Multi-Material Tissue Engineering Scaffold with Hierarchical Pore Architecture

Advanced Functional Materials

Volumn 26, Issue 32, 2016, Pages 5873-5883

  Morgan, Kathy Ye ^a   Sklaviadis, Demetra ^a   Tochka, Zachary L ^a   Fischer, Kristin M ^a   Hearon, Keith ^a   Morgan, Thomas D ^b   Langer, Robert ^a   Freed, Lisa E ^a,c  

^a HARVARD MIT DIVISION OF HEALTH SCIENCES AND TECHNOLOGY   (United States)

^b HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^c Materials Engineering Division Draper   (United States)

Author keywords

endothelial cell; heart cell; microfluidic; multiscale pores

Indexed keywords

ARCHITECTURE; BIODEGRADABILITY; BIOMECHANICS; CELLS; CYTOLOGY; ENDOTHELIAL CELLS; ESTERS; HEART; MICROFLUIDICS; MUSCLE; POLYMERS; SINTERING; TISSUE; TISSUE ENGINEERING;

HEART CELLS; HIERARCHICAL ARCHITECTURES; HIERARCHICAL PORES; MULTISCALE PORES; POLY(GLYCEROL SEBACATE); POLY(METHYL METHACRYLATE) (PMMA); POLYMER VOLUME FRACTION; TISSUE ENGINEERING SCAFFOLD;

SCAFFOLDS (BIOLOGY);

EID: 84978976801     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201601146     Document Type: Article

References (72)

