Biological materials and molecular biomimetics-filling up the empty soft materials space for tissue engineering applications

Journal of Materials Chemistry B

Volumn 3, Issue 1, 2015, Pages 15-24

  Miserez, Ali ^a,b   Weaver, James C ^c   Chaudhuri, Ovijit ^d  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^c HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^d Stanford University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BIOMIMETICS; BIOMOLECULES; MEDICAL APPLICATIONS; PROTEINS; TISSUE; TISSUE ENGINEERING;

BIOMEDICAL APPLICATIONS; EXTRACELLULAR MATRIX PROTEIN; MOLECULAR BIOMIMETICS; NATURAL BIOPOLYMERS; NEXT-GEN SEQUENCING; REGENERATIVE MEDICINE; TIME-CONSUMING TASKS; TISSUE ENGINEERING APPLICATIONS;

CHARACTERIZATION;

EID: 84915750023     PISSN: 20507518     EISSN: 2050750X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4tb01267d     Document Type: Article

References (113)

1. P. Y. Chen J. McKittrick M. A. Meyers Prog. Mater. Sci. 2012 57 1492 1704
2. S. Amini A. Miserez Acta Biomater. 2013 9 7895 7907
3. M. A. Meyers J. McKittrick P. Y. Chen Science 2013 339 773 779
4. J. Dunlop R. Weinkamer P. Fratzl Mater. Today 2010 14 70 78
5. C. Guo and M. Spector, in Scaffolding in Tissue Engineering, ed.; P. X. Ma, and, J. H. Elisseeff, CRC Press, Taylor&Francis group, Boca Raton, FL, 2006, pp. 385-411
6. Principles of Tissue Engineering, ed.; R. Lanza, R. Langer, and, J. Vacanti, Elsevier Academic Press, Burlington, MA, 3rd edn, 2007
7. E. A. Sander and V. H. Barocas, in Collagen: Structure and Mechanics, ed.; P. Fratzl, Springer-US, New York, 2008, pp. 475-504
8. L. E. R. O'leary J. A. Fallas E. L. Bakota M. K. Kang J. D. Hartgerink Nat. Chem. 2011 3 821 828
9. F. G. Omenetto D. Kaplan Science 2010 329 528 531
10. M. Ehrbar S. C. Rizzi R. Hlushchuk V. Djonovb A. H. Zisch J. A. Hubbell F. E. Weber M. P. Lutolf Biomaterials 2007 3856 3866
11. N. Annabi S. M. Mithieux G. Camci-Unal M. R. Dokmeci A. S. Weiss A. Khademhosseini Biochem. Eng. J. 2013 77 110 118
12. N. A. Peppas J. Z. Hilt A. Khademhosseini R. Langer Adv. Mater. 2006 18 1345 1360
13. M. P. Lutolf J. A. Hubbell Nat. Biotechnol. 2005 23 47 55
14. C. J. Kearney D. J. Mooney Nat. Mater. 2013 12 1004 1017
15. O. A. Ali N. Huebsch L. Cao G. Dranoff D. J. Mooney Nat. Mater. 2009 8 151 158
16. C. Storm J. J. Pastore F. C. MacKintosh T. C. Lubensky P. A. Janmey Nature 2005 435 191 194
17. A. E. X. Brown R. I. Litvinov D. E. Discher P. K. Purohit J. W. Weisel Science 2009 325 741 744
18. J. R. Houser N. E. Hudson L. Ping E. T. O'Brien R. Superfine S. T. Lord M. R. Falvo Biophys. J. 2010 99 3038 3047
19. W. F. McKay S. M. Peckham J. M. Badura Int. Orthop. 2007 31 729 734
20. C. A. Simmons E. Alsberg S. Hsiong W. J. Kim D. J. Mooney Bone 2004 35 562 569
21. L. S. Nair C. T. Laurencin Prog. Polym. Sci. 2007 32 762 798
