逐层堆叠的3D纳米纤维示意图

      通常，标准静电纺丝装置的典型输出是二维紧密膜。随着沉积持续时间的增加，膜的厚度将增加，但堆积缓慢。在组织工程中，通常需要较厚的支架来填充体积缺陷。由于层之间存在界面，堆叠纤维膜是获得足够的体积厚度的更快的方法。该方法的另一个优点是，它允许在单个方向上制造由排列的纤维组成的厚支架。Orr等人（2015年）使用了一对陶瓷磁体-铜电极组，并在水浴上以10 cm的间隔平行排列，以收集对齐的纳米纤维。平行电极下方的水浴使收集到的纤维在其中心处停留在水的表面上。对齐的纤维可以很容易地从水和平行电极上提起并堆叠在一起。

      彼此堆叠的电纺膜需要作为一个整体保持在一起。维持膜堆叠结构完整性的一种方法是先在单个膜上培养细胞，然后再将它们放在一起几天以融合各层。为了证明在分离的层上培养细胞并堆叠的可行性，He等人（2015年）使用该技术构建了基于细胞的3D软骨支架。首先，他们将单片明胶/聚己内酯纳米纤维膜置于6孔板的孔中。将骨髓基质细胞和软骨细胞的细胞悬液接种在纳米纤维膜上。将另一片纳米纤维膜堆叠在第一片的顶部，然后进行细胞接种。重复该过程直到有十张纳米纤维膜。