1. D. Mozaffarian, E. J. Benjamin, A. S. Go, D. K. Arnett, M. J. Blaha, M. Cushman, S. de Ferranti, J. P. Despres, H. J. Fullerton, V. J. Howard, M. D. Huffman, S. E. Judd, B. M. Kissela, D. T. Lackland, J. H. Lichtman, L. D. Lisabeth, S. Liu, R. H. Mackey, D. B. Matchar, D. K. McGuire, E. R. Mohler 3rd, C. S. Moy, P. Muntner, M. E. Mussolino, K. Nasir, R. W. Neumar, G. Nichol, L. Palaniappan, D. K. Pandey, M. J. Reeves, C. J. Rodriguez, P. D. Sorlie, J. Stein, A. Towfighi, T. N. Turan, S. S. Virani, J. Z. Willey, D. Woo, R. W. Yeh, M. B. Turner, Circulation 2015, 131, e29.
2. K. R. Stevens, K. L. Kreutziger, S. K. Dupras, F. S. Korte, M. Regnier, V. Muskheli, M. B. Nourse, K. Bendixen, H. Reinecke, C. E. Murry, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 16568;
3. H. Masumoto, T. Matsuo, K. Yamamizu, H. Uosaki, G. Narazaki, S. Katayama, A. Marui, T. Shimizu, T. Ikeda, T. Okano, R. Sakata, J. K. Yamashita, Stem Cells 2012, 30, 1196;
4. L. Ye, W. H. Zimmermann, D. J. Garry, J. Zhang, Circ. Res. 2013, 113, 922;
5. H. Sekine, T. Shimizu, K. Sakaguchi, I. Dobashi, M. Wada, M. Yamato, E. Kobayashi, M. Umezu, T. Okano, Nat. Commun. 2013, 4, 1399;
6. L. Ye, Y. H. Chang, Q. Xiong, P. Zhang, L. Zhang, P. Somasundaram, M. Lepley, C. Swingen, L. Su, J. S. Wendel, J. Guo, A. Jang, D. Rosenbush, L. Greder, J. R. Dutton, J. Zhang, T. J. Kamp, D. S. Kaufman, Y. Ge, Cell Stem Cell 2014, 15, 750;
7. J. J. Chong, X. Yang, C. W. Don, E. Minami, Y. W. Liu, J. J. Weyers, W. M. Mahoney, B. Van Biber, S. M. Cook, N. J. Palpant, J. A. Gantz, J. A. Fugate, V. Muskheli, G. M. Gough, K. W. Vogel, C. A. Astley, C. E. Hotchkiss, A. Baldessari, L. Pabon, H. Reinecke, E. A. Gill, V. Nelson, H. P. Kiem, M. A. Laflamme, C. E. Murry, Nature 2014, 510, 273;
8. H. Komae, H. Sekine, I. Dobashi, K. Matsuura, M. Ono, T. Okano, T. Shimizu, J. Tissue Eng. Regen. Med. 2015, DOI: 10.1002/term.1995.
9. J. D. Baranski, R. R. Chaturvedi, K. R. Stevens, J. Eyckmans, B. Carvalho, R. D. Solorzano, M. T. Yang, J. S. Miller, S. N. Bhatia, C. S. Chen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 7586;
10. M. L. Moya, Y. H. Hsu, A. P. Lee, C. C. Hughes, S. C. George, Tissue Eng., Part C 2013, 19, 730;
11. R. R. Chaturvedi, K. R. Stevens, R. D. Solorzano, R. E. Schwartz, J. Eyckmans, J. D. Baranski, S. C. Stapleton, S. N. Bhatia, C. S. Chen, Tissue Eng., Part C 2015, 21, 509.
12. L. E. Freed, G. C. Engelmayr Jr., J. T. Borenstein, F. T. Moutos, F. Guilak, Adv. Mater. 2009, 21, 3410;
13. L. R. Madden, D. J. Mortisen, E. M. Sussman, S. K. Dupras, J. A. Fugate, J. L. Cuy, K. D. Hauch, M. A. Laflamme, C. E. Murry, B. D. Ratner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 15211.
14. O. C. Cassell, S. O. Hofer, W. A. Morrison, K. R. Knight, Br. J. Plast. Surg. 2002, 55, 603;
15. M. Radisic, W. Deen, R. Langer, G. Vunjak-Novakovic, Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. 2005, 288, H1278;
16. E. C. Novosel, C. Kleinhans, P. J. Kluger, Adv. Drug Delivery Rev. 2011, 63, 300;
17. X. Sun, W. Altalhi, S. S. Nunes,Adv. Drug Delivery Rev. 2016, 96, 183.
18. G. M. Gratson, M. Xu, J. A. Lewis, Nature 2004, 428, 386;
19. F. P. Melchels, M. A. Domingos, T. J. Klein, J. Malda, P. J. Bartolo, D. W. Hutmacher, Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 1079;
20. J. R. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin, R. Janusziewicz, A. R. Johnson, D. Kelly, K. Chen, R. Pinschmidt, J. P. Rolland, A. Ermoshkin, E. T. Samulski, J. M. DeSimone, Science 2015, 347, 1349.
21. J. N. Hanson Shepherd, S. T. Parker, R. F. Shepherd, M. U. Gillette, J. A. Lewis, R. G. Nuzzo, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 47;
22. J. S. Miller, K. R. Stevens, M. T. Yang, B. M. Baker, D. H. Nguyen, D. M. Cohen, E. Toro, A. A. Chen, P. A. Galie, X. Yu, R. Chaturvedi, S. N. Bhatia, C. S. Chen, Nat. Mater. 2012, 11, 768;
23. U. A. Gurkan, Y. Fan, F. Xu, B. Erkmen, E. S. Urkac, G. Parlakgul, J. Bernstein, W. Xing, E. S. Boyden, U. Demirci, Adv. Mater. 2013, 25, 1192;
24. D. B. Kolesky, R. L. Truby, A. S. Gladman, T. A. Busbee, K. A. Homan, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2014, 26, 3124;
25. F. Pati, J. Jang, D. H. Ha, S. Won Kim, J. W. Rhie, J. H. Shim, D. H. Kim, D. W. Cho, Nat. Commun. 2014, 5, 3935.
26. R. Maidhof, A. Marsano, E. J. Lee, G. Vunjak-Novakovic, Biotechnol. Prog. 2010, 26, 565;
27. X. Ye, L. Lu, M. E. Kolewe, K. Hearon, K. M. Fischer, J. Coppeta, L. E. Freed, Adv. Mater. 2014, 26, 7202.
