Ordered and kinetically discrete sequential protein release from biodegradable thin films

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 53, Issue 31, 2014, Pages 8093-8098

  Hsu, Bryan B ^a   Jamieson, Kelsey S ^b   Hagerman, Samantha R ^b   Holler, Eggehard ^c   Ljubimova, Julia Y ^c   Hammond, Paula T ^a,b  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

^c CEDARS SINAI MEDICAL CENTER   (United States)

Author keywords

click chemistry; controlled release; drug delivery; polyelectrolyte multilayers; staged release

Indexed keywords

DRUG DELIVERY; FILM PREPARATION; KINETICS; POLYELECTROLYTES; SYNTHESIS (CHEMICAL);

CLICK CHEMISTRY; CONTROLLED RELEASE; CONTROLLED RELEASE FILMS; COVALENT CROSS-LINKS; LAYER-BY-LAYER FILMS; LOCALIZED DELIVERY; POLYELECTROLYTE MULTILAYER; STAGED RELEASE;

PROTEINS;

PROTEIN;

KINETICS; METABOLISM;

KINETICS; PROTEINS;

EID: 84905389642     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201403702     Document Type: Article

References (81)

1. M. J. Lee, A. S. Ye, A. K. Gardino, A. M. Heijink, P. K. Sorger, G. MacBeath, M. B. Yaffe, Cell 2012, 149, 780-794.
2. J. A. MacDiarmid, N. B. Amaro-Mugridge, J. Madrid-Weiss, I. Sedliarou, S. Wetzel, K. Kochar, V. N. Brahmbhatt, L. Phillips, S. T. Pattison, C. Petti, B. Stillman, R. M. Graham, H. Brahmbhatt, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 643-651.
3. D. Vaira, A. Zullo, N. Vakil, L. Gatta, C. Ricci, F. Perna, C. Hassan, V. Bernabucci, A. Tampieri, S. Morini, Ann. Intern. Med. 2007, 146, 556-563.
4. K. Lee, E. A. Silva, D. J. Mooney, J. R. Soc. Interface 2011, 8, 153-170
5. F.-M. Chen, M. Zhang, Z.-F. Wu, Biomaterials 2010, 31, 6279-6308
6. M. Mehta, K. Schmidt-Bleek, G. N. Duda, D. J. Mooney, Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 1257-1276.
7. S. Barrientos, O. Stojadinovic, M. S. Golinko, H. Brem, M. Tomic-Canic, Wound Repair Regen. 2008, 16, 585-601.
8. F. De Marchis, D. Ribatti, C. Giampietri, A. Lentini, D. Faraone, M. Scoccianti, M. C. Capogrossi, A. Facchiano, Blood 2002, 99, 2045-2053
9. A. Facchiano, F. De Marchis, E. Turchetti, F. Facchiano, M. Guglielmi, A. Denaro, R. Palumbo, M. Scoccianti, M. C. Capogrossi, J. Cell Sci. 2000, 113, 2855-2863
10. K. Russo, R. Ragone, A. M. Facchiano, M. C. Capogrossi, A. Facchiano, J. Biol. Chem. 2002, 277, 1284-1291
11. G. Zellin, S. Beck, R. Hardwick, A. Linde, Bone 1998, 22, 613-620
12. R. L. Vonau, M. P. G. Bostrom, P. Aspenberg, A. E. Sams, Clin. Orthop. Relat. Res. 2001, 386, 243-251
13. U. Ripamonti, J. Crooks, J. C. Petit, D. C. Rueger, Eur. J. Oral Sci. 2001, 109, 241-248
14. L. J. Marden, R. S. P. Fan, G. F. Pierce, A. H. Reddi, J. O. Hollinger, J. Clin. Invest. 1993, 92, 2897-2905
