在電影《哪吒之魔童鬧海》中,太乙真人用蓮藕為哪吒、敖丙“重塑肉身”的情節令觀眾印象深刻。近期,武漢輕工大學食品科學與工程學院易陽教授團隊用藕制作骨骼支架,提高了骨愈合率,“以藕塑骨”走進現實。
“我們團隊成立于2013年,次年就開始研究蓮藕。”在武漢輕工大學(金銀湖校區)食品科學與工程學院的實驗室里,易陽回憶起科研歷程。起初,團隊主要研究蓮藕的營養和保鮮。一次企業調研中,他們發現蓮藕加工總會產生20%以上的“邊角料”,通過進一步研究,發現其具有天然的纖維結構和生物相容性。
“如果用蓮藕制作骨支架等仿生組織工程材料,是不是也能讓損壞的生物組織得到修復?”受到成語“藕斷絲連”的啟發,團隊成員江雪玉研究發現,藕纖維素經納米化處理后可形成纖維束,纖維束表面的羥基基團可以吸附鈣離子,從而促進骨礦化,“蓮藕的‘邊角料’可以做成骨支架。”
然而,骨支架需要同時兼顧支架機械強度、適應性以及降解性能,藕纖維支架能行嗎?
“傳統的骨修復方式,是在破損或斷裂的骨頭處安裝定制支架,保護傷口的同時,讓骨細胞能夠沿著支架增殖。”江雪玉介紹,蓮藕中含有大量淀粉、纖維素等大分子,還有多酚、多糖等抗炎、抗氧化活性成分,用蓮藕材料制作骨支架,不僅韌性和強度高,還能隨著骨組織重建逐漸降解。
2024年,團隊首次成功將藕纖維提取出來,通過添加不同比例的水、藕淀粉等成分,借助3D打印技術,將蓮藕轉化成有生物相容性和可調機械強度的骨支架。
“按照骨折或者骨裂的情況,可以定制出不同類型的骨支架。”江雪玉現場演示,只需兩三分鐘,一個指甲蓋大小的骨支架就打印好了,支架里的孔隙只有針孔大小。“調整相關參數,就能打印出不同孔隙大小和厚度的骨支架,其強度和韌性也不同。”說著,江雪玉又將打印出的骨支架放到乙醇溶液里,10分鐘過后,軟嫩的骨支架就如《哪吒之魔童鬧海》中的情景一樣凝固定型。
江雪玉介紹,團隊已經與醫學團隊合作,實驗結果顯示,骨折的動物在植入藕材料制作的骨支架后,8周內骨愈合率可達95%,愈合的新生骨密度和骨小梁厚度顯著高于非支架組的動物,且骨骼強度與原骨相當。這初步證實了“藕骨”能促進細胞生長、血管生成和骨基質沉積,加速骨修復。
“雖然從實驗室到臨床推廣的每一步都不容易,但我們會像‘哪吒’一樣,勇往直前闖難關。”易陽說。
《 人民日報 》( 2025年04月08日 11 版)
責任編輯:陸迪