Rational design of a comprehensive cancer therapy platform using temperature-sensitive polymer grafted hollow gold nanospheres: Simultaneous chemo/photothermal/photodynamic therapy triggered by a 650 nm laser with enhanced anti-tumor efficacy

Nanoscale

Volumn 8, Issue 12, 2016, Pages 6837-6850

  Deng, Xiaoran ^a,c   Chen, Yinyin ^a,c   Cheng, Ziyong ^a   Deng, Kerong ^a,c   Ma, Ping'an ^a   Hou, Zhiyao ^a   Liu, Bei ^a,b   Huang, Shanshan ^a   Jin, Dayong ^b   Lin, Jun ^a  

^a CHANGCHUN INSTITUTE OF APPLIED CHEMISTRY   (China)

^b UNIVERSITY OF TECHNOLOGY SYDNEY   (Australia)

^c UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMOTHERAPY; DISEASES; ETHYLENE; GOLD COATINGS; GRAFTING (CHEMICAL); LASER RADIATION; NANOCOMPOSITES; NANOSPHERES; ONCOLOGY; PHOTODYNAMIC THERAPY; PHOTOSENSITIZERS; POLYMERS; RADIOTHERAPY; REMOTE CONTROL; TUMORS;

ANTI-TUMOR EFFICACY; CONTROLLED DRUG RELEASE; ETHYL METHACRYLATES; OLIGOETHYLENE OXIDE; PHOTOTHERMAL EFFECTS; SYNERGISTIC EFFECT; TEMPERATURE SENSITIVE; TEMPERATURE-SENSITIVE POLYMERS;

CONTROLLED DRUG DELIVERY;

ANTINEOPLASTIC AGENT; BIOMATERIAL; DISULFIDE; GOLD; METAL NANOPARTICLE; NANOCOMPOSITE; NANOSPHERE; POLYMER; REACTIVE OXYGEN METABOLITE;

ANIMAL; CHEMISTRY; DRUG DELIVERY SYSTEM; DRUG THERAPY; HELA CELL LINE; HUMAN; INFRARED SPECTROSCOPY; LASER; MOUSE; NEOPLASMS; PHOTOCHEMOTHERAPY; PHOTOTHERAPY; PROCEDURES; STATIC ELECTRICITY; TEMPERATURE; TUMOR CELL LINE; X RAY DIFFRACTION;

ANIMALS; ANTINEOPLASTIC AGENTS; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; CELL LINE, TUMOR; DISULFIDES; DRUG DELIVERY SYSTEMS; DRUG THERAPY; GOLD; HELA CELLS; HUMANS; LASERS; METAL NANOPARTICLES; MICE; NANOCOMPOSITES; NANOSPHERES; NEOPLASMS; PHOTOCHEMOTHERAPY; PHOTOTHERAPY; POLYMERS; REACTIVE OXYGEN SPECIES; SPECTROSCOPY, FOURIER TRANSFORM INFRARED; STATIC ELECTRICITY; TEMPERATURE; X-RAY DIFFRACTION;

EID: 84962228934     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5nr08253f     Document Type: Article

References (110)

