Bone cells in cultures on nanocarbonbased materials for potential bone tissue engineering: A review

Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science

Volumn 211, Issue 12, 2014, Pages 2688-2702

  Bacakova, Lucie ^a   Kopova, Ivana ^a   Stankova, Lubica ^a   Liskova, Jana ^a   Vacik, Jiri ^b   Lavrentiev, Vasily ^b   Kromka, Alexander ^c   Potocky, Stepan ^c   Stranska, Denisa ^d  

^a INSTITUTE OF PHYSIOLOGY   (Czech Republic)

^b NUCLEAR PHYSICS INSTITUTE   (Czech Republic)

^c INSTITUTE OF PHYSICS   (Czech Republic)

^d Elmarco SRO ^*  (Czech Republic)

Author keywords

Biocompatibility; Bone implants; Carbon; Nanoparticles; Scaffolds; Thin films

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BONE; CARBON; CARBON FILMS; CELL ADHESION; CELL CULTURE; CELL ENGINEERING; DAMAGE DETECTION; DIAMOND FILMS; DIAMONDS; FULLERENES; GRAPHENE; HYBRID MATERIALS; MOLECULES; MULTIWALLED CARBON NANOTUBES (MWCN); NANOCRYSTALLINE MATERIALS; NANODIAMONDS; NANOFIBERS; NANOHORNS; NANOPARTICLES; OSTEOBLASTS; POLYMERS; POLYPROPYLENES; SCAFFOLDS; SCAFFOLDS (BIOLOGY); SEMICONDUCTOR DOPING; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN); STEM CELLS; TERPOLYMERS; THIN FILMS; YARN;

BONE IMPLANT; HUMAN MESENCHYMAL STEM CELLS; HUMAN OSTEOBLAST-LIKE CELLS; NANOCRYSTALLINE DIAMOND FILMS; NANOPARTICLE CONCENTRATIONS; OSTEOGENIC DIFFERENTIATION; SINGLE WALL CARBON NANOHORN; THREE-DIMENSIONAL SCAFFOLDS;

NANOCOMPOSITE FILMS;

EID: 84916240210     PISSN: 18626300     EISSN: 18626319     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pssa.201431402     Document Type: Article

References (78)

