靜電紡絲技術利用直流高壓由聚合物液體或熔體生成靜電紡絲纖維。然而，到目前為止，交流（AC）高壓對聚合物可紡性的影響仍未得到充分探究。本工作研究了各種低毒性溶劑和交流高壓（25和32kVRMS）對聚己內酯（PCL）電紡納米纖維支架（ENS）的可紡性、形態和生產率的影響。除此之外，還評估了各種PCL ENS的細胞活性。其中，使用甲酸（F）、甲酸/乙酸（FA）和甲酸/乙酸/丙酮（FAA）溶劑體系制備各種濃度的PCL溶液。初步的聚合物-溶劑相互作用研究證實，對于PCL而言，FAA溶劑體系優于FA和F。由于較好的聚合物-溶劑相互作用和PCL穩定性，FAA-PCL的粘度高于FA-PCL和F-PCL。因此，FAA-PCL在32kVRMS下顯示出較高的電紡納米纖維生產率（12.4±0.3g/h），其次是FA-PCL（6.9±0.1g/h）和F-PCL（2.2±0.2g/h）。最后，細胞毒性和體外實驗表明，所制備的ENS是無細胞毒性的，并且與3T3-L1小鼠成纖維細胞具有生物相容性。綜上，本研究對學術界和工業界使用交流靜電紡絲技術大規模制備各種聚合物納米纖維具有很好的啟發作用。
圖1.交流靜電紡絲示意圖（a）和納米纖維羽流的圖片（b）。
圖2.用于分析ENS孔徑和孔隙率的納米纖維橫截面圖像。（a）用于分析孔徑的SEM圖像（黃色矩形和綠色圓圈分別代表電紡納米纖維的采樣區域和橫截面）。（b）和（c）帶有測試點和探針的SEM圖像用于估計ENS的孔隙率（為了讀者更好地查看，電紡納米纖維的橫截面以綠色突出顯示）。
圖3.溶液屬性。（a）Hansen溶解度參數和溶解度球形模型的3D呈現，（b）GPC色譜圖，（c）溶液粘度與剪切速率之間的函數關系，（d）對應于前體濃度的各種紡絲溶液的粘度以及（e）對應于前體濃度的各種前體溶液的表面張力。
圖4.不同PCL ENS的SEM顯微照片與不同溶劑體系（F、FA和FAA）、聚合物濃度（5、10和15wt%）和外加高壓（25和32kV）的函數關系。
圖5.（a）各種PCL ENS纖維直徑隨聚合物濃度和施加電壓變化的箱線圖，以及（b）相應的直方圖（d指直徑）。
圖6.（a）不同PCL電紡納米纖維的生產率（10wt%PCL，25和32kVrms下），以及（b）電紡納米纖維的生產率與平均纖維直徑的函數關系。
圖7.PCL交流可紡性的主成分分析。（a）PC1與PC2的函數關系，（b）PC3與PC4的函數關系。
圖8.各種ENS的細胞毒性分析。（a）成纖維細胞的光學顯微鏡圖像和（b）各種材料提取物中的細胞活力（MTT分析）。
圖9.不同PCL ENS的體外分析：（a）細胞的熒光顯微鏡圖像（比例尺50mm），和（b）細胞在不同PCL ENS上的代謝活性，（c）PCL ENS的孔徑，（d）PCL ENS的孔隙率，以及（e）纖維直徑、孔徑、孔隙率和代謝活性之間的關系（*表示F-PCL組第3天的統計最低值）。
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