Electroactive polymeric biomaterials

Comprehensive Biomaterials

Volumn 1, Issue , 2011, Pages 547-561

  Povlich, L K ^a,b   Feldman, K E ^b   Shim, B S ^b   Martin, D C ^a,b  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

^b UNIVERSITY OF DELAWARE   (United States)

Author keywords

Bioelectrode; Conjugated polymer; Drug delivery; Electrochemical polymerization; Hydrogel; Ionic conductivity; Melanin; Neural probe; Neural regeneration; Poly(3,4 ethylenedioxythiophene); Polypyrrole

Indexed keywords

ELECTRO ACTIVES; POLYMERIC BIOMATERIALS;

BIOMATERIALS;

EID: 84906598618     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: None     Document Type: Chapter

References (135)

1. Hoogerwerf, A. C.; Wise, K. D. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1994,41,1136-1146.
2. Nordhausen, C. T.; Maynard, E. M.; Normann, R. A. Brain Res. 1996, 726, 129-140.
3. Campbell, P. K.; Jones, K. E.; Huber, R. J.; Horch, K. W.; Normann, R. A. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1991,38, 758-768.
4. Tehovnik, E. J. J. Neurosci. Meth. 1996,65,1-17.
5. Akin, T.; Najafi, K.; Smoke, R. H.; Bradley, R. M. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1994, 41, 305-313.
6. Navarro, X.; Krueger, T. B.; Lago, N.; Micera, S.; Stieglitz, T.; Dario, P. J. Peripher. Nerv. Syst. 2005, 10, 229-258.
7. Wilson, B. S.; Dorman, M. F. Hear. Res. 2008,242, 3-21.
8. Margalit, E.; Maia, M.; Weiland, J. D.; et al. Surv. Ophthalmol. 2002,47, 335-356.
9. Trohman, R. G.; Kim, M. H.; Pinski, S. L. Lancet 2004,364,1701-1719.
10. Polikov, V. S.; Tresco, P. A.; Reichert, W. M. J.Neurosci. Meth. 2005,148,1-18.
11. Berggren, M.; Richter-Dahlfors, A. Adv. Mater. 2007,19, 3201-3213.
12. Guimard, N. K.; Gomez, N.; Schmidt, C. E. Prog. Polym. Sci. 2007,32,876-921.
13. Kotov, N. A.; Winter, J. O.; Clements, I. P.; et al. Adv. Mater. 2009,21, 3970-4004.
14. Owens, R. M.; Malliaras, G. G. MRS Bull. 2010,35, 449-456.
15. Poole-Warren, L.; Lovell, N.; Baek, S.; Green, R. Expert Rev. Med. Devices 2010, 7, 35-49.
16. Wallace, G. G.; Spinks, G. M. Chem. Eng. Prog. 2007, 103, S18-S24.
17. Chiang, C. K.; Fincher, C. R.; Park, Y. W.; et al. Phys. Rev. Lett. 1977,39, 1098-1101.
18. Kumar, D.; Sharma, R. C. Eur. Polym. J. 1998,34,1053-1060.
19. Sadki, S.; Schottland, P.; Brodie, N.; Sabouraud, G. Chem. Soc. Rev. 2000,29, 283-293.
20. Asavapiriyanont, S.; Chandler, G. K.; Gunawardena, G. A.; Pletcher, D. J. Electroanal. Chem. 1984,177, 229-244.
21. McNeill, R.; Weiss, D. E.; Wardlaw, J. H.; Siudak, R. Aust. J. Chem. 1963, 16, 1056-1075.
