DOI: 10.1039/D0NR03071F

三维（3D）纳米纤维支架处于组织工程研究的前沿。然而，由于紧密的几何形状或不稳定的预留孔，通过当前技术制备的支架可提供有限的深度细胞浸润，这给三维组织的再生带来了很大的挑战。在此，研究者开发了一种新型单步3D静电纺丝技术，通过向纺丝系统中引入0至0.9 wt％银纳米颗粒（AgNPs）来创建3D绳状或云状纳米纤维支架，并对其机理进行了深入研究。银纳米粒子的掺入引起了强烈的喷射搅动和提高的纤维电导率，允许反向电荷转移和分段电荷存储，从而引起波浪形螺旋的垂直收集。所制备的支架表现出超高的比孔体积，有助于深入的细胞附着、迁移和增殖。本工作为建立适用于多种生物医学应用的多功能三维培养纳米纤维平台提供了一种可行的方法。

图1.纺丝溶液的电导率与纳米纤维支架形态特性之间的关系。a-d）支架的宏观形态。e）纺丝溶液的电导率。f-h）2D膜、3D绳状和3D云状支架的CLSM图像。i）支架的特定孔体积。

图2.纺丝过程的观察和分析。a，c，e）高速高分辨率相机记录的2D膜、3D绳状和3D云状支架的纺丝过程。b，d，f）纺丝过程的示意图。

图3.试验模型证实了3D支架形成机理的假设。a）0到9 kV高压下的可充电3D云状支架模型。b，c）安全气囊模型的建立和收集的纤维。d，e）在没有和有安全气囊阻塞的情况下模拟的静电场。f，g）安全气囊阻塞纺丝过程的图像和示意图。

图4.支架的形态特性对细胞行为的影响。a）培养4h至6天的2D膜、3D绳状和3D云状支架上的BMSCs的标准化光密度。b-d）第5天通过CLSM观察到支架中的细胞浸润。