A Synthetic Thermosensitive Hydrogel for Cartilage Bioprinting and Its Biofunctionalization with Polysaccharides

Biomacromolecules

Volumn 17, Issue 6, 2016, Pages 2137-2147

  Abbadessa, Anna ^a   Mouser, Vivian H M ^b   Blokzijl, Maarten M ^a,b   Gawlitta, Debby ^b   Dhert, Wouter J A ^b,c   Hennink, Wim E ^a   Malda, Jos ^b,c   Vermonden, Tina ^a  

^a UTRECHT UNIVERSITY   (Netherlands)

^b UNIVERSITY MEDICAL CENTER UTRECHT   (Netherlands)

^c UTRECHT UNIVERSITY   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIODEGRADABILITY; BIOMATERIALS; BODY FLUIDS; CARTILAGE; CROSSLINKING; DEGRADATION; HYALURONIC ACID; MECHANICAL PROPERTIES; POLYSACCHARIDES; REPAIR;

BIOFUNCTIONALIZATION; CARTILAGE FORMATION; CHONDROITIN SULFATES; CROSS-LINKED HYDROGELS; DEGRADATION KINETICS; LONG TERM STABILITY; METHACRYLATED HYALURONIC ACIDS; THERMO-SENSITIVE HYDROGEL;

HYDROGELS;

CHONDROITIN SULFATE; HYALURONIC ACID; POLYSACCHARIDE; HYDROGEL; POLYMER;

ANIMAL CELL; ARTICLE; BIOPRINTING; CARTILAGE; CARTILAGE CELL; CARTILAGE MATRIX; CELL VIABILITY; CONTROLLED STUDY; DEGRADATION KINETICS; HYDROGEL; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; ANIMAL; CELL CULTURE; CELL SURVIVAL; CHEMISTRY; CHONDROCYTE; CHONDROGENESIS; CYTOLOGY; HORSE; MATERIALS TESTING; PHYSIOLOGY; TEMPERATURE; TISSUE ENGINEERING; TISSUE SCAFFOLD;

ANIMALS; BIOPRINTING; CARTILAGE; CELL SURVIVAL; CELLS, CULTURED; CHONDROCYTES; CHONDROGENESIS; HORSES; HYDROGEL; MATERIALS TESTING; POLYMERS; POLYSACCHARIDES; TEMPERATURE; TISSUE ENGINEERING; TISSUE SCAFFOLDS;

EID: 84974782360     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.biomac.6b00366     Document Type: Article

References (71)

