Multi-scale strain-stiffening of semiflexible bundle networks

Soft Matter

Volumn 12, Issue 7, 2016, Pages 2145-2156

  Piechocka, Izabela K ^a,b   Jansen, Karin A ^a   Broedersz, Chase P ^c,d   Kurniawan, Nicholas A ^a,e   MacKintosh, Fred C ^f   Koenderink, Gijsje H ^a  

^a FOM INSTITUTE AMOLF   (Netherlands)

^b ICFO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES   (Spain)

^c PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

^d UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^e EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^f VU UNIVERSITY AMSTERDAM   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOPOLYMERS; BLOOD; CROSSLINKING; ELASTICITY; FIBERS; POLYMERS;

COAGULATION FACTOR; EXTRACELLULAR MATRICES; HIERARCHICAL ARCHITECTURES; INTERMOLECULAR CROSSLINKING; MECHANICAL BEHAVIOR; NETWORK ELASTICITY; SEMIFLEXIBLE FIBERS; WORM-LIKE POLYMERS;

NETWORK ARCHITECTURE;

BIOPOLYMER; BLOOD CLOTTING FACTOR 13; FIBRIN;

BIOMECHANICS; CHEMISTRY; ELASTICITY; FLOW KINETICS; HARDNESS; HUMAN; KINETICS; MECHANICAL STRESS; THERMODYNAMICS;

BIOMECHANICAL PHENOMENA; BIOPOLYMERS; ELASTICITY; FACTOR XIII; FIBRIN; HARDNESS; HUMANS; KINETICS; RHEOLOGY; STRESS, MECHANICAL; THERMODYNAMICS;

EID: 84957990642     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sm01992c     Document Type: Article

References (96)

