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在组织工程中，支架的作用是模拟真实的体内微环境，促使细胞分化为特定组织。[24,40,41,80,87] 传统组织工程中，孔隙率与机械强度是两个相互矛盾但同等重要的特性。一方面，支架需要具备一定的孔隙率来为细胞迁移和整合提供充足空间，实现营养物质与代谢废物的交换，并为细胞外基质和毛细血管的形成创造条件；另一方面支架必须具备足够的机械强度，以承受缺损部位的生物力学负荷。

[39,40,46,88] 传统各向同性支架材料（如冻干海绵和多孔陶瓷）通常存在孔隙率增加导致机械强度下降的问题。然而，通过静电植绒技术制备的各向异性支架，能够同时满足高孔隙率与机械强度的要求。此外，相较于传统各向同性支架，静电植绒支架在满足人体组织各向异性需求方面具有显著优势。简而言之，该技术将高孔隙率与优异机械性能（图a)及各向异性条件完美结合，特别适用于需要高抗压强度和弹性的软骨组织工程领域（图b)。[25]

静电植绒技术在组织工程中的应用始于2007年，Walther等人成功地利用矿化胶原蛋白作为基质、明胶作为粘合剂和聚酰胺纤维作为成网纤维来培养和增殖小鼠7F2成骨细胞，从而创建了支架。[41]该研究验证了静电植绒支架在软骨和骨组织工程中的可行性。与聚苯乙烯培养皿相比，支架上培养的细胞表现出更高的比碱性磷酸酶（ALP）活性，尤其是在培养7天后更为显著。这表明支架的三维细胞排列促进了成骨分化。

[41]值得注意的是，孔径在100-150μm范围内的支架展现出接近91%的高孔隙率，这种特性能有效促进细胞增殖。[89]Lien团队研究发现，软骨细胞更倾向于在孔径为250-500μm的支架中增殖并生成细胞外基质。[90] 由于圆形细胞的相对尺寸通常在5-20μm之间，过小的孔径会阻碍细胞迁移。[91]而通过静电纺丝技术制备的支架，其孔径仅处于纳米级或微米级低值区间，这限制了它们在支架开发中的应用。

[24,39,92]因此，通过静电植绒法制备支架可获得孔径可灵活调节的结

构，这种结构可通过形成相互连通的孔隙来促进细胞迁移。此外，已有研究表明将生物相容性可降解纤维植入创面可促进肉芽组织形成，从而加速伤口愈合。[23,93] 麦卡锡团队以壳聚糖/明胶（图c)为基底、聚己内酯纤维作为植绒层纤维，对8毫米II型糖尿病小鼠全层创面进行为期7天和14天的静电植绒支架研究（图d），[6] 证实了其促进伤口愈合的效果。此外，采用银纳米粒子填充聚己内酯纤维的静电植绒支架，在体外实验中也展现出显著增强细胞迁移能力和抗菌活性的优势。[5]目前，组织工程学中仍有大量应用静电植绒技术有待探索的领域。例如，要提升摇粒纤维的蓬松效果以获得更佳的造粒效果，关键在于选择合适的可吸收粘合剂和优质摇粒纤维。此外，采用更环保的纤维处理工艺并实施机械性能增强结构，也是优化整体工艺流程的重要环节。科学家研究人员已在这些领域开展了初步研究。麦卡锡团队采用盐处理法替代电荷积累，通过盐离子化作用确保钉扎纤维产生足够的库仑力实现向上运动。[6] 值得注意的是，该处理中的盐仅附着于纤维表面，用水即可轻松去除，避免对支架应用造成不必要的负面影响。[6] 将两种静电植绒支架组合形成互锁结构，可通过与细胞及其细胞外基质分泌物的协同作用增强机械性能（图e)，该结构还展现出更高的在受力时细胞活动性增强（图f)，[4,94] 因此，细胞在外力作用下获得了更强的保护能力。

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高压静电植绒的新型应用领域——组织工程支架