pediatrics 1991, 87, 631
75. b) K. J. Wynne, P. Kurt, K. Brunson, A. Chakravorty, M. Gupta, W. Zhang, L. Wood, D. E. Ohman, ACS Symp. Ser. 2013, 1135, 303.
76. Z. Cao, Y. Sun, J. Biomed. Mater. Res. Part A 2009, 89, 960.
77. a) G. Donelli, I. Francolin, A. Piozzi, R. Di Rosa, W. Marconi, J. Chemother. 2002, 14, 501
78. b) V. Ruggeri, I. Francolini, G. Donelli, A. Piozzi, J Biomed. Mater. Res. A 2007, 81, 287.
79. R. Jellali, I. Campistron, P. Pasetto, A. Laguerre, F. Gohier, C. Hellio, J. F. Pilard, J.-L. Mouget, Progr. Org. Coat. 2013, 76, 1203.
80. Y. K. Gong, L. P. Liu, P. B. Messersmith, Macromol. Biosci. 2012, 12, 979.
81. G. Gunkel, W. T. S. Huck, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7047.
82. L. García-Fernández, J. Cui, C. Serrano, Z. Shafiq, R. a. Gropeanu, V. S. Miguel, J. I. Ramos, M. Wang, G. K. Auernhammer, S. Ritz, A. a. Golriz, R. Berger, M. Wagner, A. del Campo, Adv. Mater. (Deerfield Beach, Fla.), 2013, 25, 529.
83. J. C. Tiller, C. J. Liao, K. Lewis, A. M. Klibanov, Proc. Natl. Acad. Sci. 2001, 98, 5981.
84. J. C. Tiller, S. B. Lee, K. Lewis, A. M. Klibanov, Biotechnol. Bioeng. 2002, 79, 465.
85. M. J. Saif, J. Anwar, M. A. Munawar, Langmuir 2009, 25, 377.
86. a) J. Thome, A. Hollander, W. Jaeger, I. Trick, C. Oehr, Surf. Coat. Technol. 2003, 174-175, 584
87. b) H. C. Van der Mei, M. Rustema-Abbing, D. E. Langworthy, D. I. Collias, M. D. Mitchell, D. W. Bjorkquist, H. J. Busscher, Biotechnol. Bioeng. 2008, 99, 165.
88. P. Kurt, L. Wood, D. E. Ohman, K. J. Wynne, Langmuir 2007, 23, 4719.
89. U. Makal, L. Wood, D. E. Ohman, K. J. Wynne, Langmuir 2008, 24, 5816.
90. J. H. Wynne, P. A. Fulmer, D. M. McCluskey, N. M. Mackey, J. P. Buchanan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 2005.
91. B. Yameen, A. Farrukh, Chemistry, An Asian journal, 2013, 8, 1736.
92. C. J. Huang, N. D. Brault, Y. Li, Q. Yu, S. Jiang, Adv. Mater. (Deerfield Beach, Fla.), 2012, 24, 1834.
93. a) H. Murata, R. R. Koepsel, K. Matyjaszewski, A. J. Russell, Biomaterials 2007, 28, 4870
94. b) Y. Sui, X. Gao, Z. Wang, C. Gao, J. Membrane Sci. 2012, 394, 107.
95. Y. Sui, X. Gao, Z. Wang, C. Gao, J. Membr. Sci. 2012, 394-395, 107.
96. C. Rodriguez-Emmenegger, E. Hasan, O. Pop-Georgievski, M. Houska, E. Brynda, A. B. Alles, Macromol. Biosci. 2012, 12, 525.
97. S. Roy, P. K. Das, Biotechnol. Bioeng. 2008, 100, 756.
98. J. Huang, R. R. Koepsel, H. Murata, W. Wu, S. B. Lee, T. Kowalewski, A. J. Russell, K. Matyjaszewski, Langmuir 2008, 24, 6785.
99. A. M. Bieser, Y. Thomann, J. C. Tiller, Macromol. Biosci. 2011, 11, 111.
100. Q. Ma, H. Zhang, J. Zhao, Y.-K. Gong, Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 9711.
101. F. Wan, X. Pei, B. Yu, Q. Ye, F. Zhou, Q. Xue, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 4557.
102. O. Pop-Georgievski, C. Rodriguez-Emmenegger, A. D. L. S. Pereira, V. Proks, E. Brynda, F. Rypáček, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 2859.
103. W. J. Yang, T. Cai, K. G. Neoh, E. T. Kang, S. L. M. Teo, D. Rittschof, Biomacromolecules 2013, 14, 2041.
104. C. Zhao, J. Zhao, X. Li, J. Wu, S. Chen, Q. Chen, Q. Wang, X. Gong, L. Li, J. Zheng, Biomaterials 2013, 34, 4714.
105. a) F. Hui, C. Debiemme-Chouvy, Biomacromolecules 2013, 14, 585
106. b) J. Liang, K. Barnes, A. Akdag, S. D. Worley, J. Lee, R. M. Broughton, T. S. Huang, Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 1861
107. c) J. Liang, R. Wu, J. W. Wang, K. Barnes, S. D. Worley, U. Cho, J. Lee, R. M. Broughton, T. S. Huang, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2007, 34, 157
108. d) S. D. Worley, G. Sun, Trends Polym. Sci. 1996, 4, 364
109. e) R. Li, P. Hu, X. Ren, S. D. Worley, T. S. Huang, Carbohydr. Polym. 2013, 92, 534
110. f) Y. Chen, Q. Han, Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 6034.