1. R. Bardhan W. Chen C. Perez-Torres M. Bartels R. M. Huschka L. L. Zhao E. Morosan R. G. Pautler A. Joshi N. J. Halas Adv. Funct. Mater. 2009 19 3901 3909
2. R. Bardhan W. Chen M. Bartels C. Perez-Torres M. F. Botero R. W. McAninch A. Contreras R. Schiff R. G. Pautler N. J. Halas A. Joshi Nano Lett. 2010 10 4920 4928
3. R. Bardhan S. Lal A. Joshi N. J. Halas Acc. Chem. Res. 2011 44 936 946
4. A. M. Goodman Y. Cao C. Urban O. Neumann C. Ayala-Orozco M. W. Knight A. Joshi P. Nordlander N. J. Halas ACS Nano 2014 8 3222 3231
5. J. W. Mier F. R. Aronson R. P. Numerof G. Vachino M. B. Atkins Pathol. Oncol. Res. 1988 7 459 476
6. J. W. Mier M. B. Atkins Curr. Opin. Oncol. 1993 5 1067 1072
7. A. E. Omoti C. E. Omoti Pharm. Pract. 2006 4 55 59
8. X. Wang K. Liu G. Yang L. Cheng L. He Y. Liu Y. Li L. Guo Z. Liu Nanoscale 2014 6 9198 9205
9. E. C. Dreaden A. M. Alkilany X. Huang C. J. Murphy M. A. El-Sayed Chem. Soc. Rev. 2012 41 2740 2779
10. S. Wang Z. Dai H. Ke E. Qu X. Qi K. Zhang J. Wang Eur. J. Radiol. 2014 83 117 122
11. V. Voliani F. Ricci G. Signore R. Nifosì S. Luin F. Beltram Small 2011 7 3271 3275
12. P. Zhang H. Huang J. Huang H. Chen J. Wang K. Qiu D. Zhao L. Ji H. Chao ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 23278 23290
13. Y. Liu W. Li D. Shen C. Wang X. Li M. Pal R. Zhang L. Chen C. Yao Y. Wei Y. Li Y. Zhao H. Zhu W. Wang A. M. El-Toni F. Zhang D. Zhao Chem. Mater. 2015 27 5577 5586
14. H. Deng F. Dai G. Ma X. Zhang Adv. Mater. 2015 27 3645 3653
15. D. Liu F. Zhou C. Li T. Zhang H. Zhang W. Cai Y. Li Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 9596 9600
16. H. Wang J. Di Y. Sun J. Fu Z. Wei H. Matsui A. del C. Alonso S. Zhou Adv. Funct. Mater. 2015 25 5537 5547
17. G. Song C. Liang H. Gong M. Li X. Zheng L. Cheng K. Yang X. Jiang Z. Liu Adv. Mater. 2015 27 6110 6117
18. P. K. Jain X. Huang I. H. El-Sayed M. A. El-Sayed Acc. Chem. Res. 2008 41 1578 1586
19. X. Huang I. H. El-Sayed W. Qian M. A. El-Sayed J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2115 2120
20. C. Loo A. Lowery N. Halas J. West R. Drezek Nano Lett. 2005 5 709 711
21. S. K. Baek A. R. Makkouk T. Krasieva C. H. Sun S. J. Madsen H. Hirschberg J. Neuro-Oncol. 2011 104 439 448
22. A. Hatef S. Fortin-Deschênes M. Meunier AIP Conf. Proc. 2014 1590 105 110
23. Y. Hu Q. Chen Y. Ding R. Li X. Jiang B. Liu Adv. Mater. 2009 21 3639 3643
24. A. C. Templeton W. P. Wuelfing R. W. Murray Acc. Chem. Res. 2000 33 27 36
25. A. M. Schwartzberg T. Y. Olson C. E. Talley J. Z. Zhang J. Phys. Chem. B 2006 110 19935 19944
26. S. Lal S. E. Clare N. J. Halas Acc. Chem. Res. 2008 41 1842 1851
27. C. Alexiou W. Arnold R. J. Klein F. G. Parak P. Hulin C. Bergemann W. Erhardt S. Wagenpfeil A. S. Lübbe Cancer Res. 2000 60 6641 6648
28. A. Hatef S. Fortin-Deschênes E. Boulais F. Lesage M. Meunier Int. J. Heat Mass Transfer 2015 89 866 871
29. C. W. Huang, Y. W. Hao, J. Nyagilo, D. P. Dave, L. F. Xu and X. K. Sun, Porous Hollow Gold Nanoparticles for Cancer SERS Imaging, Trans Tech Publications, 2010
30. S. Li L. Zhang T. Wang L. Li C. Wang Z. Su Chem. Commun. 2015 51 14338 14341
31. L. Rouleau R. Berti V. W. K. Ng C. Matteau-Pelletier T. Lam P. Saboural A. K. Kakkar F. Lesage E. Rhéaume J.-C. Tardif Contrast Media Mol. Imaging 2013 8 27 39
32. X. Wang X. Gao J. Liu J. Comput. Theor. Nanosci. 2010 7 1025 1031
33. J. You J. Zhou M. Zhou Y. Liu J. D. Robertson D. Liang C. Van Pelt C. Li Part. Fibre Toxicol. 2014 11 1 14