22. P. Fratzl K. Misof I. Zizak G. Rapp H. Amenitsch S. Bernstorff J. Struct. Biol. 1998 122 119 122
23. A. A. Jalan J. D. Hartgerink Curr. Opin. Chem. Biol. 2013 17 960 967
24. H. S. Gupta, in Collagen: Structure and Mechanics, ed.; P. Fratzl, Springer-US, New York, 2008, pp. 155-173
25. T. J. Wess, in Collagen: Structure and Mechanics, ed.; P. Fratzl, Springer-US, New York, 2008, pp. 49-80
26. S. V. Madihally H. W. Matthew Biomaterials 1999 20 511 521
27. L. Q. Wu R. Ghodssi Y. A. Elabd G. F. Payne Adv. Funct. Mater. 2005 15 189 195
28. M. Benjamin H. Toumi J. R. Ralphs G. Bydder T. M. Best S. Milz J. Anat. 2006 208 471 490
29. H. L. Lu S. Thomopoulos Annu. Rev. Biomed. Eng. 2013 15 201 226
30. A. Miserez T. Schneberk C. Sun F. W. Zok J. H. Waite Science 2008 319 1816 1819
31. K. U. Claussen T. Scheibel H.-W. Schmidt R. Giesa Macromol. Mater. Eng. 2012 297 938 957
32. J. D. Fox J. R. Capadona P. D. Marasco S. J. Rowan J. Am. Chem. Soc. 2013 135 5167 5174
33. M. F. Ashby, Materials Selection and Process in Mechanical Design, Butterworth Heinemann, Oxford, UK, 3rd edn, 2005
34. U. Wegst M. F. Ashby Philos. Mag. 2004 84 2167 2181
35. P. X. Ma and J. H. Elisseeff, Scaffolding in Tissue Engineering, CRC Press, 2006
36. J. M. Gosline M. A. Lillie E. Carrington P. Guerette C. Ortlepp K. Savage Philos. Trans. R. Soc.; B 2002 357 121 132
37. S. Lv D. M. Dudek Y. Cao M. M. Balamurali J. Gosline H. Li Nature 2010 465 69 73
38. X. Zhao Soft Matter 2014 10 672 687
39. T. L. Sun T. Kurokawa S. Kuroda A. Bin Ihsan T. Akasaki K. Sato A. Haque T. Nakajima J. P. Gong Nat. Mater. 2013 12 932 937
40. A. Miserez Y. Li J. H. Waite F. Zok Acta Biomater. 2007 3 139 149
41. A. Miserez S. Wasko C. Carpenter J. H. Waite Nat. Mater. 2009 8 910 916
42. A. Miserez Y. Li J. Cagnon J. C. Weaver J. H. Waite Biomacromolecules 2012 12 332 341
43. H. S. Rapoport R. E. Shadwick Biomacromolecules 2002 3 42 50
44. H. S. Rapoport R. E. Shadwick J. Exp. Biol. 2007 210 12 26
45. P. A. Guerette G. Z. Tay S. Hoon J. J. Loke A. F. Hermawan C. N. Z. Schmitt M. J. Harrington A. Masic A. Karunaratne H. S. Gupta K. S. Tan A. Schwaighofer C. Nowak A. Miserez Biomater. Sci. 2014 2 710 722
46. M. J. Harrington S. Wasko A. Masic F. D. Fisher H. S. Gupta P. Fratzl J. R. Soc.; Interface 2012 9 2911 2922
47. A. Miserez P. A. Guerette Chem. Soc. Rev. 2013 42 1973 1995
48. A. Zhmurov O. Kononova R. I. Litvinov R. I. Dima V. Barsegov J. W. Weisel J. Am. Chem. Soc. 2012 134 20396 20402
49. Z. Qin M. J. Buehler Phys. Rev. Lett. 2010 104 198304
50. I. Schwaiger C. Sattler D. R. Hostetter M. Rief Nat. Mater. 2002 1 232 235
51. J. B. Addison N. N. Ashton W. S. Weber R. J. Stewart G. P. Holland J. L. Yarger Biomacromolecules 2013 14 1140 1148
52. N. N. Ashton D. R. Roe R. B. Weiss T. E. Cheatham R. J. Stewart Biomacromolecules 2013 14 3668 3681
53. A. Miserez J. C. Weaver P. B. Pedersen T. Schneberk R. T. Hanlon D. Kisailus H. Birkedal Adv. Mater. 2009 21 401 406
