DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c01419
近年來已經開發出了多種增材制造技術，以生產具有可調節物理、化學和力學性能以及特定體系的結構。溶液靜電紡絲雖然是一種古老且成熟的技術，但通常無法實現這些新型制造技術的圖案分辨率和可調性。在這項研究中，作者提出將溶液電寫作為一種由不同聚合物生產具有可調圖案、尺寸和支架孔隙率的纖維導管的方法。本文證實了在溶液電寫過程中溶劑選擇的重要性，并討論了如何利用溶劑的極性和揮發性來可控地改變所制備支架的結構。該技術可以通過常規靜電紡絲設備輕松實現，并提供在溶液靜電紡絲領域不常見的多功能性、控制性和定制性。
圖1.使用PGSP/PET和PCL進行溶液電寫。（A）溶液電寫設備的示意圖，其中突出顯示了重要的制造參數（HV，高壓），且定義了纏繞角（ω）。（B）經熱固化并從收集芯軸上取下的溶液電寫PGSP/PET導管，內徑為8mm。溶液電寫PGSP/PET導管（C）和溶液電寫PCL導管（D）的SEM圖像（大圖比例尺為1mm）。插圖顯示存在（C）或不存在（D）纖維融合的纖維交叉點的高倍放大圖像（插圖比例尺為10μm）。在靜電紡絲溶液中添加苯甲醚對PCL纖維融合（E）和堆積（F）的影響。E部分的插圖顯示了由苯甲醚引起的PCL纖維融合（比例尺為3μm）。
圖2.外加電壓對纖維堆積的影響。由含25％m/V PCL的HFIP溶液制備的溶液電寫PCL導管的SEM圖像，外加電壓為（A）1.33kV，（B）2kV，（C）2.66kV和（D）3.33kV。（E）與外加電壓有關的最大纖維堆疊高度的量化。大圖中的所有比例尺均為3mm；插圖中的比例尺為200μm。
圖3.纖維纏繞角度可調。在軸向（A）和圓周（B）方向對齊的PCL纖維的光學成像，以及由交替層組成的“籠”設計（C）。ω為35°（D），45°（E）和75°（F）的PGSP/PET纖維的SEM圖像。[所有比例尺均為1mm。D圖（右側）中的纖維由于SEM樣品制備過程中的處理而混亂。]（G）具有不同纖維纏繞角度的溶液電寫PCL導管的單軸拉伸試驗數據。（H）應力-應變曲線的趾部（G部分的方框部分）。
圖4.擴大溶液電寫規模的方法。（A）雙噴絲頭可提高制備速度，和/或同時紡制兩種不同的溶液。（B）定制的六針噴絲頭，以將纖維沉積速率提高六倍，并縮短制造時間。白色箭頭指向由每個噴絲頭產生的單根纖維。
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