Molecular scaffolds for three-dimensional cell and tissue cultures

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

Data publikacji : 2013-09-30

Tom 58 Nr 9 (2013)

Molekularne układy szkieletowe do trójwymiarowych hodowli komórek i tkanek

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

Abstrakt

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

skafoldy trójwymiarowe ; hodowle komórkowe ; medycyna regeneracyjna ; kosmetyka 3D scaffolds ; cell culturing ; regenerative medicine ; cosmetology

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Kurzepa, K., Różycki, K., Bochyńska, M., Konop, M., Urbanczyk-Lipkowska, Z., & Lipkowski, A. (2013). Molekularne układy szkieletowe do trójwymiarowych hodowli komórek i tkanek. Polimery, 58(9), 663–669. Pobrano z https://polimery.ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/774

Bibliografia

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.

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 0

PDF Downloads : 0

K. Kurzepa polimery@ichp.pl

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

K. Różycki

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

M. Bochyńska

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

M. Konop

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

Z. Urbanczyk-Lipkowska

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

A. Lipkowski

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