Mussel-inspired polymer carpets: Direct photografting of polymer brushes on polydopamine nanosheets for controlled cell adhesion

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 7, 2016, Pages 1489-1494

  Hafner, Daniel ^a   Ziegler, Lisa ^a   Ichwan, Muhammad ^b,c   Zhang, Tao ^a   Schneider, Maximilian ^a   Schiffmann, Michael ^a   Thomas, Claudia ^a   Hinrichs, Karsten ^d   Jordan, Rainer ^a,e   Amin, Ihsan ^a,e  

^a DRESDEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b CENTER FOR REGENERATIVE THERAPIES DRESDEN   (Germany)

^c UNIVERSITY OF SUMATERA UTARA   (Indonesia)

^d LEIBNIZ INSTITUT FÜR ANALYTISCHE WISSENSCHAFTEN ISAS E V   (Germany)

^e CENTER FOR ADVANCING ELECTRONICS DRESDEN CFAED   (Germany)

Author keywords

2D nanosheets; freestanding; nonfouling; polydopamine; polymer carpets

Indexed keywords

CELL ADHESION; DENDRIMERS; GRAFTING (CHEMICAL); MOLLUSCS; NANOSHEETS;

3-SULFOPROPYL METHACRYLATES; ADHESION TEST; FREESTANDING; FUNCTIONAL SURFACES; NONFOULING; PHOTO-GRAFTING; POLYDOPAMINE; POLYMER BRUSHES;

POLYMERS;

BIOMIMETIC MATERIAL; INDOLE DERIVATIVE; METHACRYLIC ACID DERIVATIVE; NANOMATERIAL; NYLON; POLY(2-(DIMETHYLAMINO)ETHYL METHACRYLATE); POLYDOPAMINE; POLYMER; POLYSTYRENE DERIVATIVE;

ANIMAL; BIVALVE; CELL ADHESION; CELL LINE; CHEMISTRY; DRUG EFFECTS; MOUSE; PHOTOCHEMISTRY;

ANIMALS; BIOMIMETIC MATERIALS; BIVALVIA; CELL ADHESION; CELL LINE; INDOLES; METHACRYLATES; MICE; NANOSTRUCTURES; NYLONS; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; POLYMERS; POLYSTYRENES;

EID: 84958111526     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201504033     Document Type: Article

References (73)

