DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c01419

近年来已经开发出了多种增材制造技术，以生产具有可调节物理、化学和力学性能以及特定体系的结构。溶液静电纺丝虽然是一种古老且成熟的技术，但通常无法实现这些新型制造技术的图案分辨率和可调性。在这项研究中，作者提出将溶液电写作为一种由不同聚合物生产具有可调图案、尺寸和支架孔隙率的纤维导管的方法。本文证实了在溶液电写过程中溶剂选择的重要性，并讨论了如何利用溶剂的极性和挥发性来可控地改变所制备支架的结构。该技术可以通过常规静电纺丝设备轻松实现，并提供在溶液静电纺丝领域不常见的多功能性、控制性和定制性。

图1.使用PGSP/PET和PCL进行溶液电写。（A）溶液电写设备的示意图，其中突出显示了重要的制造参数（HV，高压），且定义了缠绕角（ω）。（B）经热固化并从收集芯轴上取下的溶液电写PGSP/PET导管，内径为8mm。溶液电写PGSP/PET导管（C）和溶液电写PCL导管（D）的SEM图像（大图比例尺为1mm）。插图显示存在（C）或不存在（D）纤维融合的纤维交叉点的高倍放大图像（插图比例尺为10μm）。在静电纺丝溶液中添加苯甲醚对PCL纤维融合（E）和堆积（F）的影响。E部分的插图显示了由苯甲醚引起的PCL纤维融合（比例尺为3μm）。

图2.外加电压对纤维堆积的影响。由含25％m/V PCL的HFIP溶液制备的溶液电写PCL导管的SEM图像，外加电压为（A）1.33kV，（B）2kV，（C）2.66kV和（D）3.33kV。（E）与外加电压有关的最大纤维堆叠高度的量化。大图中的所有比例尺均为3mm；插图中的比例尺为200μm。

图3.纤维缠绕角度可调。在轴向（A）和圆周（B）方向对齐的PCL纤维的光学成像，以及由交替层组成的“笼”设计（C）。ω为35°（D），45°（E）和75°（F）的PGSP/PET纤维的SEM图像。[所有比例尺均为1mm。D图（右侧）中的纤维由于SEM样品制备过程中的处理而混乱。]（G）具有不同纤维缠绕角度的溶液电写PCL导管的单轴拉伸试验数据。（H）应力-应变曲线的趾部（G部分的方框部分）。

图4.扩大溶液电写规模的方法。（A）双喷丝头可提高制备速度，和/或同时纺制两种不同的溶液。（B）定制的六针喷丝头，以将纤维沉积速率提高六倍，并缩短制造时间。白色箭头指向由每个喷丝头产生的单根纤维。