15. A. T. Raiche, D. A. Puleo, Biomaterials 2004, 25, 677-685
16. J. E. Tengood, K. M. Kovach, P. E. Vescovi, A. J. Russell, S. R. Little, Biomaterials 2010, 31, 7805-7812
17. J. E. Tengood, R. Ridenour, R. Brodsky, A. J. Russell, S. R. Little, Tissue Eng. Part A 2011, 17, 1181-1189.
18. J. K. Sabo, T. D. Aumann, T. J. Kilpatrick, H. S. Cate, Plos One 2013, 8, e 63415.
19. E. R. Edelman, M. A. Nugent, M. J. Karnovsky, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 1513-1517.
20. D. F. Lazarous, M. Shou, M. Scheinowitz, E. Hodge, V. Thirumurti, A. N. Kitsiou, J. A. Stiber, A. D. Lobo, S. Hunsberger, E. Guetta, S. E. Epstein, E. F. Unger, Circulation 1996, 94, 1074-1082.
21. A. Richter, S. F. Anton, P. Koch, S. L. Dennett, Clin. Ther. 2003, 25, 2307-2335.
22. R. R. Chen, E. A. Silva, W. W. Yuen, D. J. Mooney, Pharm. Res. 2007, 24, 258-264
23. R. Chapanian, B. G. Amsden, J. Controlled Release 2010, 143, 53-63
24. P. Yilgor, N. Hasirci, V. Hasirci, J. Biomed. Mater. Res. Part A 2010, 93A, 528-536
25. W. Bonani, A. Motta, C. Migliaresi, W. Tan, Langmuir 2012, 28, 13675-13687.
26. P. Yilgor, K. Tuzlakoglu, R. L. Reis, N. Hasirci, V. Hasirci, Biomaterials 2009, 30, 3551-3559
27. N. Yonet-Tanyeri, M. H. Rich, M. Lee, M.-H. Lai, J. H. Jeong, R. J. DeVolder, H. Kong, Biomaterials 2013, 34, 8416-8423
28. S.-H. Shin, J. Lee, K. S. Lim, T. Rhim, S. K. Lee, Y.-H. Kim, K. Y. Lee, J. Controlled Release 2013, 166, 38-45
29. D. M. Nelson, Z. Ma, C. E. Leeson, W. R. Wagner, J. Biomed. Mater. Res. Part A 2012, 100A, 776-785
30. D. H. R. Kempen, L. Lu, A. Heijink, T. E. Hefferan, L. B. Creemers, A. Maran, M. J. Yaszemski, W. J. A. Dhert, Biomaterials 2009, 30, 2816-2825.
31. E. Ruvinov, J. Leor, S. Cohen, Biomaterials 2011, 32, 565-578
32. X. Hao, E. A. Silva, A. Mansson-Broberg, K.-H. Grinnemo, A. J. Siddiqui, G. Dellgren, E. Wardell, L. A. Brodin, D. J. Mooney, C. Sylven, Cardiovasc. Res. 2007, 75, 178-185
33. I. Freeman, S. Cohen, Biomaterials 2009, 30, 2122-2131.
34. H. Wang, Q. Zou, O. C. Boerman, A. W. G. Nijhuis, J. A. Jansen, Y. Li, S. C. G. Leeuwenburgh, J. Controlled Release 2013, 166, 172-181
35. S. Kim, Y. Kang, C. A. Krueger, M. Sen, J. B. Holcomb, D. Chen, J. C. Wenke, Y. Yang, Acta Biomater. 2012, 8, 1768-1777.
36. M. L. Macdonald, N. M. Rodriguez, N. J. Shah, P. T. Hammond, Biomacromolecules 2010, 11, 2053-2059
37. M. L. Macdonald, R. E. Samuel, N. J. Shah, R. F. Padera, Y. M. Beben, P. T. Hammond, Biomaterials 2011, 32, 1446-1453
38. N. J. Shah, J. Hong, M. N. Hyder, P. T. Hammond, Adv. Mater. 2012, 24, 1445-1450
39. N. J. Shah, M. L. Macdonald, Y. M. Beben, R. F. Padera, R. E. Samuel, P. T. Hammond, Biomaterials 2011, 32, 6183-6193