28. R. Rai, M. Tallawi, A. Grigore, A. R. Boccaccini, Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 1051;
29. Q. Chen, S. Liang, G. A. Thouas, Prog. Polym. Sci. 2013, 38, 584.
30. Y. Wang, G. A. Ameer, B. J. Sheppard, R. Langer, Nat. Biotechnol. 2002, 20, 602;
31. W. Wu, R. A. Allen, Y. Wang, Nat. Med. 2012, 18, 1148.
32. K. S. Thomson, F. S. Korte, C. M. Giachelli, B. D. Ratner, M. Regnier, M. Scatena, Tissue Eng., Part A 2013, 19, 967;
33. W. Stoppel, C. Ghezzi, S. McNamara, L. D. Black III, D. Kaplan, Ann. Biomed. Eng. 2015, 43, 657.
34. L. D. Huyer, M. Montgomery, Y. Zhao, Y. Xiao, G. Conant, A. Korolj, M. Radisic, Biomed. Mater. 2015, 10, 034004.
35. G. C. Engelmayr Jr., M. Cheng, C. J. Bettinger, J. T. Borenstein, R. Langer, L. E. Freed, Nat. Mater. 2008, 7, 1003;
36. R. A. Neal, A. Jean, H. Park, P. B. Wu, J. Hsiao, G. C. Engelmayr Jr., R. Langer, L. E. Freed, Tissue Eng., Part A 2013, 19, 793;
37. M. E. Kolewe, H. Park, C. Gray, X. Ye, R. Langer, L. E. Freed, Adv. Mater. 2013, 25, 4459;
38. H. Park, B. L. Larson, M. E. Kolewe, G. Vunjak-Novakovic, L. E. Freed, Exp. Cell Res. 2014, 321, 297.
39. H. Park, B. L. Larson, M. D. Guillemette, S. R. Jain, C. Hua, G. C. Engelmayr Jr., L. E. Freed, Biomaterials 2011, 32, 1856.
40. M. D. Guillemette, H. Park, J. Hsiao, S. R. Jain, B. L. Larson, R. Langer, L. E. Freed, Macromol. Biosci. 2010, 10, 1330.
41. K. M. Fischer, K. Y. Morgan, K. Hearon, D. Sklaviadis, Z. L. Tochka, O. S. Fenton, D. G. Anderson, R. Langer, L. E. Freed, Adv. Healthcare Mater. 2016, 5, 813.
42. X. Ye, L. Lu, M. E. Kolewe, H. Park, B. L. Larson, E. S. Kim, L. E. Freed, Biomaterials 2013, 34, 10007.
43. I. Pomerantseva, N. Krebs, A. Hart, C. M. Neville, A. Y. Huang, C. A. Sundback, J. Biomed. Mater. Res., Part A 2009, 91, 1038.
44. A. Marshall, B. Ratner, AIChE J. 2005, 51, 1221.
45. S. Lyu, D. Untereker, Int. J. Mol. Sci. 2009, 10, 4033.
46. M. N. Hirt, A. Hansen, T. Eschenhagen, Circ. Res. 2014, 114, 354.
47. A. F. Ismail, T. Matsuura, K. Khulbe, Gas Separation Membranes, Springer, Cham, Switzerland, 2015;
48. S.-T. Hwang, T. Tang, K. Kammermeyer, J. Macromol. Sci., Part B: Phys. 1971, 5, 1.
49. H. Yasuda, J. Polym. Sci. A1 1967, 5, 2952.
50. J. Gao, P. M. Crapo, Y. Wang, Tissue Eng. 2006, 12, 917;
51. Z. Li, H. Zou, P. Liu, RSC Adv. 2015, 5, 37837.
52. J. L. Ifkovits, J. J. Devlin, G. Eng, T. P. Martens, G. Vunjak-Novakovic, J. A. Burdick, ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 1878.
53. J. Folkman, M. Hochberg, J. Exp. Med. 1973, 138, 745.
54. L. T. Chau, B. E. Rolfe, J. J. Cooper-White, Biomicrofluidics 2011, 5, 34115;
55. B. Zhang, C. Peticone, S. K. Murthy, M. Radisic, Biomicrofluidics 2013, 7, 44125.
56. M. P. Pusztaszeri, W. Seelentag, F. T. Bosman, J. Histochem. Cytochem. 2006, 54, 385.
57. N. Jimenez, V. J. Krouwer, J. A. Post, Cytotechnology 2013, 65, 1.
58. E. Fonck, G. G. Feigl, J. Fasel, D. Sage, M. Unser, D. A. Rüfenacht, N. Stergiopulos, Stroke 2009, 40, 2552;
59. G. Duclos, S. Garcia, H. G. Yevick, P. Silberzan, Soft Matter. 2014, 10, 2346.
60. F. J. O'Brien, B. A. Harley, I. V. Yannas, L. J. Gibson, Biomaterials 2005, 26, 433.
61. S. Guatimosim, C. Guatimosim, L. S. Song, Methods Mol. Biol. 2011, 689, 205.
62. N. Huebsch, P. Loskill, M. Mandegar, N. Marks, A. Sheehan, Z. Ma, A. Mathur, T. Nguyen, J. Yoo, L. Judge, Tissue Eng., Part C 2015, 21, 467.
63. U. Gergs, U. Kirchhefer, J. Buskase, K. Kiele-Dunsche, I. B. Buchwalow, L. R. Jones, W. Schmitz, O. Traub, J. Neumann, J. Mol. Cell. Cardiol. 2011, 51, 682;
64. C. J. Fearnley, H. L. Roderick, M. D. Bootman, Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 2011, 3, a004242;
65. C. Li, Q. Meng, X. Yu, X. Jing, P. Xu, D. Luo, PLoS One 2012, 7, 361.
66. W. Bian, M. Juhas, T. W. Pfeiler, N. Bursac, Tissue Eng., Part A 2012, 18, 957.
67. N. Artzi, N. Oliva, C. Puron, S. Shitreet, S. Artzi, A. Bon Ramos, A. Groothuis, G. Sahagian, E. R. Edelman, Nat. Mater. 2011, 10, 704;
68. N. Oliva, S. Unterman, Y. Zhang, J. Conde, H. S. Song, N. Artzi, Adv. Healthcare Mater. 2015, 4, 1584.
69. J. W. Holmes, T. K. Borg, J. W. Covell, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2005, 7, 223.
70. H. Yasuda, C. Lamaze, J. Appl. Polym. Sci. 1972, 16, 595.
71. E. Alsberg, K. W. Anderson, A. Albeiruti, J. A. Rowley, D. J. Mooney, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12025.
72. J. I. Laughner, F. S. Ng, M. S. Sulkin, R. M. Arthur, I. R. Efimov, Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. 2012, 303, H753.