1. T. J. Webster, C. Ergun, R. H. Doremus, R. W. Siegel, and R. Bizios, J. Biomed. Mater. Res. 51, 475 (2000).
2. T. J. Webster, L. S. Schadler, R. W. Siegel, and R. Bizios, Tissue Eng. 7, 291 (2001).
3. T. H. Kim, K. B. Lee, and J. W. Choi, Biomaterials 34, 8660 (2013).
4. S. R. Ryoo, Y. K. Kim, M. H. Kim, and D. H. Min, ACS Nano 4, 6587 (2010).
5. W. G. La, M. Jin, S. Park, H. H. Yoon, G. J. Jeong, S. H. Bhang, H. Park, K. Char, and B. S. Kim, Int. J. Nanomed. 9, 107 (2014).
6. P. Mthunzi, K. He, S. Ngcobo, T. Khanyile, and J. H. Warner, J. Biophoton. 7, 351 (2014).
7. L. Bacakova, L. Grausova, M. Vandrovcova, J. Vacik, A. Frazcek, S. Blazewicz, A. Kromka, M. Vanecek, M. Nesladek, V. Svorcik, and M. Kopecek, in: Nanoparticles: New Research, edited by S. L. Lombardi (Nova Science Publ., Inc., Hauppauge, New York, USA, 2008), pp. 39-107.
8. L. Bacakova, L. Grausova, J. Vacik, A. Kromka, H. Biederman, A. Choukourov, and V. Stary, in: Advances in Diverse Industrial Applications of Nanocomposites, edited by B. Reddy (Intech, Open Access Publisher, Rijeka, Croatia, 2011), pp. 399-435.
9. L. Bacakova, E. Filova, M. Parizek, T. Ruml, and V. Svorcik, Biotechnol. Adv. 29, 739 (2011).
10. L. Bacakova, I. Kopova, J. Vacik, and V. Lavrentiev, in: Fullerenes: Chemistry, Natural Sources and Technological Applications (Nova Science Publishers, Inc., Hauppauge, New York, USA), in press.
11. S. Matsuda, S. Matsui, Y. Shimizu, and T. Matsuda, Environm. Sci. Technol. 45, 4133 (2011).
12. M. Horie, K. Nishio, H. Kato, N. Shinohara, A. Nakamura, K. Fujita, S. Kinugasa, S. Endoh, Y. Yoshida, Y. Hagihara, and H. Iwahashi, Chemosphere 93, 1182 (2013).
13. K. Yudoh, R. Karasawa, K. Masuko, and T. Kato, Int. J. Nanomed. 4, 217 (2009).
14. S. M. Rezayat, S. V. Boushehri, B. Salmanian, A. H. Omidvari, S. Tarighat, S. Esmaeili, S. Sarkar, N. Amirshahi, R. N. Alyautdin, M. A. Orlova, I. V. Trushkov, A. L. Buchachenko, K. C. Liu, and D. A. Kuznetsov, Eur. J. Med. Chem. 44, 1554 (2009).
15. A. G. Bobylev, A. B. Kornev, L. G. Bobyleva, M. D. Shpagina, I. S. Fadeeva, R. S. Fadeev, D. G. Deryabin, J. Balzarini, P. A. Troshin, and Z. A. Podlubnaya, Org. Biomol. Chem. 9, 5714 (2011).
16. Y. Saitoh, A. Miyanishi, H. Mizuno, S. Kato, H. Aoshima, K. Kokubo, and N. Miwa, J. Photochem. Photobiol. B 102, 69 (2011).
17. B. Han and M. N. Karim, Scanning 30, 213 (2008).
18. L. Harhaji, A. Isakovic, N. Raicevic, Z. Markovic, B. Todorovic-Markovic, N. Nikolic, S. Vranjes-Djuric, I. Markovic, and V. Trajkovic, Eur. J. Pharmacol. 568, 89 (2007).
19. L. Grausova, J. Vacik, P. Bilkova, V. Vorlicek, V. Svorcik, D. Soukup, M. Bacakova, V. Lisa, and L. Bacakova, J. Optoelectron. Adv. Mater. 10, 2071 (2008).
20. L. Grausova, J. Vacik, V. Vorlicek, V. Svorcik, P. Slepicka, P. Bilkova, M. Vandrovcova, V. Lisa, and L. Bacakova, Diam. Relat. Mater. 18, 578 (2009).
21. I. Kopova, L. Bacakova, V. Lavrentiev, and J. Vacik, Int. J. Mol. Sci. 14, 9182 (2013).
22. M. Vandrovcova, J. Vacik, V. Svorcik, P. Slepicka, N. Kasalkova, V. Vorlicek, V. Lavrentiev, V. Vosecek, L. Grausova, V. Lisa, and L. Bacakova, Phys. Status Solidi A 205, 2252 (2008).
23. J. Strasky, J. Havlikova, L. Bacakova, P. Harcuba, M. Mhaede, and M. Janecek, Appl. Surf. Sci. 213, 73 (2013).
24. I. Jirka, M. Vandrovcova, O. Frank, Z. Tolde, J. Plsek, T. Luxbacher, L. Bacakova, and V. Stary, Mater. Sci. Eng. C 33, 1636 (2013).
25. M. Vandrovcova and L. Bacakova, Physiol. Res. 60, 403 (2011).