54. P. A. Guerette S. Hoon D. Ding S. Amini A. Masic B. Venkatesh V. Ravi J. C. Weaver A. Miserez ACS Nano 2014 7 7170 7179
55. P. A. Guerette S. Hoon Y. Seow F. T. Wong V. H. B. Ho M. Raida A. Masic M. C. Demirel F. Abdon S. Amini G. Z. Tay D. Ding A. Miserez Nat. Biotechnol. 2013 31 908 915
56. J. H. Waite M. Tanzer Science 1981 212 1038 1040
57. J. H. Waite T. J. Housley M. L. Tanzer Biochemistry 1985 24 5010 5014
58. K. J. Coyne X. X. Qin H. Waite Science 1997 277 1830 1832
59. J. H. Waite X.-X. Qin Biochemistry 2001 40 2887 2893
60. H. Zhao J. H. Waite Biochemistry 2006 45 14223 14231
61. J. Yu W. Wei E. Danner R. K. Ashley J. N. Israelachvili J. H. Waite Nat. Chem. Biol. 2011 7 588 590
62. P. L. Lee P. B. Messersmith J. N. Israelachvili J. H. Waite Annu. Rev. Mater. Res. 2011 41 99 132
63. J. Sedó J. Saiz-Poseu F. Busqué D. Ruiz-Molina Adv. Mater. 2012 25 653 701
64. H. Lee S. M. Dellatore W. M. Mille P. B. Messersmith Science 2007 318 426 430
65. J. O. Warwicker Acta Crystallogr. 1954 7 565 573
66. M. Xu R. V. Lewis Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990 87 7120 7124
67. P. A. Guerette D. Ginzinger B. Weber J. M. Gosline Science 1996 272 112 115
68. C. Y. Hayashi R. Lewis Science 2000 287 1477 1479
69. J. Gatesy C. Y. Hayashi D. Motriuk J. Woods R. Lewis Science 2001 291 2603 2605
70. C. C. Broomell R. K. Khan D. N. Moses A. Miserez M. G. Pontin G. D. Stucky F. W. Zok J. H. Waite J. R. Soc.; Interface 2007 4 19 31
71. S. A. Andersen Insect Biochem. Mol. Biol. 2010 40 166 178
72. D. Rubin, A. Miserez and J. H. Waite, in Advances in Insect Physiology, ed.; J. Casas, Elsevier, 2010, vol. 38, pp. 75-133
73. H. Ellegren Trends Ecol. Evol. 2014 29 51 63
74. M. L. Metzker Nat. Rev. Genet. 2009 11 31 46
75. Z. Wang M. Gerstein M. Snyder Nat. Rev. Genet. 2009 10 57 63
76. F. Ozsolak P. M. Milos Nat. Rev. Genet. 2011 12 87 98
77. M. G. Grabherr B. J. Haas M. Yassour J. Z. Levin D. A. Thompson I. Amit X. Adiconis L. Fan R. Raychowdhury Q. Zeng Z. Chen E. Mauceli N. Hacohen A. Gnirke N. Rhind F. Di Palma B. W. Birren C. Nusbaum K. Lindblad-Toh N. Friedman A. Regev Nat. Biotechnol. 2011 29 644 652
78. Z.-F. Chen K. Matsumura H. Wang S. M. Arellano X. Yan I. Alam J. A. C. Archer V. B. Bajic P. Y. Qian PLoS One 2011 7 e22913
79. B. Lengerer R. Pjeta J. Wunderer M. Rodrigues R. Arbore L. Schärer E. Berezikov M. W. Hess K. Pfaller B. Egger S. Obwegeser W. Salvenmoser P. Ladurner Front. Zool. 2014 11 1 15
80. E. Hennebert R. Wattiez M. Demeuldre P. Ladurner D. S. Hwang J. H. Waite P. Flammang Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014 111 6317 6322
81. S. Gomes I. B. Leonor J. F. Mano R. L. Reis D. L. Kaplan Prog. Polym. Sci. 2011 37 1 17
82. B. D. Olsen AIChE J. 2013 59 3558 3568
83. R. V. Lewis Chem. Rev. 2006 106 3762 3774
