当《哪吒 2》中太乙真人用莲藕重塑哪吒肉身的场景引爆全网时，武汉轻工大学食品科学与工程学院的实验室里，江雪玉博士正与同事在显微镜下观察着一种特殊的“藕丝”。
江雪玉｜https://sg.whpu.edu.cn/__local/4/2D/1A/9375F7CBED2AE1C6E225D78E61E_0E745E30_5007B.pdf
这些看似脆弱的纤维，竟是破解人类骨骼修复难题的“密钥”——通过提取莲藕纤维并借助 3D 打印技术，他们成功研发出可促进骨细胞增殖的“骨骼魔法支架”。即以莲藕纤维为原料，通过 3D 打印技术制造出定制化骨支架，为骨骼再生开辟了一条蕴含东方智慧的新路径。
来源：资料图
研究显示，莲藕中富含的纤维素和多酚类物质，具有天然的抗炎、抗氧化特性，且其多孔纤维结构与人体的骨组织微环境高度相似。然而，直接将莲藕粉用于医疗存在硬度不足的问题。莲藕的横切面布满 7-9 个孔洞，其分形结构与人类血管和肺泡高度相似。而维管束中的螺旋纤维素拉伸延展性可达 20% 而不破裂，力学特性堪比人体血管。正是这些天然结构为该团队打造仿生材料提供了灵感：若将莲藕纤维制成支架，能否成为骨骼修复的“钢筋骨架”？
据了解，这项研究始于课题组于 2015 年对莲藕全粉的探索，直到 2022 年才转向生物医药领域。在实验室里，他们破解了莲藕的“基因密码”：通过红外光谱发现其纤维素 Ⅰ 型结晶结构具有优异力学性能，并利用流变学测试证实藕浆的剪切稀化特性适合 3D 打印，以及通过体外细胞实验证明藕纤维释放的多糖成分可以激活 Wnt/β-catenin 信号通路，从而显著促进成骨细胞分化。
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研究中，该团队从藕中提取出富含多糖、多酚的纤维成分，通过调控温度与压力使其结晶致密化，形成储能模量超高的坚固支架材料，并利用 3D 打印技术按需定制骨支架。
具体来说，该团队利用高精度生物打印机，根据患者 CT 扫描数据重建骨缺损模型，逐层沉积藕纤维浆料，最终形成孔隙率高达 80%、力学强度超 40 兆帕的多通道支架。这种仿生结构不仅为骨细胞提供了攀附生长的“脚手架”，其内部连通的孔道还能促进营养物质运输，模拟天然骨骼的哈弗斯系统（哈弗斯系统又称骨单位，是长骨骨干的主要结构单位）。
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