22. Street, G. B.; Lindsey, S. E.; Nazzal, A. I.; Wynne, K. J. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1985, 118,137-148.
23. Diaz, A. F.; Kanazawa, K. K.; Gardini, G. P. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1979, 635-636.
24. Imisides, M. D.; John, R.; Riley, P. J.; Wallace, G. G. Electroanalysis 1991,3, 879-889.
25. Satoh, M.; Kaneto, K.; Yoshino, K. Synthetic Met. 1986,14, 289-296.
26. Silk, T.; Hong, Q.; Tamm, J.; Compton, R. G. Synthetic Met. 1998, 93, 59-64.
27. Silk, T.; Hong, Q.; Tamm, J.; Compton, R. G. Synthetic Met. 1998, 93, 65-71.
28. Cui, X. Y.; Lee, V. A.; Raphael, Y.; et al. J. Biomed. Mater. Res. 2001,56, 261-272.
29. Williams, R. L.; Doherty, P. J. J. Mater. Sci. Mater. 1994,5, 429-433.
30. George, P. M.; Lyckman, A. W.; Lavan, D. A.; et al. Biomaterials 2005,26, 3511-3519.
31. Schmidt, C. E.; Shastri, V. R.; Vacanti, J. P.; Langer, R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 8948-8953.
32. Shimidzu, T.; Ohtani, A.; lyoda, T.; Honda, K. J. Electroanal. Chem. 1987,224, 123-135.
33. Kim, D. H.; Richardson-Burns, S. M.; Hendricks, J. L.; Sequera, C.; Martin, D. C. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 79-86.
34. Foulds, N. C.; Lowe, C. R. J. Chem.Soc.FaradayTrans.11986,82,1259-1264.
35. Garner, B.; Georgevich, A.; Hodgson, A. J.; Liu, L.; Wallace, G. G. J. Biomed. Mater. Res. 1999,44,121-129.
36. Collier, J. H.; Camp, J. P.; Hudson, T. W.; Schmidt, C. E. J. Biomed. Mater. Res. 2000, 50, 574-584.
37. Campbell, T. E.; Hodgson, A. J.; Wallace, G. G. Electroanalysis 1999,11, 215-222.
38. Cui, X. Y.; Wiler, J.; Dzaman, M.; Altschuler, R. A.; Martin, D. C. Biomaterials 2003, 24, 777-787.
39. Yamato, H.; Ohwa, M.; Wernet, W. J. Electroanal. Chem. 1995,397,163-170.
40. Dietrich, M.; Heinze, J.; Heywang, G.; Jonas, F. J. Electroanal. Chem. 1994,369, 87-92.
41. Heywang, G.; Jonas, F. Adv. Mater. 1992, 4,116-118.
42. Yang, J. Y.; Kim, D. H.; Hendricks, J. L.; Leach, M.; Northey, R.; Martin, D. C. Acta Biomater. 2005,1,125-136.
43. Yang, J. Y.; Lipkin, K.; Martin, D. C. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2007, 18, 1075-1089.
44. Yang, J. Y.; Martin, D. C. J. Mater. Res. 2006,21,1124-1132.
45. Pei, Q. B.; Zuccarello, G.; Ahlskog, M.; Inganas, O. Polymer 1994,35, 1347-1351.
46. Del Valle, L. J.; Aradilla, D.; Oliver, R.; et al. Eur. Polym. J. 2007, 43, 2342-2349.
47. Richardson-Burns, S. M.; Hendricks, J. L.; Foster, B.; Povlich, L. K.; Kim, D. H.; Martin, D. C. Biomaterials 2007,28,1539-1552.
48. Richardson-Burns, S. M.; Hendricks, J. L.; Martin, D. C. J. Neural Eng. 2007,4, L6-L13.
49. Cui, X. Y.; Martin, D. C. Sensor. Actuator. B Chem. 2003,89, 92-102.