1. Almarza, A. J.; Athanasiou, K. A. Ann. Biomed. Eng. 2004, 32 (1) 2-17 10.1023/B:ABME.0000007786.37957.65
2. Prakash, D.; Learmonth, D. Knee 2002, 9 (1) 7-10 10.1016/S0968-0160(01)00133-8
3. Hutmacher, D. W. J. Biomater. Sci.; Polym. Ed. 2001, 12 (1) 107-124 10.1163/156856201744489
4. Vermonden, T.; Censi, R.; Hennink, W. E. Chem. Rev. 2012, 112 (5) 2853-2888 10.1021/cr200157d
5. Appel, E. A.; del Barrio, J.; Loh, X. J.; Scherman, O. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41 (18) 6195-6214 10.1039/c2cs35264h
6. Annabi, N.; Tamayol, A.; Uquillas, J. A.; Akbari, M.; Bertassoni, L. E.; Cha, C.; Camci-Unal, G.; Dokmeci, M. R.; Peppas, N. A.; Khademhosseini, A. Adv. Mater. 2014, 26 (1) 85-124 10.1002/adma.201303233
7. Malda, J.; Visser, J.; Melchels, F. P.; Jüngst, T.; Hennink, W. E.; Dhert, W. J. A.; Groll, J.; Hutmacher, D. W. Adv. Mater. 2013, 25 (36) 5011-5028 10.1002/adma.201302042
8. Censi, R.; Vermonden, T.; van Steenbergen, M. J.; Deschout, H.; Braeckmans, K.; De Smedt, S. C.; van Nostrum, C. F.; di Martino, P.; Hennink, W. E. J. Controlled Release 2009, 140 (3) 230-236 10.1016/j.jconrel.2009.06.003
9. Censi, R.; Vermonden, T.; Deschout, H.; Braeckmans, K.; Di Martino, P.; De Smedt, S. C.; Van Nostrum, C. F.; Hennink, W. E. Biomacromolecules 2010, 11 (8) 2143-2151 10.1021/bm100514p
10. Censi, R.; Schuurman, W.; Malda, J.; di Dato, G.; Burgisser, P. E.; Dhert, W. J. A.; van Nostrum, C. F.; di Martino, P.; Vermonden, T.; Hennink, W. E. Adv. Funct. Mater. 2011, 21 (10) 1833-1842 10.1002/adfm.201002428
11. Vermonden, T.; Jena, S. S.; Barriet, D.; Censi, R.; Van Der Gucht, J.; Hennink, W. E.; Siegel, R. A. Macromolecules 2010, 43 (2) 782-789 10.1021/ma902186e
12. Censi, R.; van Putten, S.; Vermonden, T.; di Martino, P.; van Nostrum, C. F.; Harmsen, M. C.; Bank, R. A.; Hennink, W. E. J. Biomed. Mater. Res.; Part A 2011, 97A (3) 219-229 10.1002/jbm.a.33048
13. Vermonden, T.; Fedorovich, N. E.; van Geemen, D.; Alblas, J.; van Nostrum, C. F.; Dhert, W. J. A.; Hennink, W. E. Biomacromolecules 2008, 9 (3) 919-926 10.1021/bm7013075
14. Vermonden, T.; Besseling, N. A. M.; van Steenbergen, M. J.; Hennink, W. E. Langmuir 2006, 22 (24) 10180-10184 10.1021/la062224m
15. Klein, T. J.; Rizzi, S. C.; Reichert, J. C.; Georgi, N.; Malda, J.; Schuurman, W.; Crawford, R. W.; Hutmacher, D. W. Macromol. Biosci. 2009, 9 (11) 1049-1058 10.1002/mabi.200900176
16. Visser, J.; Peters, B.; Burger, T. J.; Boomstra, J.; Dhert, W. J. A.; Melchels, F. P. W.; Malda, J. Biofabrication 2013, 5 (3) 035007 10.1088/1758-5082/5/3/035007
17. Melchels, F. P. W.; Domingos, M. A. N.; Klein, T. J.; Malda, J.; Bartolo, P. J.; Hutmacher, D. W. Prog. Polym. Sci. 2012, 37 (8) 1079-1104 10.1016/j.progpolymsci.2011.11.007
18. Levato, R.; Visser, J.; Planell, J. A.; Engel, E.; Malda, J.; Mateos-Timoneda, M. A. Biofabrication 2014, 6 (3) 035020 10.1088/1758-5082/6/3/035020
19. Groll, J.; Boland, T.; Blunk, T.; Burdick, J. A.; Cho, D.-W.; Dalton, P. D.; Derby, B.; Forgacs, G.; Li, Q.; Mironov, V. A.; Moroni, L.; Nakamura, M.; Shu, W.; Takeuchi, S.; Vozzi, G.; Woodfield, T. B. F.; Xu, T.; Yoo, J. J.; Malda, J. Biofabrication 2016, 8 (1) 013001 10.1088/1758-5090/8/1/013001
20. Seliktar, D. Science 2012, 336 (6085) 1124-1128 10.1126/science.1214804
21. Bryant, S. J.; Anseth, K. S. J. Biomed. Mater. Res. 2002, 59 (1) 63-71 10.1002/jbm.1217