111. a) G. Sun, L. C. Allen, E. P. Luckie, W. B. Wheatley, S. D. Worley, Ind. Eng. Chem. Res. 1995, 34, 4106-4109
112. b) G. Sun, W. B. Wheatley, S. D. Worley, Ind. Eng. Chem. Res. 1994, 33, 168
113. c) S. D. Worley, D. E. Williams, R. A. Crawford, CRC Crit. Rev. Environ. Contl. 1988, 18, 133
114. d) S. D. Worley, M. Eknoian, J. M. Harris, From Polymer Preprints 1997, 38, 586.
115. a) X. Sun, Z. Cao, N. Porteous, Y. Sun, Acta Biomater. 2012, 8, 1498
116. b) Z. Cao, Y. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009, 1, 494
117. c) H. B. Kocer, I. Cerkez, S. D. Worley, R. M. Broughton, T. S. Huang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 8, 3189
118. d) J. Liang, R. Wu, J. W. Wang, K. Barnes, S. D. Worley, U. Cho, J. Lee, R. M. Broughton, T. S. Huang, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2007, 34, 157.
119. J. Harris, " Poly(ethylene glycol) Chemistry: Biotechnical and Biomedical Applications, ", Plenum Press, New York 1994, 33, 115.
120. a) P. Kingshott, H. Thissen, H. J. Griesser, Biomaterials 2002, 23, 2043
121. b) I. Szleifer, Biophys. J. 1997, 72, 595.
122. N. P. Desai, S. F. A. Hossainy, J. A. Hubbell, Biomaterials 1992, 13, 417.
123. H. Tan, J. Li, Q. Fu, Polym. Brushes 2012, 91.
124. K. D. Park, Y. S. Kim, D. K. Han, Y. H. Kim, E. H. B. Lee, H. Suh, K. S. Choi, Biomaterials 1998, 19, 851.
125. K. Vacheethasanee, R. E. Marchant, J. Biomed. Mater. Res. 2000, 50, 302.
126. A. Roosjen, H. J. Kaper, H. C. Van der Mei, W. Norde, H. J. Busscher, Microbiology 2003, 149, 3239.
127. A. Roosjen, H. C. Mei, H. J. van der Busscher, W. Norde, Langmuir 2004, 25, 10949.
128. a) B. Dong, S. Manolache, A. C. L. Wong, F. S. Denes, Polym. Bull. 2011, 66, 517
129. b) C. H. Ho, J. Tobis, C. Sprich, R. Thomann, J. C. Tiller, Adv. Mater. 2004, 16, 957.
130. Q. Tu, J.-C. Wang, R. Liu, Y. Zhang, J. Xu, J. Liu, M.-S. Yuan, W. Liu, J. Wang, Colloids Surfaces B, Biointerfaces 2013, 102, 331.
131. a) N. Cottenye, F. Teixeira, Jr., A. Ponche, G. Reiter, K. Anselme, W. Meier, L. Ploux, C. Vebert-Nardin, Macromol. Biosci. 2008, 8, 1161
132. b) N. Cottenye, K. Anselme, L. Ploux, C. Vebert-Nardin, Adv. Functl. Mater. 2012, 22, 4891.
133. a) X. Ding, C. Yang, T. P. Lim, L. Y. Hsu, A. C. Engler, J. L. Hedrick, Y.-Y. Yang, Biomaterials 2012, 33, 6593
134. b) R. Muppalla, H. H. Rana, S. Devi, S. K. Jewrajka, Appl. Surf. Sci. 2013, 355
135. c) Y. Li, M. Giesbers, M. Gerth, H. Zuilhof, Langmuir 2012, 28, 12509
136. d) J.-H. Li, X.-S. Shao, Q. Zhou, M.-Z. Li, Q.-Q. Zhang, Appl. Surf. Sci. 2013, 265, 663.
137. a) T. Date, T. Sawada, T. Serizawa, Soft Matter 2013, 9 (3469)
138. b) P. Zou, W. Hartleb, K. Lienkamp, J. Mater. Chem. 2012, 22, 19579.
139. a) H. Zhao, L. Wu, Z. Zhou, L. Zhang, H. Chen, Phys. Chem. Chem. Phys.: PCCP 2013, 15, 9084
140. b) Y. Liu, S. Zhang, G. Wang, Desalination 2013, 316, 127
141. c) B. P. Tripathi, N. C. Dubey, S. Choudhury, M. Stamm, J. Mater. Chem. 2012, 22, 19981
142. d) H. Wu, J. Mansouri, V. Chen, J. Membr. Sci. 2013, 433, 135
143. e) Y. Sui, X. Gao, Z. Wang, C. Gao, J. Membr. Sci. 2012, 394-395, 107
144. f) C. Dong, G. He, H. Li, R. Zhao, Y. Han, Y. Deng, J. Membr. Sci. 2012, 387-388, 40.
145. a) X. Zhao, W. Chen, Y. Su, W. Zhu, J. Peng, Z. Jiang, L. Kong, Y. Li, J. Liu, J. Membr. Sci. 2013, 441, 93.
146. B. Hu, L. Wang, X. Wu, S. Yang, J. Gu, H. Yu, J. Appl. Polym. Sci. 2012, 123, 3668.
147. P. Taylor, G. Kang, Z. Liu, Desalination and Water Treatment 2012, 37, 139.
148. F. Siedenbiedel, J. C. Tiller, Polymers 2012, 4, 46.
149. R. Barbey, L. Lavanant, D. Paripovic, N. Schüwer, C. Sugnaux, S. Tugulu, H. A. Klok, Polymers 2009, 109, 5437.