50. Asplund, M.; Von Holst, H.; Inganas, O. Biointerphases 2008,3, 83-93.
51. Xiao, Y. H.; Li, C. M.; Toh, M. L.; Xue, R. J. Appl. Electrochem. 2008,38, 1735-1741.
52. Asplund, M.; Thaning, E.; Lundberg, J.; et al. Biomed. Mater. 2009,4, 045009.
53. Pernaut, J. M.; Reynolds, J. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4080-4090.
54. Luo, S. C.; Ali, E. M.; Tansil, N. C.; et al. Langmuir 2008,24, 8071-8077.
55. Kim, J.; Cho, J. C.; Povlich, L. K.; Martin, D. C. U.S. Pat. 7,708,908 B2, 2010.
56. Povlich, L. K.; Cho, J. C.; Spanninga, S.; Martin, D. C.; Kim, J. Polym. Preprint. 2007, 48, 7-8.
57. Xiao, Y. H.; Cui, X. Y.; Martin, D. C. J. Electroanal. Chem. 2004,573, 43-48.
58. Schottland, P.; Zong, K.; Gaupp, C. L.; et al. Macromolecules 2000,33, 7051-7061.
59. Lee, J. W.; Serna, F.; Schmidt, C. E. Langmuir 2006,22, 9816-9819.
60. Lee, J. W.; Serna, F.; Nickels, J.; Schmidt, C. E. Biomacromolecules 2006, 7, 1692-1695.
61. Groenendaal, B. L.; Jonas, F.; Freitag, D.; Pielartzik, H.; Reynolds, J. R. Adv. Mater. 2000, 12, 481-494.
62. Kumar, A.; Welsh, D. M.; Morvant, M. C.; Piroux, F.; Abboud, K. A.; Reynolds, J. R. Chem. Mater. 1998,10, 896-902.
63. Torres-Rodriguez, L. M.; Roget, A.; Billon, M.; Bidan, G. Chem. Commun. 1998, 1993-1994.
64. Cosnier, S.; Galland, B.; Gondran, C.; Le Pellec, A. Electroanalysis 1998,10, 808-813.
65. Stephan, O.; Schottland, P.; Le Gall, P. Y.; Chevrot, C.; Mariet, C.; Carrier, M. J. Electroanal. Chem. 1998, 443, 217-226.
66. Sonmez, G.; Sarac, A. S. Synthetic Met. 2003,135, 459-460.
67. Doherty, W. J.; Wysocki, R. J.; Armstrong, N. R.; Saavedra, S. S. Macromolecules 2006, 39, 4418-4424.
68. Xu, J. K.; Nie, G. M.; Zhang, S. S.; Han, X. J.; Hou, J.; Pu, S. Z. J. Mater. Sci. 2005, 40, 2867-2873.
69. Wan, F.; Liang, L.; Wan, X. B.; Xue, G. J. Appl. Polym. Sci. 2002,85, 814-820.
70. Fedorow, H.; Tribl, F.; Halliday, G.; Gerlach, A.; Riederer, P.; Double, K. L. Prog. Neurobiol. 2005, 75,109-124.
71. Hong, L.; Simon, J. D. J. Phys. Chem. B 2007,111, 7938-7947.
72. Subianto, S.; Will, G.; Meredith, P. Polymer 2005,46,11505-11509.
73. Bettinger, C. J.; Bruggeman, P. P.; Misra, A.; Borenstein, J. T.; Langer, R. Biomaterials 2009, 30, 3050-3057.
74. Povlich, L. K.; Le, J.; Kim, J.; Martin, D. C. Macromolecules2010,43,3770-3774.
75. Kandel, E. R.; Schwartz, J. H.; Jessel, T. M. Principles of Neural Science, 4th edn.; McGraw-Hill: New York, 2000.
76. Cogan, S. F. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2008,10, 275-309.
77. Merrill, D. R.; Bikson, M.; Jefferys, J. G. R. J. Neurosci. Meth. 2005,141, 171-198.