26. J. Holy, E. Perkins, and X. Yu, IET Nanobiotechnol. 5, 41 (2011).
27. M. Kalbacova, A. Broz, and M. Kalbac, J. Biomed. Mater. Res. A 100, 3001 (2012).
28. M. H. Kalbacova, M. Verdanova, A. Broz, A. Vetushka, A. Fejfar, and M. Kalbac, Carbon 72, 207 (2014).
29. F. M. Tonelli, A. K. Santos, K. N. Gomes, E. Lorençon, S. Guatimosim, L. O. Ladeira, and R. R. Resende, Int. J. Nanomed. 7, 4511 (2012).
30. A. Gupta, M. D. Woods, K. D. Illingworth, R. Niemeier, I. Schafer, C. Cady, P. Filip, and S. F. El-Amin3rd, J. Orthop. Res. 31, 1374 (2013).
31. W. Wang, Y. Zhu, S. Liao, and J. Li, Biomed. Res. Int. 2014, 518609 (2014).
32. L. Bacakova, L. Grausova, J. Vacik, A. Fraczek, S. Blazewicz, A. Kromka, M. Vanecek, and V. Svorcik, Diam. Relat. Mater. 16, 2133 (2007).
33. L. Stankova, A. Fraczek-Szczypta, M. Blazewicz, E. Filova, S. Blazewicz, V. Lisa, and L. Bacakova, Carbon 67, 578 (2014).
34. P. Fabbri, L. Valentini, J. Hum, R. Detsch, and A. R. Boccaccini, Mater. Sci. Eng. C 33, 3592 (2013).
35. N. Li, Q. Zhang, S. Gao, Q. Song, R. Huang, L. Wang, L. Liu, J. Dai, M. Tang, and G. Cheng, Sci. Rep. 3, 1604 (2013).
36. M. Tang, Q. Song, N. Li, Z. Jiang, R. Huang, and G. Cheng, Biomaterials 34, 6402 (2013).
37. Y. Talukdar, J. T. Rashkow, G. Lalwani, S. Kanakia, and B. Sitharaman, Biomaterials 35, 4863 (2014).
38. A. Aryaei, A. H. Jayatissa, and A. C. Jayasuriya, J. Biomed. Mater. Res. A, in press, doi: 10.1002/jbm.a.34993 (2013).
39. M. Gu, Y. Liu, T. Chen, F. Du, X. Zhao, C. Xiong, and Y. Zhou, Tissue Eng. B, in press (2014).
40. Y. Xie, H. Li, C. Zhang, X. Gu, X. Zheng, and L. Huang, Biomed. Mater. 9, 025009 (2014).
41. H. N. Lim, N. M. Huang, S. S. Lim, I. Harrison, and C. H. Chia, Int. J. Nanomed. 6, 1817 (2011).
42. S. W. Crowder, D. Prasai, R. Rath, D. A. Balikov, H. Bae, K. I. Bolotin, and H. J. Sung, Nanoscale 5, 4171 (2013).
43. S. H. Ku and C. B. Park, Biomaterials 34, 2017 (2013).
44. D. Lahiri, R. Dua, C. Zhang, I. De Socarraz-Novoa, A. Bhat, S. Ramaswamy, and A. Agarwal, ACS Appl. Mater. Interf. 4, 2234 (2012).
45. M. Mehrali, E. Moghaddam, S. F. Shirazi, S. Baradaran, M. Mehrali, S. T. Latibari, H. S. Metselaar, N. A. Kadri, K. Zandi, and N. A. Osman, ACS Appl. Mater. Interf. 6, 3947 (2014).
46. D. Depan, B. Girase, J. S. Shah, and R. D. Misra, Acta Biomater. 7, 3432 (2011).
47. R. Tatavarty, H. Ding, G. Lu, R. J. Taylor, and X. Bi, Chem. Commun. 50, 8484 (2014).
48. J. Kim, K. S. Choi, Y. Kim, K. T. Lim, H. Seonwoo, Y. Park, D. H. Kim, P. H. Choung, C. S. Cho, S. Y. Kim, Y. H. Choung, and J. H. Chung, J. Biomed. Mater. Res. A 101, 3520 (2013).
49. J. Park, S. Park, S. Ryu, S. H. Bhang, J. Kim, J. K. Yoon, Y. H. Park, S. P. Cho, S. Lee, B. H. Hong, and B. S. Kim, Adv. Healthcare Mater. 3, 176 (2014).
50. G. Y. Chen, D. W. Pang, S. M. Hwang, H. Y. Tuan, and Y. C. Hu, Biomaterials 33, 418 (2012).
51. S. Shah, P. T. Yin, T. M. Uehara, S. T. Chueng, L. Yang, and K. B. Lee, Adv. Mater. 26, 3673 (2014).
52. L. Grausova, A. Kromka, L. Bacakova, S. Potocky, M. Vanecek, and V. Lisa, Diam. Relat. Mater 17, 1405 (2008).
53. L. Grausova, L. Bacakova, A. Kromka, S. Potocky, M. Vanecek, M. Nesladek, and V. Lisa, J. Nanosci. Nanotechnol. 9, 3524 (2009).
54. M. Kopecek, L. Bacakova, J. Vacik, F. Fendrych, V. Vorlicek, I. Kratochvilova, V. Lisa, E. Van Hove, C. Mer, P. Bergonzo, and M. Nesladek, Phys. Status Solidi A 205, 2146 (2008).