1. H. Lee, S. M. Dellatore, W. M. Miller, P. B. Messersmith, Science 2007, 318, 426.
2. D. R. Dreyer, D. J. Miller, B. D. Freeman, D. R. Paul, C. W. Bielawski, Chem. Sci. 2013, 4, 3796.
3. a) V. Ball, D. Frari, M. Michel, M. Buehler, V. R. Toniazzo, M. Singh, J. Gracio, D. Ruch, BioNanoSci. 2012, 2, 16;
4. b) Q. Ye, F. Zhou, W. M. Liu, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 4244;
5. c) H. Lee, B. P. Lee, P. B. Messersmith, Nature 2007, 448, 338;
6. d) L. Q. Guo, Q. Liu, G. L. Li, J. B. Shi, J. Y. Liu, T. Wang, G. B. Jiang, Nanoscale 2012, 4, 5864;
7. e) W. Wei, J. Yu, C. Broomell, J. N. Israelachvili, J. H. Waite, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 377;
8. f) S. M. Kang, I. You, W. K. Cho, H. K. Shon, T. G. Lee, I. S. Choi, J. M. Karp, H. Lee, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9401;
9. g) V. Ball, Biointerphases 2014, 9, 030801;
10. h) H. Shen, J. Guo, H. Wang, N. Zhao, J. Xu, ACS App. Mater. Interfaces 2015, 7, 5701;
11. i) H. Hu, B. Yu, Q. Ye, Y. Gu, F. Zhou, Carbon 2010, 48, 2347.
12. J. H. Jiang, L. P. Zhu, L. J. Zhu, B. K. Zhu, Y. Y. Xu, Langmuir 2011, 27, 14180.
13. a) M. B. Kai, S. Pawel, Biofabrication 2013, 5, 045009;
14. b) H. W. Chien, W. H. Kuo, M. J. Wang, S. W. Tsai, W. B. Tsai, Langmuir 2012, 28, 5775;
15. c) H. W. Chien, W. B. Tsai, Acta Biomater. 2012, 8, 3678;
16. d) S. H. Ku, J. S. Lee, C. B. Park, Langmuir 2010, 26, 15104;
17. e) K. Sun, Y. Y. Xie, D. K. Ye, Y. Y. Zhao, Y. Cui, F. Long, W. Zhang, X. Y. Jiang, Langmuir 2012, 28, 2131;
18. f) X. Liu, J. Cao, H. Li, J. Li, Q. Jin, K. Ren, J. Ji, ACS Nano 2013, 7, 9384;
19. g) Y. Dang, C.-M. Xing, M. Quan, Y.-B. Wang, S.-P. Zhang, S. Shi, Y. Gong, J. Mater. Chem. B 2015, 10, 4181.
20. a) M. E. Lynge, P. Schattling, B. Städler, Nanomedicine (London, U.K.) 2015, 10, 2725;
21. b) C. Rodriguez-Emmenegger, C. M. Preuss, B. Yameen, O. Pop-Georgievski, M. Bachmann, J. O. Mueller, M. Bruns, A. S. Goldmann, M. Bastmeyer, C. Barner-Kowollik, Adv. Mater. 2013, 25, 6123
22. c) M. E. Lynge, R. van der Westen, A. Postma, B. Städler, Nanoscale 2011, 3, 4916.
23. a) C. Cheng, S. Li, J. Zhao, X. X. Li, Z. Y. Liu, L. Ma, X. Zhang, S. D. Sun, C. S. Zhao, Chem. Eng. J. 2013, 228, 468;
24. b) M. Guvendiren, D. A. Brass, P. B. Messersmith, K. R. Shull, J. Adhesion 2009, 85, 631.
25. S.-H. Hwang, D. Kang, R. S. Ruoff, H. S. Shin, Y.-B. Park, ACS Nano 2014, 8, 6739.
26. a) H. J. Nam, B. Kim, M. J. Ko, M. Jin, J. M. Kim, D. Y. Jung, Chem. Eur. J. 2012, 18, 14000;
27. b) Y. F. Wei, J. H. Kong, L. P. Yang, L. Ke, H. R. Tan, H. Liu, Y. Z. Huang, X. W. Sun, X. H. Lu, H. J. Du, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5045;
28. c) R. Li, K. Parvez, F. Hinkel, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5535.
29. a) N. F. Della Vecchia, R. Marega, M. Ambrico, M. Iacomino, R. Micillo, A. Napolitano, D. Bonifazi, M. d'Ischia, J. Mater. Chem. C 2015, 3, 6525;
30. b) M. d'Ischia, A. Napolitano, V. Ball, C. T. Chen, M. J. Buehler, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 3541.
31. S. C. Lin, C. T. Chen, I. Bdikin, V. Ball, J. Gracio, M. J. Buehler, Soft Matter 2014, 10, 457.
32. a) S. M. Kang, N. S. Hwang, J. Yeom, S. Y. Park, P. B. Messersmith, I. S. Choi, R. Langer, D. G. Anderson, H. Lee, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2949;
33. b) V. Ball, D. Del Frari, V. Toniazzo, D. Ruch, J. Colloid Interface Sci. 2012, 386, 366.
34. a) Z. Ma, X. Jia, J. Hu, Z. Liu, H. Wang, F. Zhou, J. Agric. Food Chem. 2013, 61, 12232;
35. b) M. Kohri, H. Kohma, Y. Shinoda, M. Yamauchi, S. Yagai, T. Kojima, T. Taniguchi, K. Kishikawa, Polym. Chem. 2013, 4, 2696;
36. c) L.-N. Xiang, L.-J. Chen, L. Tan, C. Zhang, F.-H. Cao, S.-T. Liu, Y.-M. Wang, Chin. Chem. Lett. 2013, 24, 597;
37. d) Q. Wei, B. Yu, X. Wang, F. Zhou, Macromol. Rapid Commun. 2014, 35, 1046;
38. e) W. Sheng, B. Li, X. Wang, B. Dai, B. Yu, X. Jia, F. Zhou, Chem. Sci. 2015, 6, 2068;