22. Schuurman, W.; Levett, P. A.; Pot, M. W.; van Weeren, P. R.; Dhert, W. J. A.; Hutmacher, D. W.; Melchels, F. P. W.; Klein, T. J.; Malda, J. Macromol. Biosci. 2013, 13 (5) 551-561 10.1002/mabi.201200471
23. Levett, P. A.; Hutmacher, D. W.; Malda, J.; Klein, T. J. PLoS One 2014, 9 (12) e113216 10.1371/journal.pone.0113216
24. Levett, P. A.; Melchels, F. P. W.; Schrobback, K.; Hutmacher, D. W.; Malda, J.; Klein, T. J. Acta Biomater. 2014, 10 (1) 214-223 10.1016/j.actbio.2013.10.005
25. Choi, B.; Kim, S.; Lin, B.; Wu, B. M.; Lee, M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6 (22) 20110-20121 10.1021/am505723k
26. Shim, J.-H.; Jang, K.-M.; Hahn, S. K.; Park, J. Y.; Jung, H.; Oh, K.; Park, K. M.; Yeom, J.; Park, S. H.; Kim, S. W.; Wang, J. H.; Kim, K.; Cho, D.-W. Biofabrication 2016, 8 (1) 014102 10.1088/1758-5090/8/1/014102
27. Oudshoorn, M. H. M.; Rissmann, R.; Bouwstra, J. A.; Hennink, W. E. Polymer 2007, 48 (7) 1915-1920 10.1016/j.polymer.2007.01.068
28. Hachet, E.; Van Den Berghe, H.; Bayma, E.; Block, M. R.; Auzély-Velty, R. Biomacromolecules 2012, 13 (6) 1818-1827 10.1021/bm300324m
29. Lesley, J.; Hascall, V. C.; Tammi, M.; Hyman, R. J. Biol. Chem. 2000, 275 (35) 26967-26975
30. Chung, C.; Erickson, I. E.; Mauck, R. L.; Burdick, J. A. Tissue Eng.; Part A 2008, 14 (7) 1121-1131 10.1089/ten.tea.2007.0291
31. Park, S.-H.; Park, S. R.; Chung, S. I.; Pai, K. S.; Min, B.-H. Artif. Organs 2005, 29 (10) 838-845 10.1111/j.1525-1594.2005.00137.x
32. Dinescu, S.; Galateanu, B.; Albu, M.; Lungu, A.; Radu, E.; Hermenean, A.; Costache, M. BioMed Res. Int. 2013, 2013, 1-11 10.1155/2013/598056
33. Park, H.; Choi, B.; Hu, J.; Lee, M. Acta Biomater. 2013, 9 (1) 4779-4786 10.1016/j.actbio.2012.08.033
34. Roberts, J. J.; Nicodemus, G. D.; Giunta, S.; Bryant, S. J. J. Biomed. Mater. Res.; Part A 2011, 97A (3) 281-291 10.1002/jbm.a.33057
35. Oupický, D.; Konák, C.; Ulbrich, K. J. Biomater. Sci.; Polym. Ed. 1999, 10 (5) 573-590 10.1163/156856299X00496
36. Neradovic, D.; van Steenbergen, M. J.; Vansteelant, L.; Meijer, Y. J.; van Nostrum, C. F.; Hennink, W. E. Macromolecules 2003, 36 (20) 7491-7498 10.1021/ma034381n
37. Neradovic, D.; van Nostrum, C. F.; Hennink, W. E. Macromolecules 2001, 34 (22) 7589-7591 10.1021/ma011198q
38. Abbadessa, A.; Blokzijl, M. M.; Mouser, V. H. M.; Marica, P.; Malda, J.; Hennink, W. E.; Vermonden, T. Carbohydr. Polym. 2016, 149, 163-174 10.1016/j.carbpol.2016.04.080
39. Stenekes, R. J. H.; Hennink, W. E. Polymer 2000, 41 (15) 5563-5569 10.1016/S0032-3861(99)00814-9
40. Benya, P. D.; Shaffer, J. D. Cell 1982, 30 (1) 215-224 10.1016/0092-8674(82)90027-7
41. Guo, J.; Jourdian, G. W.; Maccallum, D. K. Connect. Tissue Res. 1989, 19 (2-4) 277-297 10.3109/03008208909043901
42. Rosenberg, L. J. Bone Joint Surg. Am. 1971, 53 (1) 69-82
43. Farndale, R. W.; Sayers, C. A.; Barrett, A. J. Connect. Tissue Res. 1982, 9 (4) 247-248 10.3109/03008208209160269
44. Li, Q.; Wang, D.; Elisseeff, J. H. Macromolecules 2003, 36 (7) 2556-2562 10.1021/ma021190w
45. Burdick, J. A.; Chung, C.; Jia, X.; Randolph, M. A.; Langer, R. Biomacromolecules 2005, 6 (1) 386-391 10.1021/bm049508a
46. Smeds, K. A.; Grinstaff, M. W. J. Biomed. Mater. Res. 2001, 54 (1) 115-121 10.1002/1097-4636(200101)54:1<115::AID-JBM14>3.0.CO;2-Q
47. Messager, L.; Portecop, N.; Hachet, E.; Lapeyre, V.; Pignot-Paintrand, I.; Catargi, B.; Auzély-Velty, R.; Ravaine, V. J. Mater. Chem. B 2013, 1 (27) 3369 10.1039/c3tb20300j
48. Mastbergen, S. C.; Saris, D. B.; Lafeber, F. P. Nat. Rev. Rheumatol. 2013, 9 (5) 277-290 10.1038/nrrheum.2013.29
