Molecular scaffolds for three-dimensional cell and tissue cultures

Kurzepa, K.; Różycki, K.; Bochyńska, M.; Konop, M.; Urbanczyk-Lipkowska, Z.; Lipkowski, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Molecular scaffolds for three-dimensional cell and tissue cultures

Autorzy

Kurzepa K. , Różycki K. , Bochyńska M. , Konop M. , Urbanczyk-Lipkowska Z. , Lipkowski A.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://ichp.vot.pl/index.php/p

Identyfikatory

Warianty tytułu

Molekularne układy szkieletowe do trójwymiarowych hodowli komórek i tkanek

Języki publikacji

Abstrakty

Regenerative medicine and cell therapy are the most growing fields of medical sciences in the last decade. The successes in development of scaffolds for three-dimensional cells and tissue breeding are one of the key factors of this progress. Abroad spectrum of synthetic polymers, natural biopolymers and their combinations are available for testing and applications. Growing knowledge of biological and physicochemical properties of various (bio-) polymers allow tailoring macromolecules to particular medical application.

Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący szkieletowych układów molekularnych wykorzystywanych do trójwymiarowych hodowli tkankowych. Odnotowane w ostatnich latach sukcesy w opracowywaniu takich układów, przyczyniły się do obserwowanego szybkiego rozwoju medycyny regeneracyjnej i terapii komórkowej. Obecnie do testowania i aplikacji dostępna jest szeroka gama polimerów naturalnych, syntetycznych oraz ich kombinacji. Niniejszy przegląd podaje przykłady ilustrujące różnorodność zarówno właściwości, jak i zastosowań takich szkieletowych układów wielkocząsteczkowych.

Słowa kluczowe

3D scaffolds cell culturing regenerative medicine cosmetology

skafoldy trójwymiarowe hodowle komórkowe medycyna regeneracyjna kosmetyka

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2013

Tom

T. 58, nr 9

Strony

663--669

Opis fizyczny

Bibliogr. 109 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kurzepa K.

Industrial Chemistry Research Institute, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Różycki K.

Industrial Chemistry Research Institute, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Bochyńska M.

Mossakowski Medical Research Institute, Polish Academy of Sciences, ul. Pawińskiego 5, 02-106 Warsaw, Poland

autor

Konop M.

Mossakowski Medical Research Institute, Polish Academy of Sciences, ul. Pawińskiego 5, 02-106 Warsaw, Poland

autor

Urbanczyk-Lipkowska Z.

Institute of Organic Chemistry, Polish Academy of Sciences, ul. M. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warsaw, Poland

autor

Lipkowski A.

andrzej@lipkowski.org

Mossakowski Medical Research Institute, Polish Academy of Sciences, ul. Pawińskiego 5, 02-106 Warsaw, Poland
Tufts University School of Medicine, 145 Harison Avenue Boston, MA02111, USA