39. f) J. Tian, D. Xu, M. Liu, F. Deng, Q. Wan, Z. Li, K. Wang, X. He, X. Zhang, Y. Wei, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2015, 53, 1872.
40. a) J. P. Deng, W. T. Yang, B. Ranby, Macromol. Rapid Commun. 2001, 22, 535;
41. b) M. Steenackers, A. Kuller, S. Stoycheva, M. Grunze, R. Jordan, Langmuir 2009, 25, 2225;
42. c) A. N. Wright, Nature 1967, 215, 953.
43. a) I. Amin, M. Steenackers, N. Zhang, A. Beyer, X. H. Zhang, T. Pirzer, T. Hugel, R. Jordan, A. Golzhauser, Small 2010, 6, 1623;
44. b) I. Amin, M. Steenackers, N. Zhang, R. Schubel, A. Beyer, A. Golzhauser, R. Jordan, Small 2011, 7, 683.
45. a) S. Gupta, M. Agrawal, M. Conrad, N. A. Hutter, P. Olk, F. Simon, L. M. Eng, M. Stamm, R. Jordan, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1756;
46. b) M. Steenackers, A. M. Gigler, N. Zhang, F. Deubel, M. Seifert, L. H. Hess, C. H. Y. X. Lim, K. P. Loh, J. A. Garrido, R. Jordan, M. Stutzmann, I. D. Sharp, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10490;
47. c) M. Steenackers, S. Q. Lud, M. Niedermeier, P. Bruno, D. M. Gruen, P. Feulner, M. Stutzmann, J. A. Garrido, R. Jordan, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15655;
48. d) M. Steenackers, I. D. Sharp, K. Larsson, N. A. Hutter, M. Stutzmann, R. Jordan, Chem. Mater. 2010, 22, 272;
49. e) P. Xiao, J. Gu, J. Chen, D. Han, J. Zhang, H. Cao, R. Xing, Y. Han, W. Wang, T. Chen, Chem. Commun. 2013, 49, 11167;
50. f) P. Xiao, J. Gu, J. Chen, J. Zhang, R. Xing, Y. Han, J. Fu, W. Wang, T. Chen, Chem. Commun. 2014, 50, 7103.
51. T. B. Stachowiak, F. Svec, J. M. J. Frechet, Chem. Mater. 2006, 18, 5950.
52. Q. Wei, F. Zhang, J. Li, B. Li, C. Zhao, Polym. Chem. 2010, 1, 1430.
53. R. Jordan, A. Ulman, J. F. Kang, M. H. Rafailovich, J. Sokolov, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1016.
54. C. Xu, S. E. Barnes, T. Wu, D. A. Fischer, D. M. DeLongchamp, J. D. Batteas, K. L. Beers, Adv. Mater. 2006, 18, 1427.
55. a) Ellipsometry of Functional Organic Surfaces and Films, Springer Series in Surface Sciences, (Eds: K.Hinrichs, K. J.Eichhorn), Vol. 52, Springer, Berlin/Heidelberg, Germany 2014;
56. b) K. Hinrichs, M. Levichkova, D. Wynands, K. Walzer, K. J. Eichhorn, P. Bäuerle, K. Leo, M. Riede, Thin Solid Films 2012, 525, 97;
57. c) L. Ionov, A. Sidorenko, K.-J. Eichhorn, M. Stamm, S. Minko, K. Hinrichs, Langmuir 2005, 21, 8711;
58. d) B. Pollard, E. A. Muller, K. Hinrichs, M. B. Raschke, Nat. Commun. 2014, 5.
59. D. Han, P. Xiao, J. Gu, J. Chen, Z. Cai, J. Zhang, W. Wang, T. Chen, RSC Adv. 2014, 4, 22759.
60. a) M. E. Welch, C. K. Ober, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2013, 51, 1457;
61. b) M. E. Welch, C. K. Ober, ACS Macro Lett. 2013, 2, 241;
62. c) M. A. Chavis, N. H. You, R. Maeda, M. E. Welch, C. Ohm, C. K. Ober, Abstr. Pap. Am. Chem. S 2012, 53, 283;
63. d) M. Kim, S. Schmitt, J. Choi, J. Krutty, P. Gopalan, Polymers 2015, 7, 1346;
64. e) A. Turchanin, A. Golzhauser, Prog. Surf. Sci. 2012, 87, 108.
65. a) T. Chen, I. Amin, R. Jordan, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 3280;
66. b) M. Schneider, C. Fetsch, I. Amin, R. Jordan, R. Luxenhofer, Langmuir 2013, 29, 6983;
67. c) M. Schneider, Z. Tang, M. Richter, C. Marschelke, P. Förster, E. Wegener, I. Amin, H. Zimmermann, D. Scharnweber, H. Braun, R. Luxenhofer, R. Jordan, Macromol. Biosci. 2015, DOI: 10.1002/mabi.201500314.
68. L. C. Baxter, V. Frauchiger, M. Textor, I. ap Gwynn, R. G. Richard, Eur. Cells Mater. 2002, 4, 1.
69. K. Yamamoto, M. Yamamoto, H. Ooka, Mech. Ageing Dev. 1988, 42, 183.
70. W. M. Becker, L. J. Kleinsmith, J. Hardin, The World of the Cell, Benjamin-Cummings Pub. Co., San Francisco, CA, USA, 2003.
71. K. Takahashi, S. Yamanaka, Cell 2006, 126, 663.
72. a) D. E. Discher, P. Janmey, Y. L. Wang, Science 2005, 310, 1139;
73. b) B. Trappmann, J. E. Gautrot, J. T. Connelly, D. G. T. Strange, Y. Li, M. L. Oyen, M. A. C. Stuart, H. Boehm, B. J. Li, V. Vogel, J. P. Spatz, F. M. Watt, W. T. S. Huck, Nat. Mater. 2012, 11, 742.