莲藕内部具有天然的多孔网络结构，孔隙率可达70%以上，其孔径大小只有50-300微米，与人体骨骼的骨小梁结构高度相似。这种结构可为骨折部位提供三维支撑框架，促进新生血管和骨细胞的生长。 莲藕黏液中的活性多糖，如莲藕多糖LPS，会被小心被提取后，涂覆在孔洞表面后就会发出“快来修”信号，模拟人体骨生长因子，吸引骨髓干细胞快速聚集到骨折处。然后就会模拟发出“变骨头”指令，激活干细胞分化为成骨细胞，而非脂肪细胞。对比传统金属和陶瓷骨板有很大优势，只能物理固定，无法主动指挥细胞行动。 莲藕经过脱细胞、碳化或矿化处理后，可调节其力学强度，使其与骨折部位的承重需求和弹性模量相匹配，避免传统金属支架的应力遮蔽效应。莲藕支架主要由碳水化合物和木质素构成，可通过调控处理工艺如热解温度，控制其降解速率，使其在骨折愈合后逐步被人体吸收，无需二次手术取出。这样不仅省去了手术费还免去了患者的痛苦。 莲藕支架材料包含改性莲藕纤维素和聚乳酸，具有智能降解特性，当新生骨骼长到30%时，支架会降解40%，骨骼长满时，支架100%降解。降解产物只有水和二氧化碳，部分转化为新骨矿物质钙、磷等。传统的钛合金骨板术后需二次手术取出，莲藕支架免除此痛苦。 莲藕富含多种生物活性物质，可直接或间接促进骨折修复。莲藕含丰富的钙和磷，是骨骼矿化的关键元素。硅含量也很高，可促进胶原蛋白交联和骨基质成熟。多酚类化合物如莲藕多酚，具有抗氧化性，可阻止炎症反应，减少骨吸收。多糖类如莲藕黏蛋白，可激活成骨细胞分化，促进骨形成。植物雌激素可能通过模拟雌激素作用，阻止破骨细胞活性，防止骨质流失。莲藕提取物中的槲皮素、芦丁等黄酮类物质，可阻止细菌感染和炎症因子的过度释放，降低术后感染风险。 武汉轻工大学通过多步处理工艺将莲藕转化为功能性骨修复材料。脱细胞与脱糖处理，采用碱性溶液或酶解法去除莲藕中的植物细胞和糖分，避免免疫排斥反应，同时保留多孔骨架结构。将脱细胞的莲藕支架浸泡在模拟体液中，诱导羟基磷灰石沉积，模拟天然骨矿物质成分，增强支架的生物活性。结合生物陶瓷β-磷酸三钙或生长因子BMP-2，进一步提升成骨效率。结合莲藕的多孔结构与HA矿化能力，加速骨整合。莲藕胶原蛋白支架：增强材料柔韧性和细胞黏附性。 目前该技术已完成猪骨修复实验成功率98%，预计2026年进入临床试验，未来或改写全球骨折治疗规则。莲藕支架表面的多孔结构和活性成分可促进成骨细胞黏附、增殖及分化。支架的多孔网络为血管内皮细胞提供迁移路径，加速局部血供恢复，为骨修复提供营养。莲藕中的多酚和多糖可能通过激活各种通路，上调成骨相关基因的表达。 莲藕天然成分赋予支架 三重防护，孔径小于细菌直径>1μm，阻挡细菌侵入；莲藕碱中和伤口酸性炎症环境；多糖促进巨噬细胞清除坏死组织。 莲藕作为农产品，来源广泛且成本低廉，相比人工合成的钛合金或聚乳酸支架更具经济性。通过3D打印技术，可将莲藕基材料制成与骨折部位匹配的定制化支架，提升修复准确度。目前可能处于动物实验阶段如大鼠、兔子骨折模型，若效果显著，未来或可应用于复杂骨折、骨缺损修复或骨科手术辅助材料。 武汉轻工大学的这项研究巧妙结合了天然材料的结构优势与生物活性成分，为骨折修复提供了低成本、高仿生的解决方案。其核心在于利用莲藕的多孔支架结构和活性物质，模拟骨微环境，激活内源性修复机制。未来若能克服技术瓶颈，将在骨科领域带来显著变革。
