journal article·2013-08-28Open access

Nitric Oxide-Releasing Silica Nanoparticle-Doped Polyurethane Electrospun Fibers

Ahyeon Koh, Alexis W. Carpenter, Danielle L. Slomberg, Mark H. Schoenfisch

Abstract

Electrospun polyurethane fibers doped with nitric oxide (NO)-releasing silica particles are presented as novel macromolecular scaffolds with prolonged NO-release and high porosity. Fiber diameter (119-614 nm) and mechanical strength (1.7-34.5 MPa of modulus) were varied by altering polyurethane type and concentration, as well as the NO-releasing particle composition, size, and concentration. The resulting NO-releasing electrospun nanofibers exhibited ~83% porosity with flexible plastic or elastomeric behavior. The use of N-diazeniumdiolate- or S-nitrosothiol-modified particles yielded scaffolds exhibiting a wide range of NO release totals and durations (7.5 nmol mg(-1)-0.12 μmol mg(-1) and 7 h to 2 weeks, respectively). The application of NO-releasing porous materials as coatings for subcutaneous implants may improve tissue biocompatibility by mitigating the foreign body response and promoting cell integration.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Electrospun Nanofibers in Biomedical Applications · Polymer composites and self-healing · Conducting polymers and applications

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Affiliations

Department of Chemistry, The University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, North Carolina 27599, United States

References (74)