Bibliografia

[1] Mason Ch., Dunnill P.: Regen. Med. 2008, 3, 1.
[2] Bártolo P. J., Almeida H., Rezende R., Laoui T., Bidanda B.: „Advanced processes to fabricate scaffolds for tissue engineering” in „Virtual Prototyping & Bio Manufacturing in Medical Applications”, (Eds. Bidanda B., Bártolo P. J.) Springer, New York, NY, USA, 2008.
[3] Hoque M. E., Feng W.,Wong Y. S., et al.: Tissue Eng. Part. A2008, 14, 907.
[4] Rath S. N., Cohn D., Hutmacher D. W.: Virt. Phys. Prototyp. 2008, 3, 209.
[5] Hutmacher D. W.: J. Biomater. Sci., Polymer Ed. 2001, 12, 107.
[6] Lazzari S., Moscatelli D., Codari F., Salmona M., Morbidelli M., Diomede L.: J. Nanopart. Res. 2012, 14, 920.
[7] Mahapatro A., Singh D. K.: J. Nanobiotech. 2011, 9, 55.
[8] Pinto Reis C., Neufeld R. J., Ribeiro A. J., Veiga F.: Nanomed: Nanotech. BiolMed. 2006, 2, 8.
[9] Tu C., Cai Q., Yang J.,Wan Y., Bei J., Wang S.: Polym. Adv. Technol. 2003, 14, 565.
[10] Wang G-J., Ho K-H., Hsueh C. C.: DTIP 2007.
[11] Yang F., Murugan R., Wang S., Ramakrishna S.: Biomaterials 2005, 26, 2603.
[12] Kim K., Yu M., Zong X., Chiu J., Fang D., Seo Y. S., et al.: Biomaterials 2003, 24, 4977.
[13] Liu H., Roy K.: Biomaterials 2005, 11, 319.
[14] Taqvi S., Roy K., Biomaterials 2006, 27, 6024.
[15] Beharvand H., Hashemi S. M., Ashtiani S. K., Farrokhi A.: Int. J. Dev. Biol. 2006, 50, 645.
[16] Donoghue P. S., Lamond R., Boomkamp S. D., Sun T., Gadegaard N., Riehle M. O., Barnett.S. C.: Tissue Eng. Part. A. 2013, 19, 497.
[17] Scholes P. D., Coombes A. G. A., Illum L., Daviz S. S., Vert M., Davies M. C.: J. Controlled Release 1993, 25, 145.
[18] Niwa T., Takeuchi H., Hino T., Kunou N., Kawashima Y.: J. Controlled Release 1993, 25, 89.
[19] Govender T., Stolnik S., Garnett M. C., Illum L., Davis S. S.: J. Controlled Release 1999, 57, 171.
[20] Sendil D., Maszczynska-Bonney I., Carr D. B., Lipkowski A.W.,Wise D. L., Hasirci V.: Biomaterials 2003, 24, 1969.
[21] Wu L., Ding J.: Biomaterials 2004, 25, 5821.
[22] LinboW., Jiandong D.: J. Biomed. Mater. Res. Part A. 2005, 75A, 767.
[23] Levenberg S., Burdic J. A., Kraehenbuehl T., Langer R.: Tissue Eng. 2005, 11, 506.
[24] Gao S. Y., Lees J. G.,Wong J. C. Y., Croll T. I., George P., Cooper-White J. J., Tuch B. E.: J. Biomed. Mater. Res. 2010, 92A, 683.
[25] Meinel L., Hofmann S., Karageorgiou V., Kirken-Head C., McCool J., Gronowicz G., et al.: Biomaterials 2005, 26, 147.
[26] Qiu Y., Mao Z., Zhao Y., Zhang J., Guo O., Gou Z., Gao C.: Macromol. Res. 2012, 20, 283.
[27] Seyednejad H., Ji W., Yang F., van Nostrum C. F., Vermonden T., van den Beucken J. J., Dhert W. J., Hennink W. E., Jansen J. A.: Biomacromolecules 2012, 13, 3650.
[28] Huang J., Wang S., Wei C., Xu Y.,Wang Y., Jin J., Teng G.: Tissue Cell. 2011, 43, 344.
[29] Khattak S. F., Bhatia S. R., Roberts S. C.: Tissue Eng. 2005, 11, 974.
[30] Matthew J. E., Nazario Y. L., Roberts S. C., et al.: Biomaterials 2002, 23, 4615.