1. F. Huber A. Boire M. P. López G. H. Koenderink Curr. Opin. Cell Biol. 2015 32 39 47
2. R. H. Pritchard Y. Y. S. Huang E. M. Terentjev Soft Matter 2014 10 1864 1884
3. C. P. Broedersz F. C. MacKintosh Rev. Mod. Phys. 2014 86 995 1036
4. Y. L. Yang M. Bai W. S. Klug A. J. Levine M. T. Valentine Soft Matter 2013 9 383 393
5. M. M. A. E. Claessens M. Bathe E. Frey A. R. Bausch Nat. Mater. 2006 5 748 753
6. T. Sanchez D. Welch D. Nicastro Z. Dogic Science 2011 333 456 459
7. J. F. Nolting W. Mobius S. Köster Biophys. J. 2014 107 2693 2699
8. J. P. R. O. Orgel T. C. Irving A. Miller T. J. Wess Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 9001 9005
9. I. K. Piechocka R. G. Bacabac M. Potters F. C. MacKintosh G. H. Koenderink Biophys. J. 2010 98 2281 2289
10. I. R. Bruss G. M. Grason Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 10781 10786
11. G. M. Grason R. F. Bruinsma Phys. Rev. Lett. 2007 99 098101
12. C. Heussinger G. M. Grason J. Chem. Phys. 2011 135 035104
13. C. Heussinger M. Bathe E. Frey Phys. Rev. Lett. 2007 99 048101
14. A. Kis G. Csanyi J. P. Salvetat T. N. Lee E. Couteau A. J. Kulik W. Benoit J. Brugger L. Forro Nat. Mater. 2004 3 153 157
15. L. M. Ericson H. Fan H. Q. Peng V. A. Davis W. Zhou J. Sulpizio Y. H. Wang R. Booker J. Vavro C. Guthy A. N. G. Parra-Vasquez M. J. Kim S. Ramesh R. K. Saini C. Kittrell G. Lavin H. Schmidt W. W. Adams W. E. Billups M. Pasquali W. F. Hwang R. H. Hauge J. E. Fischer R. E. Smalley Science 2004 305 1447 1450
16. P. H. J. Kouwer M. Koepf V. A. A. Le Sage M. Jaspers A. M. van Buul Z. H. Eksteen-Akeroyd T. Woltinge E. Schwartz H. J. Kitto R. Hoogenboom S. J. Picken R. J. M. Nolte E. Mendes A. E. Rowan Nature 2013 493 651 655
17. M. Jaspers M. Dennison M. F. Mabesoone F. C. MacKintosh A. E. Rowan P. H. Kouwer Nat. Commun. 2014 5 5808
18. M. Bathe C. Heussinger M. M. A. E. Claessens A. R. Bausch E. Frey Biophys. J. 2008 94 2955 2964
19. C. Heussinger F. Schüller E. Frey Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2010 81 021904
20. C. Heussinger Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2011 83 050902
21. R. L. C. Vink C. Heussinger J. Chem. Phys. 2012 136 035102
22. L. Wolff P. Fernandez K. Kroy New J. Phys. 2010 12 053024
23. C. Yeromonahos B. Polack F. Caton Biophys. J. 2010 99 2018 2027
24. M. de Wild W. Pomp G. H. Koenderink Biophys. J. 2013 105 200 210
25. M. M. A. E. Claessens C. Semmrich L. Ramos A. R. Bausch Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 8819 8822
26. H. Shin K. R. P. Drew J. R. Bartles G. C. L. Wong G. M. Grason Phys. Rev. Lett. 2009 103 238102
27. P. Fratzl K. Misof I. Zizak G. Rapp H. Amenitsch S. Bernstorff J. Struct. Biol. 1998 122 119 122
28. S. Münster L. M. Jawerth B. A. Leslie J. I. Weitz B. Fabry D. A. Weitz Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013 110 12197 12202
29. C. Storm J. J. Pastore F. C. MacKintosh T. C. Lubensky P. A. Janmey Nature 2005 435 191 194
30. Q. Wen A. Basu J. P. Winer A. Yodh P. A. Janmey New J. Phys. 2007 9 428
31. N. A. Kurniawan L. H. Wong R. Rajagopalan Biomacromolecules 2012 13 691 698
32. S. Motte L. J. Kaufman Biopolymers 2013 99 35 46
33. A. M. Stein D. A. Vader D. A. Weitz L. M. Sander Complexity 2010 16 22 28
34. J. W. Weisel R. I. Litvinov Blood 2013 121 1712 1719
35. J. M. Kollman L. Pandi M. R. Sawaya M. Riley R. F. Doolittle Biochemistry 2009 48 3877 3886
36. A. L. Cilia La Corte H. Philippou R. A. S. Ariëns Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 2011 83 75 127
37. G. Tsurupa I. Pechik R. I. Litvinov R. R. Hantgan N. Tjandra J. W. Weisel L. Medved Biochemistry 2012 51 2526 2538
38. N. A. Kurniawan J. Grimbergen J. Koopman G. H. Koenderink J. Thromb. Haemostasis 2014 12 1687 1696
39. W. Liu C. R. Carlisle E. A. Sparks M. Guthold J. Thromb. Haemostasis 2010 8 1030 1036
40. C. C. Helms R. A. Ariens S. Uitte de Willige K. F. Standeven M. Guthold Biophys. J. 2012 102 168 175
41. W. Liu L. M. Jawerth E. A. Sparks M. R. Falvo R. R. Hantgan R. Superfine S. T. Lord M. Guthold Science 2006 313 634
42. A. E. X. Brown R. I. Litvinov D. E. Discher P. K. Purohit J. W. Weisel Science 2009 325 741 744
43. I. K. Piechocka, N. A. Kurniawan, J. Grimbergen, J. Koopman and G. H. Koenderink, submitted
44. P. A. Janmey E. J. Amis J. D. Ferry J. Rheol. 1983 27 135 153
45. M. F. Müller H. Ris J. D. Ferry J. Mol. Biol. 1984 174 369 384
46. M. D. Bale J. D. Ferry Thromb. Res. 1988 52 565 572
47. F. C. MacKintosh J. Käs P. A. Janmey Phys. Rev. Lett. 1995 75 4425 4428
48. C. P. Broedersz M. Sheinman F. C. MacKintosh Phys. Rev. Lett. 2012 108 078102
