DOI: 10.3389/fbioe.2021.674738

植入物或支架的最终生化和机械性能由其结构以及制造过程中使用的原材料和加工条件决定。静电纺丝和增材制造（AM）是两种截然不同的加工技术，在医学研究领域（即组织工程、植入物设计、药物输送）得到了广泛的应用。静电纺丝技术因其能够由聚合物溶液和熔体制备出微米/纳米纤维而备受青睐，制备者很容易对其尺寸、排列、孔隙率和化学成分进行调整以适应不同的应用。另一方面，AM提供了无与伦比的几何自由度，可在24小时内以低廉的成本构建高度复杂的组件（即特定于患者的组件）。因此，同时采用这两种技术是寻求更好匹配人体组织自然结构的支架的一大进步。在此，研究者介绍了通过结合静电纺丝（不包括熔体静电纺丝）和AM，特别是由交替纤维和AM元素组成的多层结构，以及在AM之前用纤维增强生物墨水所产生的杂化支架的最新进展。此外，还讨论了这些微纳米特征的共存对细胞行为（附着、迁移和分化）的影响。

图1.结合静电纺丝和3D打印的两种制造方法的示意图（元件不按实物比例绘制）。（A）将电纺纳米纤维沉积在3D打印元件的一侧，该元件与电纺设备的金属收集器接触。插图：覆盖有低密度静电纺丝纤维层的3D打印层。（B）3D打印头用于沉积电纺纤维增强的聚合物油墨。插图：复合3D打印结构，其中纳米纤维封装在支柱内。

图2.（A）以下类型3D打印PCL支架的hADSCs接种效率（孵育4小时）：无电纺纤维（PCL）；电纺纤维以0rpm的速度沉积45秒（PLR）；电纺纤维以0rpm的速度沉积120秒（PHR）；电纺纤维以1,000rpm的速度沉积120秒（PL1000）；电纺纤维以1,000rpm的速度沉积360秒（PH1000）。（B）在细胞培养试验的4、72和168小时，在五种类型支架上检测到的hADSCs数量。细胞培养1天后，（C）PCL支架、（D）PHR支架和（E）PH1000支架的扫描电子显微镜（SEM）图像。SEM图像显示细胞附着在支架结构上，以及存在定向纳米纤维时细胞骨架的排列。