40. N. J. Shah, M. N. Hyder, J. S. Moskowitz, M. A. Quadir, S. W. Morton, H. J. Seeherman, R. F. Padera, M. Spector, P. T. Hammond, Sci. Transl. Med. 2013, 5, 191ra 83
41. T. Crouzier, K. Ren, C. Nicolas, C. Roy, C. Picart, Small 2009, 5, 598-608
42. L. J. De Cock, S. De Koker, F. De Vos, C. Vervaet, J.-P. Remon, B. G. De Geest, Biomacromolecules 2010, 11, 1002-1008
43. A. Dierich, E. Le Guen, N. Messaddeq, J.-F. Stoltz, P. Netter, P. Schaaf, J.-C. Voegel, N. Benkirane-Jessel, Adv. Mater. 2007, 19, 693-000
44. Y. Itoh, M. Matsusaki, T. Kida, M. Akashi, Biomacromolecules 2008, 9, 2202-2206
45. Z. W. Mao, L. Ma, J. Zhou, C. Y. Gao, J. C. Shen, Bioconjugate Chem. 2005, 16, 1316-1322
46. S. Müller, G. Koenig, A. Charpiot, C. Debry, J.-C. Voegel, P. Lavalle, D. Vautier, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1767-1775
47. J. J. J. P. van den Beucken, X. F. Walboomers, O. C. Boerman, M. R. J. Vos, N. A. J. M. Sommerdijk, T. Hayakawa, T. Fukushima, Y. Okahata, R. J. M. Nolte, J. A. Jansen, J. Controlled Release 2006, 113, 63-72
48. C. Vodouhê, M. Schmittbuhl, F. Boulmedais, D. Bagnard, D. Vautier, P. Schaaf, C. Egles, J. C. Voegel, J. Ogier, Biomaterials 2005, 26, 545-554
49. S. Facca, C. Cortez, C. Mendoza-Palomares, N. Messadeq, A. Dierich, A. P. R. Johnston, D. Mainard, J. C. Voegel, F. Caruso, N. Benkirane-Jessel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 3406-3411
50. A. M. Peterson, C. Pilz-Allen, T. Kolesnikova, H. Mohwald, D. Shchukin, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 1866-1871.
51. J. M. Garza, P. Schaaf, S. Muller, V. Ball, J. F. Stoltz, J. C. Voegel, P. Lavalle, Langmuir 2004, 20, 7298-7302.
52. J. M. Garza, N. Jessel, G. Ladam, V. Dupray, S. Muller, J. F. Stoltz, P. Schaaf, J. C. Voegel, P. Lavalle, Langmuir 2005, 21, 12372-12377.
53. S. Peralta, J.-L. Habib-Jiwan, A. M. Jonas, ChemPhysChem 2009, 10, 137-143.
54. K. C. Wood, H. F. Chuang, R. D. Batten, D. M. Lynn, P. T. Hammond, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 10207-10212.
55. J. Hong, N. J. Shah, A. C. Drake, P. C. DeMuth, J. B. Lee, J. Chen, P. T. Hammond, ACS Nano 2012, 6, 81-88.
56. K. Wang, J. Ruan, H. Song, J. Zhang, Y. Wo, S. Guo, D. Cui, Nanoscale Res. Lett. 2011, 6, 1-8
57. X. Y. Zhang, J. L. Yin, C. Peng, W. Q. Hu, Z. Y. Zhu, W. X. Li, C. H. Fan, Q. Huang, Carbon 2011, 49, 986-995.
58. T. Alava, J. A. Mann, C. Théodore, J. J. Benitez, W. R. Dichtel, J. M. Parpia, H. G. Craighead, Anal. Chem. 2013, 85, 2754-2759.
59. R. C. Smith, M. Riollano, A. Leung, P. T. Hammond, Angew. Chem. 2009, 121, 9136-9139
60. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8974-8977