49. N. A. Kurniawan S. Enemark R. Rajagopalan J. Chem. Phys. 2012 136 065101
50. J. Liu G. H. Koenderink K. E. Kasza F. C. MacKintosh D. A. Weitz Phys. Rev. Lett. 2007 98 198304
51. O. Stenull, T. C. Lubensky, 2011, arXiv:1108.4328
52. Q. Wen A. Basu P. A. Janmey A. G. Yodh Soft Matter 2012 8 8039 8049
53. Y.-C. Lin N. Y. Yao C. P. Broedersz H. Herrmann F. C. MacKintosh D. A. Weitz Phys. Rev. Lett. 2010 104 058101
54. R. Tharmann M. M. Claessens A. R. Bausch Phys. Rev. Lett. 2007 98 088103
55. D. C. Morse Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 1998 58 R1237 R1240
56. C. E. Hall H. S. Slayter J. Biophys. Biochem. Cytol. 1959 5 11 16
57. P. A. Janmey L. Erdile M. D. Bale J. D. Ferry Biochemistry 1983 22 4336 4340
58. A. D. Protopopova N. A. Barinov E. G. Zavyalova A. M. Kopylov V. I. Sergienko D. V. Klinov J. Thromb. Haemostasis 2015 13 570 579
59. I. S. Yermolenko V. K. Lishko T. P. Ugarova S. N. Magonov Biomacromolecules 2011 12 370 379
60. G. W. Nelb C. Gerth J. D. Ferry Biophys. Chem. 1976 5 377 387
61. M. L. Gardel J. H. Shin F. C. MacKintosh L. Mahadevan P. Matsudaira D. A. Weitz Science 2004 304 1301 1305
62. S. Bernocco F. Ferri A. Profumo C. Cuniberti M. Rocco Biophys. J. 2000 79 561 583
63. M. Rocco M. Molteni M. Ponassi G. Giachi M. Frediani A. Koutsioubas A. Profumo D. Trevarin B. Cardinali P. Vachette F. Ferri J. Perez J. Am. Chem. Soc. 2014 136 5376 5384
64. J.-P. Collet H. Shuman R. E. Ledger S. Lee J. W. Weisel Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 9133 9137
65. J. R. Houser N. E. Hudson L. F. Ping E. T. O'Brien III R. Superfine S. T. Lord M. R. Falvo Biophys. J. 2010 99 3038 3047
66. Z. Qin L. Kreplak M. J. Buehler Nanotechnology 2009 20 425101
67. C. Guzman S. Jeney L. Kreplak S. Kasas A. J. Kulik U. Aebi L. Forro J. Mol. Biol. 2006 360 623 630
68. H. Kojima A. Ishijima T. Yanagida Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1994 91 12962 12966
69. S. Kohler F. Schmid G. Settanni PLoS Comput. Biol. 2015 11 e1004346
70. L. H. Huang S. T. Lord Thromb. Res. 2013 131 E258 E263
71. O. V. Gorkun Y. I. Veklich L. V. Medved A. H. Henschen J. W. Weisel Biochemistry 1994 33 6986 6997
72. J. W. Weisel L. Medved Ann. N. Y. Acad. Sci. 2001 936 312 327
73. E. A. Ryan L. F. Mockros A. M. Stern L. Lorand Biophys. J. 1999 77 2827 2836
74. R. A. S. Ariëns T. S. Lai J. W. Weisel C. S. Greenberg P. J. Grant Blood 2002 100 743 754
75. C. Gerth W. W. Roberts J. D. Ferry Biophys. Chem. 1974 2 208 217
76. L. F. Mockros W. W. Roberts L. Lorand Biophys. Chem. 1974 2 164 169
77. M. Missori M. Papi G. Maulucci G. Arcovito G. Boumis A. Bellelli G. Amiconi M. De Spirito Eur. Biophys. J. 2010 39 1001 1006
78. G. Caracciolo M. De Spirito A. C. Castellano D. Pozzi G. Amiconi A. De Pascalis R. Caminiti G. Arcovito Thromb. Haemostasis 2003 89 632 636
79. W. A. Voter C. Lucaveche A. E. Blaurock H. P. Erickson Biopolymers 1986 25 2359 2373
80. J. W. Weisel J. Ultrastruct. Mol. Struct. Res. 1986 96 176 188
81. M. Guthold W. Liu B. Stephens S. T. Lord R. R. Hantgan D. A. Erie R. M. Taylor, Jr. R. Superfine Biophys. J. 2004 87 4226 4236
82. M. R. Falvo D. Millard E. T. O'Brien III R. Superfine S. T. Lord J. Thromb. Haemostasis 2008 6 1991 1993
83. R. D. Averett B. Menn E. H. Lee C. C. Helms T. Barker M. Guthold Biophys. J. 2012 103 1537 1544
84. A. Zhmurov O. Kononova R. I. Litvinov R. I. Dima V. Barsegov J. W. Weisel J. Am. Chem. Soc. 2012 134 20396 20402
85. Z. Qin M. J. Buehler Phys. Rev. Lett. 2010 104 198304
86. R. I. Litvinov D. A. Faizullin Y. F. Zuev J. W. Weisel Biophys. J. 2012 103 1020 1027
87. P. K. Purohit R. I. Litvinov A. E. Brown D. E. Discher J. W. Weisel Acta Biomater. 2011 7 2374 2383
88. A. Zhmurov A. E. X. Brown R. I. Litvinov R. I. Dima J. W. Weisel V. Barsegov Structure 2011 19 1615 1624
89. A. Undas R. A. S. Ariëns Arterioscler., Thromb., Vasc. Biol. 2011 31 e88 e99
90. J. D. Ferry P. R. Morrison J. Am. Chem. Soc. 1947 69 388 400
91. K. F. Freund K. P. Doshi S. L. Gaul D. A. Claremon D. C. Remy J. J. Baldwin S. M. Pitzenberger A. M. Stern Biochemistry 1994 33 10109 10119
92. E. L. Hethershaw A. L. Cilia La Corte C. Duval M. Ali P. J. Grant R. A. Ariëns H. Philippou J. Thromb. Haemostasis 2014 12 197 205
93. C. P. Broedersz K. E. Kasza L. M. Jawerth S. Munster D. A. Weitz F. C. MacKintosh Soft Matter 2010 6 4120 4127
94. M. E. Carr, Jr. J. Hermans Macromolecules 1978 11 46 50
95. M. De Spirito G. Arcovito M. Papi M. Rocco F. Ferri J. Appl. Crystallogr. 2003 36 636 641
96. S. Munster L. M. Jawerth B. A. Leslie J. I. Weitz B. Fabry D. A. Weitz Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013 110 12197 12202