34. A. J. Trinidad S. J. Hong Q. Peng S. J. Madsen H. Hirschberg Lasers Surg. Med. 2014 46 310 318
35. B. D. Chithrani W. C. Chan Nano Lett. 2007 7 1542 1550
36. P. S. Ghosh C.-K. Kim G. Han N. S. Forbes V. M. Rotello ACS Nano 2008 2 2213 2218
37. N. Li A. Tittl S. Yue H. Giessen C. Song B. Ding N. Liu Light: Sci. Appl. 2014 3 e226
38. A. Elbakry A. Zaky R. Liebl R. Rachel A. Goepferich M. Breunig Nano Lett. 2009 9 2059 2064
39. R. Huschka A. Barhoumi Q. Liu J. A. Roth L. Ji N. J. Halas ACS Nano 2012 6 7681 7691
40. D. E. Dolmans D. Fukumura R. K. Jain Nat. Rev. Cancer 2003 3 380 387
41. B. W. Henderson T. J. Dougherty Photochem. Photobiol. 1992 55 145 157
42. J. Moan K. Berg Photochem. Photobiol. 1992 55 931 948
43. J. F. Lovell T. W. Liu J. Chen G. Zheng Chem. Rev. 2010 110 2839 2857
44. S. Mondal F. Dumur B. Barbarat O. Grauby D. Gigmes D. Olive M. P. Bertrand M. Nechab Colloids Surf., B 2013 112 513 520
45. A. Srivatsan S. V. Jenkins M. Jeon Z. Wu C. Kim J. Chen R. K. Pandey Theranostics 2014 4 163
46. R. Wilson Chem. Soc. Rev. 2008 37 2028 2045
47. C.-K. Lim J. Heo S. Shin K. Jeong Y. H. Seo W.-D. Jang C. R. Park S. Y. Park S. Kim I. C. Kwon Cancer Lett. 2013 334 176 187
48. A. Master M. Livingston A. Sen Gupta J. Controlled Release 2013 168 88 102
49. S.-H. Seo B.-M. Kim A. Joe H.-W. Han X. Chen Z. Cheng E.-S. Jang Biomaterials 2014 35 3309 3318
50. A. Juzeniene Photodiagn. Photodyn. Ther. 2009 6 94 96
51. Y. N. Konan R. Gurny E. Allémann J. Photochem. Photobiol., B 2002 66 89 106
52. W. M. Sharman J. E. van Lier C. M. Allen Adv. Drug Delivery Rev. 2004 56 53 76
53. A. S. Derycke P. A. de Witte Adv. Drug Delivery Rev. 2004 56 17 30
54. D. Bechet P. Couleaud C. Frochot M.-L. Viriot F. Guillemin M. Barberi-Heyob Trends Biotechnol. 2008 26 612 621
55. W. S. Kuo C. N. Chang Y. T. Chang M. H. Yang Y. H. Chien S. J. Chen C. S. Yeh Angew. Chem., Int. Ed. 2010 122 2771 2775
56. K. J. Son H. J. Yoon J. H. Kim W. D. Jang Y. Lee W. G. Koh Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 11968 11971
57. B. Tian C. Wang S. Zhang L. Feng Z. Liu ACS Nano 2011 5 7000 7009
58. G. Obaid I. Chambrier M. J. Cook D. A. Russell Angew. Chem., Int. Ed. 2012 124 6262 6266
59. F. Li S.-J. Park D. Ling W. Park J. Y. Han K. Na K. Char J. Mater. Chem. B 2013 1 1678 1686
60. M. A. C. Stuart W. T. Huck J. Genzer M. Müller C. Ober M. Stamm G. B. Sukhorukov I. Szleifer V. V. Tsukruk M. Urban Nat. Mater. 2010 9 101 113
61. P. Wang Y. Wang L. Tong Light: Sci. Appl. 2013 2 e102
62. C. de las Heras Alarcón S. Pennadam C. Alexander Chem. Soc. Rev. 2005 34 276 285
63. S. Medeiros A. Santos H. Fessi A. Elaissari Int. J. Pharm 2011 403 139 161
64. M. Motornov Y. Roiter I. Tokarev S. Minko Prog. Polym. Sci. 2010 35 174 211
65. M.-Q. Zhu L.-Q. Wang G. J. Exarhos A. D. Li J. Am. Chem. Soc. 2004 126 2656 2657
66. D. Li X. Sheng B. Zhao J. Am. Chem. Soc. 2005 127 6248 6256
67. A. Kaiser T. Gelbrich A. M. Schmidt J. Phys.: Condens. Matter. 2006 18 S2563
68. M. Schmidt, Polyelectrolytes with defined molecular architecture I, Springer Science & Business Media, 2004
69. M. Tomasulo I. Yildiz F. M. Raymo J. Phys. Chem. B 2006 110 3853 3855
70. C. Luo F. Zuo Z. Zheng X. Cheng X. Ding Y. Peng Macromol. Rapid Commun. 2008 29 149 154
71. J. Guo W. Yang C. Wang J. He J. Chen Chem. Mater. 2006 18 5554 5562
72. C. Liu J. Guo W. Yang J. Hu C. Wang S. Fu J. Mater. Chem. 2009 19 4764 4770