[31] Ruszymah B. H., Chua K., Latif M. A., et al.: Int. J. Pediatr. Otorhinolaryngol. 2005, 69, 1489.
[32] Vashi A.V., Keramidaris E., Abberton K. M., et al.: Biomaterials 2008, 29, 573.
[33] Zhang S., Holmes T., DiPersio M., et al.: Biomaterials 1995, 16, 1385.
[34] Zhang S., Holmes T., Lockshin C., et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA1993, 90, 3334.
[35] Holmes T., Lacalle S., Su X., Liu G., Rich A., Zhang S.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 6728.
[36] Ellis-Behnke R. G., Liang Y. X., You S.W., Tay D. K., Zhang S., So K. F., Schneider G. E.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 5054.
[37] Kisiday J., Jin M., Kurz B., Hung H., Semino C., Zhang S., Grodzinsky A. J.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 9996.
[38] Narmoneva D. A., Oni O., Sieminski A. L., Zhang S., Gertler J. P., Kamm R. D., Lee R. T.: Biomolecules 2005, 26, 4837.
[39] Semino C. E., Merok J. R., Crane G. G., Panagiotakos G., Zhang S.: Differentiation 2003, 71, 262.
[40] Genové E., Shen C., Zhang S., Semino C. E.: Biomaterials 2005, 26, 3341.
[41] Trzebicka B., Robak B., Trzcinska R., Szweda D. D., Suder P., Silbering J., Dworak A.: Eur. Polymer J. 2013, 49, 499.
[42] Gordon M. K., Hahn R. A.: Cell Tissue Res. 2010, 339, 247.
[43] Schenke-Layland K., Rhodes K. E., Angelis E., Butylkova Y., HeydarkhanHagvall S., Gekas C., Zhang R., Goldhaber J. I., Mikkola H. K., Plath K., MacLellanW. R.: Stem Cells 2008, 26, 1537.
[44] Chiang C. K., Chowdhury M. F., Iyer R. K., Stanford W. L., Radisic M.: Acta Biomater. 2010, 6, 1904.
[45] Maheshwari G., Brown G., Lauffenburger D. A.,Wells A., Griffith L. G.: J. Cell Sci. 2000, 113, 1677.
[46] Buzanska L., Ruiz A., Zychowicz M., Rauscher H., Ceriotti L., Rossi F., Colpo P., Domańska-Janik K., Coecke S.: Acta Neurobiol. Exp. (Wars). 2009, 69, 24.
[47] Willerth S. M., Faxel T. E., Gottlieb D. I., Sakiyama-Elbert S. E.: Stem Cells 2007, 25, 2235.
[48] Liu H., Collins S. F., Suggs L. J.: Biomaterials 2006, 27, 6004.
[49] Toole B. P.: Sem. Cell Dev. Biol. 2001, 12, 79.
[50] Gerecht S., Burdick J. A., Ferreira L. S., Townsend S. A., Langer R., Vunjak-Novakovic G.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 11298.
[51] Dickinson L. E., Ho C. C.,Wang G. M., Stebe K. J., Gerecht S.: Biomaterials 2010, 31, 5472.
[52] Gerecht S., Burdick J. A., Ferreira L. S., Townsend S. A., Langer R., Vunjak-Novakovic G.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 11298.
[53] Ferreira L. S., Gerecht S., Fuller J., Shieh H. F., Vunjak-Novakovic G., Langer R.: Biomaterials 2007, 28, 2706.
[54] Pietrucha K.: Int. J. Biol. Macromol. 2005, 36, 299.
[55] Park S. N., Lee H. J., Lee K. H., Suh H.: Biomaterials 2003, 24, 1631.
[56] Davidenk N., Campbell J. J., Thian E. S., Watson C. J., Cameron R. E.: Acta Biomater. 2010, 6, 3957.
[57] Skopinska-Wisniewska J.: Polimery 2013, 58, 100.
[58] Moll R., Divo M., Langbein L.: Histochem. Cell Biol. 2008, 129, 705.
