本发明涉及一种三维非支撑骨修复补片及其制备方法，补片由具有细胞外基质的纳米纤维构成；其中，纳米纤维由重量比为1∶9～9∶1的聚己内酯和聚乙醇酸共混构成。制备方法包括：将二种聚合物溶解于有机溶剂中，搅拌制得透明均匀的静电纺丝溶液；利用静电纺丝工艺对上述纺丝溶液进行纺丝，接收获得纤维支架；将纤维支架浸泡、干燥、裁制、消毒、利用骨髓问充质干细胞进行培养，制得三维骨补片修复材料。本发明可根据需要任意调节孔径以及空隙率；也可用作神经导管以及骨、血管、心脏、神经等组织工程细胞支架，适合多种细胞的生长；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。