55. A. Kromka, L. Grausova, L. Bacakova, J. Vacik, B. Rezek, M. Vanecek, O. A. Williams, and K. Haenen, Diam. Relat. Mater. 19, 190 (2010).
56. L. Grausova, A. Kromka, Z. Burdikova, A. Eckhardt, B. Rezek, J. Vacik, K. Haenen, V. Lisa, and L. Bacakova, PLoS One 6, e20943 (2011).
57. B. Rezek, E. Ukraintsev, A. Kromka, M. Ledinsky, A. Broz, L. Noskova, H. Hartmannova, and M. Kalbacova, Diam. Relat. Mater. 19, 153 (2010).
58. B. Vagaska, L. Bacakova, E. Filova, and K. Balik, Physiol. Res. 59, 309 (2010).
59. K. Novotna, M. Zajdlova, T. Suchy, D. Hadraba, F. Lopot, M. Zaloudkova, T. E. Douglas, M. Munzarova, M. Juklickova, D. Stranska, D. Kubies, D. Schaubroeck, S. Wille, L. Balcaen, M. Jarosova, H. Kozak, A. Kromka, Z. Svindrych, V. Lisa, K. Balik, and L. Bacakova, J. Biomed. Mater. Res. A, in press (2014).
60. M. Parizek, T. E. L. Douglas, K. Novotna, A. Kromka, M. A. Brady, A. Renzing, E. Voss, M. Jarosova, L. Palatinus, P. Tesarek, P. Ryparova, V. Lisa, A. M. Dos Santos, and L. Bacakova, Int. J. Nanomed. 7, 1931 (2012).
61. M. A. Brady, A. Renzing, T. E. L. Douglas, Q. Liu, S. Wille, M. Parizek, L. Bacakova, A. Kromka, M. Jarosova, and P. H. Warnke, J. Nanosci. Nanotechnol., in press (2014).
62. I. Kopova, L. Bacakova, V. Lavrentiev, and J. Vacik, PloS One, submitted.
63. L. Bacakova, L. Grausova, J. Vacik, V. Lavrentiev, S. Blazewicz, A. Fraczek, A. Kromka, and K. Haenen, Nanosci. Nanotechnol. Lett. 3, 99 (2011).
64. R. Costa, C. Ribeiro, A. C. Lopes, P. Martins, V. Sencadas, R. Soares, and S. Lanceros-Mendez, J. Mater. Sci. Mater. Med. 24, 395 (2013).
65. D. Depan and R. D. Misra, Acta Biomater. 9, 6084 (2013).
66. J. Linares, M. C. Matesanz, M. Vila, M. J. Feito, G. Gonçalves, M. Vallet Regí, P. A. Marques, and M. T. Portolés, ACS Appl. Mater. Interf., in press (2014).
67. M. C. Matesanz, M. Vila, M. J. Feito, J. Linares, G. Gonçalves, M. Vallet-Regi, P. A. Marques, and M. T. Portolés, Biomaterials 34, 1562 (2013).
68. O. Akhavan, E. Ghaderi, and A. Akhavan, Biomaterials 33, 8017 (2012).
69. J. Liskova, J. O. Babchenko, M. Varga, A. Kromka, D. Hadraba, Z. Svindrych, Z. Burdikova, and L. Bacakova, in: Proc. 8th Combined Meeting of Orthopaedic Research Societies (CORS 2013), Venice, Italy, 2013, Abstract No. O33.5, pp. 441-442.
70. S. E. Duailibi, M. T. Duailibi, L. M. Ferreira, K. I. Salmazi, M. C. Salvadori, Fde.Sa. Teixeira, A. Pasquarelli, J. P. Vacanti, and P. C. Yelick, Tissue Eng. A 19, 2537 (2013).
71. Z. Xing, T. O. Pedersen, X. Wu, Y. Xue, Y. Sun, A. Finne-Wistrand, F. R. Kloss, T. Waag, A. Krueger, D. Steinmüller-Nethl, and K. Mustafa, Tissue Eng. A 19, 1783 (2013).
72. L. Stankova, A. Kromka, L. Bacakova, D. Stranska, and S. Potocky, in: Proc. World Conference on Regenerative Medicine, Leipzig, Germany, 2013, poster No. PP-081, p. 237.
73. Y. Xing, W. Xiong, L. Zhu, E. Osawa, S. Hussin, and L. Dai, ACS Nano 5, 2376 (2011).
74. Y. Zhu, W. Li, Y. Zhang, J. Li, L. Liang, X. Zhang, N. Chen, Y. Sun, W. Chen, R. Tai, C. Fan, and Q. Huang, Small 8, 1771 (2012).
75. A. Krueger, Chemistry 14, 1382 (2008).
76. A. Kromka, B. Rezek, Z. Remes, M. Michalka, M. Ledinsky, J. Zemek, J. Potmesil, and M. Vanecek, Chem. Vapor Depos. 14, 181 (2008).
77. K. I. Solarska, A. Gajewska, G. Bartosz, and K. Mitura, J. Nanosci. Nanotechnol. 12, 5117 (2012).
78. Q. Zhang, V. N. Mochalin, I. Neitzel, I. Y. Knoke, J. Han, C. A. Klug, J. G. Zhou, P. I. Lelkes, and Y. Gogotsi, Biomaterials 32, 87 (2011).