[59] Shimomura Y., Aoki N., Schweizer J., Langbein L., Rogers M. A., Winter H., Ito M.: JBC 2002, 277, 45493.
[60] Burnett L. R., Rahmany M. B., Richter J. R., Aboushwareb T. A., Eberli D.,Ward C. L., Orlando G., Hantgan R. R., Van Dyke M. E.: Biomaterials 2013, 34, 2632.
[61] Lipkowski A. W., Gajkowska B., Grabowska A., Kurzepa K.: Polimery 2009, 54, 386.
[62] Jurga M., Lipkowski A.W., Lukomska B., Buzanska L., Kurzepa K., Sobanski T., Habich A., Coecke S., Gajkowska B., Domanska-Janik K.: Tissue Eng. 2009, 15, 365.
[63] Utrata-Wesołek A., Trzebicka B., Dworak A.: Polimery 2009, 54, 334.
[64] Utrata-Wesołek A., Oleszko N., Trzebicka B., Aniol J., Zagdanska M., Lesiak M., Sieron A., Dworak A.: Eur. Polymer J. 2013, 49, 106.
[65] Polcyn P., Janiszewska J., Lipkowski A., Urbanczyk-Lipkowska Z.: Polimery 2009, 54, 407.
[66] Dworak A., Trzebicka B., Kowalczuk A., Utrata-Wesołek A.,Wałach W., Libera M., Kronek J.: Polimery 2012, 57, 441.
[67] Oliveira J. M., Salgado A. J., Sousa N., Mano J. F., Reis R. L.: Prog Polym. Sci. 2010, 35, 1163.
[68] Shakhbazau A., Shcharbin D., Seviaryn I., Goncharova N., Ionov M., Bryszewska M.: Mol. Biol. Rep. 2010, 37, 2003.
[69] Zuk P. A., Zhu M., Mizuno H., Huang J., Futrell J. W., Katz A. J.: Tissue Eng. 2001, 7, 21.
[70] Lewandowska-Szumiel M., Wójtowicz J.: Curr. Pharm. Biotechnol. 2011, 12, 1850.
[71] Low K. L., Tan S. H., Zein S. H., Roether J. A., Mourino V., Boccaccini A. R.: J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2010, 94, 273.
[72] Guven S., Mehrkens A., Saxer F., Schaefer D. J., Martinetti R., Martin I., Scherberich A.: Biomaterials 2011, 32, 5801.
[73] Muller A. M., Mehrkens A.: Eur. Cell Mater. 2010, 19, 127.
[74] Orlovskij V. P., Ezhova J. A., Rodicheva G. V., Koval E. M., Sukhanova G. E., Tesikova L. A.: J. Inorg. Chem. 1992, 37, 881.
[75] Liu Q., Cen L., Yin S., Chen L., Liu G., Chang J., Cui L.: Biomaterials 2008, 29, 4792.
[76] Zanetti A. S., McCandless G. T., Chan J. Y., Gimble J. M., Hayes D. J.: J. Tissue. Eng. Regen. Med. 2012, in press.
[77] Bojar W., Kucharska M., Bubak G., Ciach T., Koperski £., Jastrzebski Z., Gruber B. M., Krzysztoń-Russjan J., Marczewska J., Anuszewska E. L., Drozd E., Brynk T.: Acta Bioeng. Biomech. 2012, 14, 39.
[78] Woźniak P., Bil M., Ryszkowska J., Wychowański P., Wróbel E., Ratajska A., Hoser G., Przybylski J., Kurzydłowski K. J., Lewandowska-Szumiel M.: Acta Biomater. 2010, 6, 2484.
[79] Evans N. D., Minelli C., Gentleman E., LaPointe V., Patankar S. N., Kallivretaki M., Chen X., Roberts C. J., Stevens M. M.: Eur. Cell Mater. 2009, 18, 1.
[80] Pelham R. J., Wang Y.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 13661.
[81] Witkowska-Zimny M., Walenko K., Walkiewicz A. E., Pojda Z., Przybylski J., Lewandowska-Szurmiel M.: Acta Biochim. Pol. 2012, 59, 261.
[82] Rentsch C., Rentsch B., Breier A., Spekl K., Jung R., Manthey S., et al.: J. Biomed. Mater. Res. A2010, 95, 964.