78. Majumdar, S.; Ray, P. S.; Kargupta, K.; Ganguly, S. ChemPhysChem 2010, 11, 211-219.
79. Lonergan, M. C.; Cheng, C. H.; Langsdorf, B. L.; Zhou, X. J.Am. Chem. Soc. 2002, 124, 690-701.
80. Cui, X. Y.; Hetke, J. F.; Wiler, J. A.; Anderson, D. J.; Martin, D. C. Sensor. Actuator. A Phys. 2001, 93, 8-18.
81. Nyberg, T.; Shimada, A.; Torimitsu, K. J. Neurosci. Meth. 2007, 160,16-25.
82. Ludwig, K. A.; Uram, J. D.; Yang, J. Y.; Martin, D. C.; Kipke, D. R. J. Neural Eng. 2006,3, 59-70.
83. Yang, J. Y.; Martin, D. C. Sensor. Actuator. B Chem. 2004, 101,133-142.
84. Gelmi, A.; Higgins, M. J.; Wallace, G. G. Biomaterials 2010,31,1974-1983.
85. Hudson, T. W.; Evans, G. R. D.; Schmidt, C. E. Clin. Plast. Surg. 1999,26, 617-628.
86. Schmidt, C. E.; Leach, J. B. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2003,5, 293-347.
87. Corey, J. M.; Lin, D. Y.; Mycek, K. B.; et al. J. Biomed. Mater. Res. 2007,83A, 636-645.
88. Quigley, A. F.; Razal, J. M.; Thompson, B. C.; et al. Adv. Mater. 2009,21, 4393-4397.
89. Lee, J. Y.; Bashur, C. A.; Goldstein, A. S.; Schmidt, C. E. Biomaterials 2009,30, 4325-4335.
90. Richardson, R. T.; Thompson, B.; Moulton, S.; et al. Biomaterials 2007,28, 513-523.
91. Thompson, B. C.; Richardson, R. T.; Moulton, S. E.; et al. J. Control. Release 2010, 141,161-167.
92. Isaksson, J.; Kjall, P.; Nilsson, D.; Robinson, N. D.; Berggren, M.; Richter-Dahlfors, A. Nat. Mater. 2007,6,673-679.
93. Simon, D. T.; Kurup, S.; Larsson, K. C.; et al. Nat. Mater. 2009, 8, 742-746.
94. Svennersten, K.; Bolin, M. H.; Jager, E. W. H.; Berggren, M.; Richter-Dahlfors, A. Biomaterials 2009, 30, 6257-6264.
95. Green, R. A.; Baek, S.; Poole-Warren, L. A.; Martens, P. J. Sci. Technol. Adv. Mater. 2010, 11, 014107.
96. Guiseppi-Elie, A. Biomaterials 2010,31, 2701-2716.
97. Taylor, Z.; Miller, K. J. Biomech. 2004,37,1263-1269.
98. Atay, S. M.; Kroenke, C. D.; Sabet, A.; Bayly, P. V. J. Biomech. Eng. Trans. ASME 2008, 130, 021013.
99. Georges, P. C.; Miller, W. J.; Meaney, D. F.; Sawyer, E. S.; Janmey, P. A. Biophys. J. 2006,90, 3012-3018.
100. Balgude, A. P.; Yu, X.; Szymanski, A.; Bellamkonda, R. V. Biomaterials 2001,22, 1077-1084.
101. Engler, A. J.; Sen, S.; Sweeney, H. L.; Discher, D. E. Cell 2006,126, 677-689.
102. Kim, B. C.; Spinks, G. M.; Wallace, G. G.; John, R. Polymer 2000,41, 1783-1790.
103. Kim, D. H.; Abidian, M.; Martin, D. C. J. Biomed. Mater. Res. 2004, 71A, 577-585.
104. Abidian, M. R.; Martin, D. C. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 573-585.
105. Kim, D. H.; Wiler, J. A.; Anderson, D. J.; Kipke, D. R.; Martin, D. C. Acta Biomater. 2010, 6, 57-62.
