美国物理研究所 示意图显示了将2D纳米纤维垫转化成圆柱形纳米纤维支架的过程，该支架具有(a)用于圆柱形的空心管状模具和(b)用于管状的定制支架
照片(c)代表了可以用不同模具形状制造的不同支架
信用:谢经纬 在电影《变形金刚》中，汽车变成了机器人、喷气式飞机或各种机械
一个类似的概念启发了一组研究人员将气体发泡和三维成型技术结合起来，气体发泡是一种诱导气体发泡的化学物质的混合物，三维成型技术可以快速将电纺膜转化为复杂的三维形状，用于生物医学应用
在《应用物理评论》中，该小组报告了其新方法，与其他方法相比，该方法在速度和质量上有显著提高
这项工作也是第一次成功证明通过人类神经祖细胞/干细胞在这些转化的三维纳米纤维支架上分化形成具有有序结构的三维神经组织构建体
内布拉斯加大学医学中心的合著者谢经纬说:“静电纺丝是一种生产纳米纤维膜的技术。”
其背后的物理原理包括施加一个电力来克服溶液的表面张力，从而在溶剂蒸发后将溶液射流拉长成连续的超细纤维
" 由于静电纺丝的固有特性，纳米纤维通常被沉积以形成具有致密结构和小于细胞尺寸的小孔径的二维膜或片
“这极大地抑制了电纺纳米纤维的应用，因为细胞无法播种或穿透整个纳米纤维膜，这是不可取的，”他解释说
研究人员将气体发泡和三维成型概念相结合，在有限的空间内膨胀纳米纤维膜，形成圆柱形、长方体、球形和不规则形状的预先设计的三维纳米纤维物体
“我们的三维物体具有合适的孔径和受控的纤维排列，用于引导和增强细胞渗透以形成新的组织，”谢说
这个小组的工作意义重大，因为它可以在一小时内完成
其他方法可能需要长达12小时才能完成转换过程
“由于能够模拟细胞外基质的结构，电纺纳米纤维在组织工程、再生医学和组织建模等方面显示出巨大的应用潜力，”谢说
该小组最有趣的发现之一是，在用明胶涂覆三维纳米纤维物体后，它们表现出超弹性和形状恢复
“用聚吡咯涂层功能化的明胶涂层立方体支架在循环压缩过程中表现出动态导电性，”他说
他们还证明了长方体形状的纳米纤维物体对于猪肝损伤模型中的可压缩出血是有效的
谢说，在未来，该小组的方法可能有助于“实现用于组织修复和再生的非治疗性生物材料，例如使用预先设计的纳米纤维物体来适应不规则的组织缺损。”
“除此之外，超弹性和形状恢复可以使三维纳米纤维物体以微创方式应用
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