Show source-provided references
1. Williams D. L. H. · Org. Biomol. Chem. · 2003 · 1 · 44110.1039/b209748f ↗
2. Ignarro L. J. · 2000
3. Carpenter A. W. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 374210.1039/c2cs15273h ↗
4. Riccio D. A. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 373110.1039/c2cs15272j ↗
5. Jen M. C. · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 23910.1002/adfm.201101707 ↗
6. Marxer S. M. · Chem. Mater. · 2003 · 15 · 419310.1021/cm034347n ↗
7. Nablo B. J. · Biomaterials · 2005 · 26 · 440510.1016/j.biomaterials.2004.11.015 ↗
8. Hetrick E. M. · Biomaterials · 2007 · 28 · 194810.1016/j.biomaterials.2007.01.006 ↗
9. Riccio D. A. · Biomaterials · 2009 · 30 · 449410.1016/j.biomaterials.2009.05.006 ↗
10. Shin J. H. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 461210.1021/ja0674338 ↗
11. Riccio D. A. · Chem. Mater. · 2011 · 23 · 172710.1021/cm102510q ↗
12. Shin J. H. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 23910.1021/cm702526q ↗
13. Lu Y. · Chem. Mater. · 2011 · 23 · 422710.1021/cm201628z ↗
14. Stasko N. A. · Biomacromolecules · 2008 · 9 · 83410.1021/bm7011746 ↗
15. Stasko N. A. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 826510.1021/ja060875z ↗
16. Sun B. · Biomacromolecules · 2012 · 13 · 334310.1021/bm301109c ↗
17. Coneski P. N. · Biomacromolecules · 2010 · 11 · 320810.1021/bm1006823 ↗
18. Coneski P. N. · Polym. Chem. · 2011 · 2 · 90610.1039/c0py00269k ↗
19. Damodaran V. B. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 599010.1039/c2jm16554f ↗
20. Damodaran V. B. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 587010.1039/c1jm10315f ↗
21. Frost M. C. · J. Biomed. Mater. Res. · 2005 · 72 · 40910.1002/jbm.a.30275 ↗
22. Frost M. C. · Biomaterials · 2005 · 26 · 168510.1016/j.biomaterials.2004.06.006 ↗
23. Koh A. · Biosens. Bioelectron. · 2011 · 28 · 1710.1016/j.bios.2011.06.005 ↗
24. Heck D. E. · J. Biol. Chem. · 1992 · 267 · 2127710.1016/S0021-9258(19)36601-3 ↗
25. Schäffer M. R. · J. Surg. Res. · 1996 · 63 · 23710.1006/jsre.1996.0254 ↗
26. Bogdan C. · Nat. Immunol. · 2001 · 2 · 90710.1038/ni1001-907 ↗
27. Mocellin S. · Med. Res. Rev. · 2007 · 27 · 31710.1002/med.20092 ↗
28. Jones M. · Appl. Microbiol. Biotechnol. · 2010 · 88 · 40110.1007/s00253-010-2733-x ↗
29. Shin J. H. · Analyst · 2006 · 131 · 60910.1039/b600129g ↗
30. Yan, Q.; Major, T. C.; Bartlett, R. H.; Meyerhoff, M. E.Biosens. Bioelectron. 2011.
31. Frost M. C. · Curr. Opin. Chem. Biol. · 2002 · 6 · 63310.1016/S1367-5931(02)00371-X ↗
32. Teo W. E. · Nanotechnology · 2006 · 17 · R8910.1088/0957-4484/17/14/R01 ↗
33. Huang Z.-M. · Compos. Sci. Technol. · 2003 · 63 · 222310.1016/S0266-3538(03)00178-7 ↗
34. Agarwal S. · Polymer · 2008 · 49 · 560310.1016/j.polymer.2008.09.014 ↗
35. Lu X. · Small · 2009 · 5 · 234910.1002/smll.200900445 ↗
36. Li W.-J. · J. Biomed. Mater. Res. · 2002 · 60 · 61310.1002/jbm.10167 ↗
37. Leung V. · Polym. Adv. Technol. · 2011 · 22 · 35010.1002/pat.1813 ↗
38. Wang N. · Biomaterials · 2013 · 34 · 88810.1016/j.biomaterials.2012.10.049 ↗
39. Mo X. M. · Biomaterials · 2004 · 25 · 188310.1016/j.biomaterials.2003.08.042 ↗
40. Saino E. · Biomacromolecules · 2011 · 12 · 190010.1021/bm200248h ↗
41. Cao H. · J. Biomed. Mater. Res. · 2010 · 93 · 115110.1002/jbm.a.32609 ↗
42. Saino E. · Biomacromolecules · 2012 · 12 · 190010.1021/bm200248h ↗
43. Son W. K. · Macromol. Rapid Commun. · 2004 · 25 · 163210.1002/marc.200400323 ↗
44. Hong K. H. · Polym. Eng. Sci. · 2007 · 47 · 4310.1002/pen.20660 ↗
45. Xu X. · Eur. Polym. J. · 2006 · 42 · 208110.1016/j.eurpolymj.2006.03.032 ↗
46. Vacanti N. M. · Biomacromolecules · 2012 · 13 · 303110.1021/bm300520u ↗
47. Coneski P. N. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2011 · 3 · 42610.1021/am101010e ↗
48. Wold K. A. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2012 · 4 · 302210.1021/am300383w ↗
49. Carpenter A. W. · ACS Nano · 2011 · 5 · 723510.1021/nn202054f ↗
50. Koschwanez H. E. · J. Biomed. Mater. Res. · 2008 · 87 · 79210.1002/jbm.a.31824 ↗
51. Zhu X. · Biomacromolecules · 2008 · 9 · 179510.1021/bm800476u ↗
52. He W. · Biomaterials · 2005 · 26 · 760610.1016/j.biomaterials.2005.05.049 ↗
53. Huang Z.-M. · Polymer · 2004 · 45 · 536110.1016/j.polymer.2004.04.005 ↗
54. Coneski P. N. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 375310.1039/c2cs15271a ↗
55. Nichols S. P. · Chem. Rev. · 2013 · 113 · 252810.1021/cr300387j ↗
56. Tan S. H. · Polymer · 2005 · 46 · 612810.1016/j.polymer.2005.05.068 ↗
57. Shawon J. · J. Mater. Sci. · 2004 · 39 · 460510.1023/B:JMSC.0000034155.93428.ea ↗
58. Helton K. L. · J. Diabetes Sci. Technol. · 2011 · 5 · 64710.1177/193229681100500318 ↗
59. Wise D. L. · 199610.1007/978-1-4757-2487-5 ↗
60. Black J. · 199810.1007/978-1-4615-5801-9 ↗
61. Landon G. · J. Mater. Sci. · 1977 · 12 · 160510.1007/BF00542811 ↗
62. Kunzmann A. · Biochim. Biophys. Acta · 2011 · 1810 · 36110.1016/j.bbagen.2010.04.007 ↗
63. Hudson S. P. · Biomaterials · 2008 · 29 · 404510.1016/j.biomaterials.2008.07.007 ↗
64. Barbé C. · Adv. Mater. · 2004 · 16 · 195910.1002/adma.200400771 ↗
65. Nichols S. P. · Biomaterials · 2012 · 33 · 630510.1016/j.biomaterials.2012.05.053 ↗
66. Hetrick E. M. · Biomaterials · 2007 · 28 · 457110.1016/j.biomaterials.2007.06.036 ↗
67. Reynolds M. M. · Free Radical Biol. Med. · 2004 · 37 · 92610.1016/j.freeradbiomed.2004.06.019 ↗
68. Robbins M. E. · Langmuir · 2004 · 20 · 1029610.1021/la048368n ↗
69. Skrzypchak A. M. · Perfusion · 2007 · 22 · 19310.1177/0267659107080877 ↗
70. Zhang H. · Biomaterials · 2002 · 23 · 148510.1016/S0142-9612(01)00274-5 ↗
71. Nichols S. P. · Anal. Chem. · 2011 · 83 · 118010.1021/ac103070t ↗
72. Moghe A. K. · Polym. Rev. · 2008 · 48 · 35310.1080/15583720802022257 ↗
73. Brüne B. · Cell Death Differ. · 2003 · 10 · 86410.1038/sj.cdd.4401261 ↗
74. Bonfoco E. · Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. · 1995 · 92 · 716210.1073/pnas.92.16.7162 ↗