106. Keohan, F.; Wei, X. F. F.; Wongsarnpigoon, A.; Lazaro, E.; Darga, J. E.; Grill, W. M. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2007,18,1057-1073.
107. Abidian, M. R.; Ludwig, K. A.; Marzullo, T. C.; Martin, D. C.; Kipke, D. R. Adv. Mater. 2009, 21, 3764-3770.
108. Kim, D. H.; Martin, D. C. Biomaterials 2006,27, 3031-3037.
109. Zhong, Y. H.; Bellamkonda, R. V. J. Control. Release 2005, 106, 309-318.
110. Greenwald, R. B.; Choe, Y. H.; McGuire, J.; Conover, C. D. Adv. Drug Deliv. Rev. 2003, 55, 217-250.
111. Boas, U.; Heegaard, P. M. H. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 43-63.
112. Allen, C.; Maysinger, D.; Eisenberg, A. Colloid. SurfaceB 1999,16, 3-27.
113. Arap, W.; Pasqualini, R.; Ruoslahti, E. Science 1998,279, 377-380.
114. Seymour, L. W. Crit. Rev. Ther. Drug 1992, 9,135-187.
115. Qiu, Y.; Park, K. Adv. Drug Deliv. Rev. 2001,53, 321-339.
116. Panyam, J.; Labhasetwar, V. Adv. Drug Deliv. Rev. 2003,55, 329-347.
117. Luo, X. L.; Cui, X. T. Electrochem. Commun. 2009,11,1956-1959.
118. Abidian, M. R.; Corey, J. M.; Kipke, D. R.; Martin, D. C. Small 2010, 6, 421-429.
119. Abidian, M. R.; Kim, D. H.; Martin, D. C. Adv. Mater. 2006, 18, 405-409.
120. Abidian, M. R.; Martin, D. C. Biomaterials 2008,29,1273-1283.
121. Peramo, A.; Urbanchek, M. G.; Spanninga, S. A.; Povlich, L. K.; Cederna, P.; Martin, D. C. Tissue Eng. A 2008, 14, 423-432.
122. Okuzaki, H.; Suzuki, H.; Ito, T. Synthetic Met. 2009, 159, 2233-2236.
123. Che, J. F.; Xiao, Y. H.; Zhu, X. F.; Sun, X. J. Polym. Int. 2008, 57, 750-755.
124. Li, L. D.; Huang, C. B. J. Am. Soc. Mass Spectr. 2007, 18, 919-926.
125. Xiao, Y. H.; Che, J. F.; Li, C. M.; et al. J. Biomed. Mater. Res. 2007,80A, 925-931.
126. Kontturi, K.; Pentti, P.; Sundholm, G. J. Electroanal. Chem. 1998,453, 231-238.
127. Richardson, R. T.; Wise, A. K.; Thompson, B. C.; et al. Biomaterials 2009, 30, 2614-2624.
128. Thompson, B. C.; Moulton, S. E.; Ding, J.; et al. J. Control. Release 2006, 116, 285-294.
129. Bidan, G.; Lopez, C.; Mendesviegas, F.; Vieil, E.; Gadelle, A. Biosens.Bioelectron. 1995, 10, 219-229.
130. Luo, X. L.; Cui, X. T. Electrochem. Commun. 2009,11, 402-404.
131. Wadhwa, R.; Lagenaur, C. F.; Cui, X. T. J. Control. Release 2006,110,531-541.
132. Ge, D. T.; Tian, X. D.; Qi, R.; et al. Electrochim. Acta 2009,55, 271-275.
133. Purcell, E. K.; Seymour, J. P.; Yandamuri, S.; Kipke, D. R. J. Neural Eng. 2009,6, 026005.
134. Rejali, D.; Lee, V. A.; Abrashkin, K. A.; Humayun, N.; Swiderski, D. L.; Raphael, Y. Hear. Res. 2007,228,180-187.
135. Spanninga, S. A.; Martin, D. C.; Chen, Z. J. Phys. Chem. C 2009,113, 5585-5592.