73. L. A. Perelman T. Moore J. Singelyn M. J. Sailor E. Segal Adv. Funct. Mater. 2010 20 826 833
74. Y. Pan H. Bao N. G. Sahoo T. Wu L. Li Adv. Funct. Mater. 2011 21 2754 2763
75. A. Baeza E. Guisasola E. Ruiz-Hernández M. Vallet-Regí Chem. Mater. 2012 24 517 524
76. Y. Yang A. J. Mijalis H. Fu C. Agosto K. J. Tan J. D. Batteas D. E. Bergbreiter J. Am. Chem. Soc. 2012 134 7378 7383
77. J. Zhang N. A. Peppas Macromolecules 2000 33 102 107
78. A. Kikuchi T. Okano Prog. Polym. Sci. 2002 27 1165 1193
79. B. Jeong S. W. Kim Y. H. Bae Adv. Drug Delivery Rev. 2002 54 37 51
80. J. F. Lutz Adv. Mater. 2011 23 2237 2243
81. J. F. Lutz J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2008 46 3459 3470
82. S. Sun P. Wu Macromolecules 2013 46 236 246
83. A. M. Schwartzberg T. Y. Olson C. E. Talley J. Z. Zhang J. Phys. Chem. B 2006 110 19935 19944
84. X. Yu Y. Zou S. Horte J. Janzen J. N. Kizhakkedathu D. E. Brooks Biomacromolecules 2013 14 2611 2621
85. A. Kleine C. L. Altan U. E. Yarar N. A. J. M. Sommerdijk S. Bucak S. J. Holder Polym. Chem. 2014 5 524 534
86. J. Lu Z. Li J. I. Zink F. Tamanoi Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 2012 8 212 220
87. F. Gambinossi M. Chanana S. E. Mylon J. K. Ferri Soft Matter 2013 9 11046 11053
88. E. W. Edwards M. Chanana D. Wang J. Phys. Chem. C 2008 112 15207 15219
89. S. Beack W. H. Kong H. S. Jung I. H. Do S. Han H. Kim K. S. Kim S. H. Yun S. K. Hahn Acta Biomater. 2015 26 295 305
90. E. Panzarini V. Inguscio L. Dini Int. J. Photoenergy 2011 2011 1 1 11
91. P. Agostinis E. Buytaert H. Breyssens N. Hendrickx Photochem. Photobiol. Sci. 2004 3 721 729
92. T. J. Dougherty C. J. Gomer B. W. Henderson G. Jori D. Kessel M. Korbelik J. Moan Q. Peng J. Natl. Cancer Inst. 1998 90 889 905
93. H. F. Blum G. C. McBride Biol. Bull. 1931 61 316 323
94. N. L. Oleinick R. L. Morris I. Belichenko Photochem. Photobiol. Sci. 2002 1 1 21
95. E. Buytaert M. Dewaele P. Agostinis Biochim. Biophys. Acta 2007 1776 86 107
96. M. Ochsner J. Photochem. Photobiol. 1997 39 1 18
97. W. M. Sharman C. M. Allen J. E. van Lier Drug Discovery Today 1999 4 507 517
98. A. P. Castano T. N. Demidova M. R. Hamblin Photodiagn. Photodyn. Ther. 2004 1 279 293
99. P. Agostinis K. Berg K. A. Cengel T. H. Foster A. W. Girotti S. O. Gollnick S. M. Hahn M. R. Hamblin A. Juzeniene D. Kessel M. Korbelik J. Moan P. Mroz D. Nowis J. Piette B. C. Wilson J. Golab Ca-Cancer J. Clin. 2011 61 250 281
100. A. Dabbagh B. J. J. Abdullah H. Abdullah M. Hamdi N. H. A. Kasim J. Colloid Interface Sci. 2015 104 2414 2428
101. T. Maeda M. Takenouchi K. Yamamoto T. Aoyagi Biomacromolecules 2006 7 2230 2236
102. P. M. Reddy P. Venkatesu J. Clin. Invest. 2014 420 166 173
103. X. Huang I. H. El-Sayed W. Qian M. A. El-Sayed J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2115 2120
104. J. V. Frangioni Curr. Opin. Chem. Biol. 2003 7 626 634
105. R. Weissleder Nat. Biotechnol. 2001 19 316 316
106. S. Liu G. Zhou D. Liu Z. Xie Y. Huang X. Wang W. Wu X. Jing J. Mater. Chem. B 2013 1 101 109
107. L. Lumeng T.-K. Li J. Clin. Invest. 1974 53 693
108. P. Sahdev R. R. Garramone R. J. Schwartz S. R. Steelman L. M. Jacobs Ann. Emerg. Med. 1991 20 838 841
109. L. G. Bach M. R. Islam Y. T. Jeong Y. S. Gal K. T. Lim Appl. Surf. Sci. 2012 258 2816 2822
110. J. Lu Z. Li J. I. Zink F. Tamanoi Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 2012 8 212 220