静电纺丝技术利用直流高压由聚合物液体或熔体生成静电纺丝纤维。然而，到目前为止，交流（AC）高压对聚合物可纺性的影响仍未得到充分探究。本工作研究了各种低毒性溶剂和交流高压（25和32kVRMS）对聚己内酯（PCL）电纺纳米纤维支架（ENS）的可纺性、形态和生产率的影响。除此之外，还评估了各种PCL ENS的细胞活性。其中，使用甲酸（F）、甲酸/乙酸（FA）和甲酸/乙酸/丙酮（FAA）溶剂体系制备各种浓度的PCL溶液。初步的聚合物-溶剂相互作用研究证实，对于PCL而言，FAA溶剂体系优于FA和F。由于较好的聚合物-溶剂相互作用和PCL稳定性，FAA-PCL的粘度高于FA-PCL和F-PCL。因此，FAA-PCL在32kVRMS下显示出较高的电纺纳米纤维生产率（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，细胞毒性和体外实验表明，所制备的ENS是无细胞毒性的，并且与3T3-L1小鼠成纤维细胞具有生物相容性。综上，本研究对学术界和工业界使用交流静电纺丝技术大规模制备各种聚合物纳米纤维具有很好的启发作用。
图1.交流静电纺丝示意图（a）和纳米纤维羽流的图片（b）。
图2.用于分析ENS孔径和孔隙率的纳米纤维横截面图像。（a）用于分析孔径的SEM图像（黄色矩形和绿色圆圈分别代表电纺纳米纤维的采样区域和横截面）。（b）和（c）带有测试点和探针的SEM图像用于估计ENS的孔隙率（为了读者更好地查看，电纺纳米纤维的横截面以绿色突出显示）。
图3.溶液属性。（a）Hansen溶解度参数和溶解度球形模型的3D呈现，（b）GPC色谱图，（c）溶液粘度与剪切速率之间的函数关系，（d）对应于前体浓度的各种纺丝溶液的粘度以及（e）对应于前体浓度的各种前体溶液的表面张力。
图4.不同PCL ENS的SEM显微照片与不同溶剂体系（F、FA和FAA）、聚合物浓度（5、10和15wt%）和外加高压（25和32kV）的函数关系。
图5.（a）各种PCL ENS纤维直径随聚合物浓度和施加电压变化的箱线图，以及（b）相应的直方图（d指直径）。
图6.（a）不同PCL电纺纳米纤维的生产率（10wt%PCL，25和32kVrms下），以及（b）电纺纳米纤维的生产率与平均纤维直径的函数关系。
图7.PCL交流可纺性的主成分分析。（a）PC1与PC2的函数关系，（b）PC3与PC4的函数关系。
图8.各种ENS的细胞毒性分析。（a）成纤维细胞的光学显微镜图像和（b）各种材料提取物中的细胞活力（MTT分析）。
图9.不同PCL ENS的体外分析：（a）细胞的荧光显微镜图像（比例尺50mm），和（b）细胞在不同PCL ENS上的代谢活性，（c）PCL ENS的孔径，（d）PCL ENS的孔隙率，以及（e）纤维直径、孔径、孔隙率和代谢活性之间的关系（*表示F-PCL组第3天的统计最低值）。