61. E. Vázquez, D. M. Dewitt, P. T. Hammond, D. M. Lynn, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13992-13993
62. B. B. Hsu, S. R. Hagerman, K. Jamieson, J. Veselinovic, N. O'Neill, E. Holler, J. Y. Ljubimova, P. T. Hammond, Biomacromolecules 2014, DOI: 10.1021/bm5001839.
63. C. Picart, P. Lavalle, P. Hubert, F. J. G. Cuisinier, G. Decher, P. Schaaf, J. C. Voegel, Langmuir 2001, 17, 7414-7424
64. P. Lavalle, C. Gergely, F. J. G. Cuisinier, G. Decher, P. Schaaf, J. C. Voegel, C. Picart, Macromolecules 2002, 35, 4458-4465
65. C. Picart, J. Mutterer, L. Richert, Y. Luo, G. D. Prestwich, P. Schaaf, J. C. Voegel, P. Lavalle, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12531-12535
66. P. Lavalle, C. Picart, J. Mutterer, C. Gergely, H. Reiss, J. C. Voegel, B. Senger, P. Schaaf, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 635-648
67. C. Porcel, P. Lavalle, V. Ball, G. Decher, B. Senger, J. C. Voegel, P. Schaaf, Langmuir 2006, 22, 4376-4383
68. G. Decher, J. B. Schlenoff, Multilayer Thin Films: Sequential Assembly of Nanocomposite Materials, 2 nd ed., Wiley-VCH, Weinheim, 2012.
69. M. Macdonald, N. M. Rodriguez, R. Smith, P. T. Hammond, J. Controlled Release 2008, 131, 228-234
70. A. Shukla, K. E. Fleming, H. F. Chuang, T. M. Chau, C. R. Loose, G. N. Stephanopoulos, P. T. Hammond, Biomaterials 2010, 31, 2348-2357.
71. G. K. Such, J. F. Quinn, A. Quinn, E. Tjipto, F. Caruso, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9318-9319.
72. G. K. Such, E. Tjipto, A. Postma, A. P. R. Johnston, F. Caruso, Nano Lett. 2007, 7, 1706-1710
73. K. Liang, G. K. Such, Z. Zhu, S. J. Dodds, A. P. R. Johnston, J. Cui, H. Ejima, F. Caruso, ACS Nano 2012, 6, 10186-10194
74. C. J. Ochs, G. K. Such, Y. Yan, M. P. van Koeverden, F. Caruso, ACS Nano 2010, 4, 1653-1663.
75. J. Y. Ljubimova, J. Portilla-Arias, R. Patil, H. Ding, S. Inoue, J. L. Markman, A. Rekechenetskiy, B. Konda, P. R. Gangalum, A. Chesnokova, A. V. Ljubimov, K. L. Black, E. Holler, J. Drug Targeting 2013, 21, 956-967.
76. J. C. Jewett, C. R. Bertozzi, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1272-1279
77. M. F. Debets, S. S. van Berkel, S. Schoffelen, F. P. J. T. Rutjes, J. C. M. van Hest, F. L. van Delft, Chem. Commun. 2010, 46, 97-99.
78. K. Uhlig, N. Madaboosi, S. Schmidt, M. S. Jager, J. Rose, C. Duschl, D. V. Volodkin, Soft Matter 2012, 8, 11786-11789.
79. J. B. Gilbert, M. F. Rubner, R. E. Cohen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 6651-6656.
80. Y. H. Liao, M. B. Brown, A. Quader, G. P. Martin, Pharm. Res. 2002, 19, 1854-1861
81. E. Y. Chi, S. Krishnan, T. W. Randolph, J. F. Carpenter, Pharm. Res. 2003, 20, 1325-1336.