[83]Williams J. M., Adewunmi A., Schek R. M., Flanagan C. L., Krebsbach P. H., Feinberg S. E., et al.: Biomaterials 2005, 26, 4817.
[84] Vergroesen P. P., Kroeze R. J., Helder M. N., Smit T. H.: Macromol. Biosci. 2011, 11, 722.
[85] Bramfeldt H., Sarazin P., Vermette P.: J. Biomed. Mater. Res. A 2007, 83, 503.
[86] Tomihata K., Suzuki M., Tomita N.: Biomed. Mater. Eng. 2005, 15, 381.
[87] Karageorgiou V., Kaplan D.: Biomaterials 2005, 26, 5474.
[88] Hutmacher D.W., Schantz J. T., Lam C. X., Tan K. C., Lim T. C.: J. Tissue Eng. Regen. Med. 2007, 1, 245.
[89] Rentsch B., Bernhardt R., Scharnweber D., SchneidersW., Rammelt S., Rentsch C.: Biomatter 2012, 2, 158.
[90] Mandal B. B., Kundu S. C.: Acta Biomater. 2010, 6, 360.
[91] Ak F., Oztoprak Z., Karakutuk I., Okay O.: Biomacromolecules 2013, in press.
[92] Miyamoto S., Koyanagi R., Nakazawa Y., Nagano A., Abiko Y., Inada M., Miyaura C., Asakura T.: J. Biosci. Bioeng. 2012, in press.
[93] Jiang J., Hao W., Li Y., Yao J., Shao Z., Li H., Yang J., Chen S.: Biotechnol. Lett. 2012, in press.
[94] Sun L., Parker S. T., Syoji D., Wang X., Lewis J. A., Kaplan D. L.: Adv. Healthcare Mater. 2012, 1, 729.
[95] Kasoju N., Bora U.: Adv. Healthcare Mater. 2012, 1, 393.
[96] Kuboyama N., Kiba H., Arai K., Uchida R., Tanimoto Y., Bhawal U. K., Abiko Y., Miyamoto S., Knight D., Asakura T., Nishiyama N.: J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2013, 101, 295.
[97] Bacakova L., Filova E., Parizek M., Ruml T., Svorcik V.: Biotechnol. Adv. 2011, 29, 739.
[98] Oh S. H., Lee J. H.: Biomed. Mater. 2013, 8, 1.
[99] Rentsch B., Hofmann A., Breier A., Rentsch C., Scharnweber D.: Ann. Biomed. Eng. 2009, 37, 2118.
[100] Atthoff B., Hilborn J.: J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2007, 80, 121.
[101] Luu H. H., SongW. X., Luo X., Manning D., Luo J., Deng Z. L., Sharff K. A., Montag A. G., Haydon R. C., He T. C.: J. Orthop. Res. 2007, 25, 665.
[102] Choi Y. S., Park S. N., Suh H.: Biomaterials 2005, 26, 5855.
[103] Jeon O., Song S. J., Kang S.W., Putnam A. J., Kim B. S.: Biomaterials 2007, 28, 2763.
[104] Meinel L., Karageorgiou V., Hofmann S., Fajardo R., Snyder B., Li C., Zichner L., Langer R., Vunjak-Novakovic G., Kaplan D. L.: J. Biomed. Mater. Res. A2004, 71, 25.
[105] Haider M., Cappello J., Ghandehari H., Leong K. W.: Pharm. Res. 2008, 25, 692.
[106] Ikeuchi M., Dohi Y., Horiuchi K., Ohgushi H., Noshi T., Yoshikawa T., Yamamoto K., Sugimura M.: J. Biomed. Mater. Res. 2002, 60, 61.
[107] Hedberg E. L., Shih C. K., Lemoine J. J., Timmer M. D., Liebschner M. A., Jansen J. A., Mikos A. G.: Biomaterials 2005, 26, 3215.
[108] Kim H. K., Shim W. S., Kim S. E., Lee K. H., Kang E., Kim J. H., Kim K., Kwon I. C., Lee D. S.: Tissue Eng. Part A 2009, 15, 923.
[109] Mason C., Brindley D. A., Culme-Seymour E. J., Davie N. L: Regen. Med. 2011, 6, 265.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-ac13ba8b-16af-4c35-ac06-5e51f50396c8