49. Brittberg, M. Am. J. Sports Med. 2010, 38 (6) 1259-1271 10.1177/0363546509346395
50. Cummings, C. L.; Gawlitta, D.; Nerem, R. M.; Stegemann, J. P. Biomaterials 2004, 25 (17) 3699-3706 10.1016/j.biomaterials.2003.10.073
51. Ahmed, T. A. E.; Dare, E. V.; Hincke, M. Tissue Eng.; Part B 2008, 14 (2) 199-215 10.1089/ten.teb.2007.0435
52. Eyrich, D.; Brandl, F.; Appel, B.; Wiese, H.; Maier, G.; Wenzel, M.; Staudenmaier, R.; Goepferich, A.; Blunk, T. Biomaterials 2007, 28 (1) 55-65 10.1016/j.biomaterials.2006.08.027
53. Visser, J.; Melchels, F. P. W.; Jeon, J. E.; van Bussel, E. M.; Kimpton, L. S.; Byrne, H. M.; Dhert, W. J. A.; Dalton, P. D.; Hutmacher, D. W.; Malda, J. Nat. Commun. 2015, 6, 6933 10.1038/ncomms7933
54. Poole, C. A.; Ayad, S.; Schofield, J. R. J. Cell Sci. 1988, 90, 635-643
55. Zhang, Z. Tissue Eng.; Part B 2015, 21 (3) 267-277 10.1089/ten.teb.2014.0286
56. Visser, J.; Levett, P. A.; te Moller, N. C. R.; Besems, J.; Boere, K. W. M.; van Rijen, M. H. P.; de Grauw, J. C.; Dhert, W. J. A.; van Weeren, P. R.; Malda, J. Tissue Eng.; Part A 2015, 21 (7-8) 1195-1206 10.1089/ten.tea.2014.0362
57. Kim, J.; Park, Y.; Tae, G.; Lee, K. B.; Hwang, C. M.; Hwang, S. J.; Kim, I. S.; Noh, I.; Sun, K. J. Biomed. Mater. Res.; Part A 2009, 88A (4) 967-975 10.1002/jbm.a.31947
58. Jeong, C. G.; Francisco, A. T.; Niu, Z.; Mancino, R. L.; Craig, S. L.; Setton, L. A. Acta Biomater. 2014, 10 (8) 3421-3430 10.1016/j.actbio.2014.05.012
59. Chen, A. C.; Bae, W. C.; Schinagl, R. M.; Sah, R. L. J. Biomech. 2001, 34 (1) 1-12 10.1016/S0021-9290(00)00170-6
60. Athanasiou, K. A.; Agarwal, A.; Dzida, F. J. J. Orthop. Res. 1994, 12 (3) 340-349 10.1002/jor.1100120306
61. Jurvelin, J. S.; Buschmann, M. D.; Hunziker, E. B. J. Biomech. 1997, 30 (3) 235-241 10.1016/S0021-9290(96)00133-9
62. Bolis, S.; Handley, C. J.; Cornper, W. D. Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 1989, 993 (2-3) 157-167 10.1016/0304-4165(89)90158-X
63. Van Dijk-Wolthuis, W. N. E.; Hoogeboom, J. A. M.; van Steenbergen, M. J.; Tsang, S. K. Y.; Hennink, W. E. Macromolecules 1997, 30 (16) 4639-4645 10.1021/ma9704018
64. Van de Wetering, P.; Zuidam, N. J.; van Steenbergen, M. J.; van der Houwen, O. A. G. J.; Underberg, W. J. M.; Hennink, W. E. Macromolecules 1998, 31 (23) 8063-8068 10.1021/ma980689g
65. Kurisawa, M.; Chung, J. E.; Yang, Y. Y.; Gao, S. J.; Uyama, H. Chem. Commun. 2005, 34) 4312 10.1039/b506989k
66. Hwang, N. S.; Varghese, S.; Lee, H. J.; Theprungsirikul, P.; Canver, A.; Sharma, B.; Elisseeff, J. FEBS Lett. 2007, 581 (22) 4172-4178 10.1016/j.febslet.2007.07.049
67. Akmal, M.; Singh, A.; Anand, A.; Kesani, A.; Aslam, N.; Goodship, A.; Bentley, G. J. Bone Jt. Surg.; Br. Vol. 2005, 87-B (8) 1143-1149 10.1302/0301-620X.87B8.15083
68. Allemann, F.; Mizuno, S.; Eid, K.; Yates, K. E.; Zaleske, D.; Glowacki, J. J. Biomed. Mater. Res. 2001, 55, 13-19 10.1002/1097-4636(200104)55:1<13::AID-JBM20>3.0.CO;2-G
69. Callahan, L. A. S.; Ganios, A. M.; McBurney, D. L.; Dilisio, M. F.; Weiner, S. D.; Horton, W. E.; Becker, M. L. Biomacromolecules 2012, 13 (5) 1625-1631 10.1021/bm3003336
70. Kawasaki, K.; Ochi, M.; Uchio, Y.; Adachi, N.; Matsusaki, M. J. Cell. Physiol. 1999, 179 (2) 142-148 10.1002/(SICI)1097-4652(199905)179:2<142::AID-JCP4>3.0.CO;2-Q
71. Villanueva, I.; Gladem, S. K.; Kessler, J.; Bryant, S. J. Matrix Biol. 2010, 29 (1) 51-62 10.1016/j.matbio.2009.08.004