84. M. Delorenzi T. Speed Bioinformatics 2002 18 617 625
85. C. T. Armstrong T. L. Vincent P. J. Green D. N. Woolfson Bioinformatics 2011 27 1908 1914
86. S. Wasko G. Tay C. Nowak A. Schwaighofer J. H. Waite A. Miserez Biomacromolecules 2014 15 30 42
87. H. Herrmann H. Bär L. Kreplak S. V. Strelkov U. Aebi Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007 6 562 573
88. M. Arslan Z. Qin M. J. Buehler Comput. Meth. Biomech. Biomed. Eng. 2011 14 483 489
89. O. J. L. Rackham M. Madera C. T. Armstrong T. L. Vincent D. N. Woolfson J. Gough J. Mol. Biol. 2010 403 480 493
90. B. Apostolovic D. Maarten H.-A. Klok Chem. Soc. Rev. 2010 39 3541 3575
91. J. M. Gosline P. A. Guerette C. S. Ortlepp K. N. Savage J. Exp. Biol. 1999 202 3295 3303
92. Z. Z. Shao F. Vollrath Nature 2002 418 741
93. H. Tao D. L. Kaplan F. G. Omenetto Adv. Mater. 2012 24 2824 2837
94. J. Zhang E. Pritchard X. Hu T. Valentin B. Panilaitis F. G. Omenetto D. L. Kaplan Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 11981 11986
95. X. X. Xia Z. G. Qian C. S. Ki Y. H. Park D. L. Kaplan S. Y. Lee Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 14059 14063
96. T. Weis-Fogh J. Mol. Biol. 1961 3 648 667
97. C. M. Elvin A. G. Carr M. G. Huson J. M. Maxwell R. D. Pearson T. Vuocolo N. E. Liyou D. C. C. Wong D. J. Merritt N. E. Dixon Nature 2005 437 999 1002
98. P. M. Kharkar K. L. Kiick A. M. Kloxin Chem. Soc. Rev. 2013 42 7335 7372
99. J.-Y. Sun X. Zhao W. R. K. Illeperuma O. Chaudhuri K. H. Oh D. J. Mooney J. J. Vlassak Z. Suo Nature 2012 489 133 136
100. O. Chaudhuri S. T. Koshy C. Branco da Cunha J.-W. Shin C. S. Verbeke K. H. Allison D. J. Mooney Nat. Mater. 2014 13 970 978
101. L. Han A. J. Grodzinsky C. Ortiz Annu. Rev. Mater. Res. 2011 41 133 168
102. D. J. Huey J. C. Hu K. A. Athanasiou Science 2012 338 917 921
103. A. H. Huang M. J. Farrell R. L. Mauck J. Biomech. 2010 43 128 136
104. K. Ma A. L. Titan M. Stafford C. H. Zheng M. E. Levenston Acta Biomater. 2012 8 3754 3764
105. M. Guo L. M. Pitet H. M. Wyss M. Vos P. Y. W. Dankers E. W. Meijer J. Am. Chem. Soc. 2014 136 6969 6977
106. E. Ducrot Y. Chen M. Bulters R. P. Sijbesma C. Creton Science 2014 344 186 189
107. D. S. Fudge K. H. Gardner V. T. Forsyth C. Riekel J. M. Gosline Biophys. J. 2003 85 2015 2027
108. C. W. Wolgemuth S. X. Sun Phys. Rev. Lett. 2006 97 248101
109. N. Huebsch P. R. Arany A. S. Mao D. Shvartsman O. A. Ali S. A. Bencherif J. Rivera-Feliciano D. J. Mooney Nat. Mater. 2010 9 518 526
110. M. M. Martino P. S. Briquez E. Güç F. Tortelli W. W. Kilarski S. Metzger J. J. Rice G. A. Kuhn R. Müller M. A. Swartz J. A. Hubbell Science 2014 343 885 888
111. S. Khetan M. Guvendiren W. R. Legant D. M. Cohen C. S. Chen J. A. Burdick Nat. Mater. 2013 12 458 465
112. L. Li M. Charati K. L. Kiick Polym. Chem. 2010 1 1160 1170
113. A. M. Kushner Z. Guan Angew. Chem.; Int. Ed. Engl. 2011 50 9026 9057