DOI: 10.1039/d0bm01751e

乳液静电纺丝是一种制备纤维网的通用技术，可用于药物输送和组织工程领域。本文研究了表面活性剂和增大内相体积分数对乳液电纺纤维形态的影响。对纤维直径、表面形貌、内部结构、网格疏水性和纤维体积分数进行了表征，并测定了其对模型药物释放和细胞反应的影响。表面活性剂向纤维表面的迁移导致纤维表面形貌和内部形态的改变，增加了网状结构的吸水率，减少了药物突释效应。增加乳液内的内相体积分数使得纤维直径、表面形态、纤维体积分数和吸水率的变化最小，从而说明了在不影响纤维性能的情况下能够增加药物负载量。最后，所有的网格均促进了细胞的粘附和增殖，表面活性剂和乳液纤维上细胞的MTT吸光度有增长的趋势，这表明通过减小纤维直径和纤维体积分数可增大表面积，从而提高代谢活性。总体而言，上述研究表明，可以通过控制表面活性剂在纤维内的位置和内相体积分数来调整纤维的形态和网格疏水性。在组织工程应用中，调节乳液电纺网中的纤维特性对于实现药物控释和细胞反应是非常重要的。

图1.乳液静电纺丝装置显示将药物负载到纤维中以实现可控释放。

图2.（A-E）内相体积分数有所增加的电纺纤维和对照的SEM显微照片。（F-J）内相体积分数增加和对照的纤维直径分布的代表性直方图。（K）每组纤维直径的点图。来自同一网格的数据点由闭合、开放或含x形的圆圈表示。*p≤0.05；**p≤0.01；***p≤0.001。

图3.（A-E）内相体积分数有所增加的电纺纤维和对照的SEM显微照片。（F-G）含和不含Span80的0％w/o内相纤维的代表性横截面SEM显微照片。

图4.静电纺丝过程中环境水与纤维的相互作用。在含Span80的纤维中，水会渗透到纤维芯层。在不含Span80的纤维中，水滴只会在纤维表面凝结。

图5.（A-E）内相体积分数有所增加的电纺网格和不含Span80的对照在1秒时的水接触角。（F-J）30秒时的水接触角。（K）每组随时间变化的接触角图。

图6.（A）内相增加的电纺纤维表面上的理论表面活性剂。（B.）内相增加时表面活性剂在乳液中的位置示意图。

图7.内相增加和对照的纤维体积分数。来自同一网格的数据点由闭合、开放或含x形的圆圈表示。*p≤0.05；**p≤0.01；***p≤0.001。

图8.（A）在含或不含Span80的样品中，纤维中负载的尼罗红模型药物相对于总试样的含量。*p≤0.05。（B）在含或不含Span80的样品中，释放的尼罗红模型药物相对于总试样的百分比。来自同一网格的数据点由闭合、开放或含x形的圆圈表示。

图9.所有纤维组的FBS吸附和半月板纤维软骨（MFC）形态。第1、3和7天，每个网格组的MFC形态。（A）用Alexa Fluor 488 Phalloidin将肌动蛋白细胞骨架染成绿色，DAPI将细胞核染成蓝色。（B）所有组以及PCL无蛋白对照组在24小时FBS吸附后的总蛋白浓度。来自同一网格的数据点由闭合、开放或含x形的圆圈表示。*p≤0.05；**p≤0.01；***p≤0.001。比例尺为20µm。

图10.半月板纤维软骨细胞（MFC）的代谢活性和增殖。（A）第1、3和7天的MTT吸光度说明所有网格组和PCL无细胞对照组中MFCs的相对代谢活性。（B）使用PicoGreen分析定量双链DNA在第1、3和7天的MFC细胞计数。来自同一网格的数据点由闭合、开放或含x形的圆圈表示。*p≤0.05；**p≤0.01；***p≤0.001。