



提起哪吒,大家的腦海中是不是都浮現出了他用蓮藕重塑肉身的場景?這原本只存在于《封神演義》里面的神話故事,竟然與現代科技產生了奇妙聯系! 2025年3 月,武漢輕工大學科研團隊在生物材料領域取得重要進展,成功利用蓮藕纖維通過3D 打印技術制作出定制化骨支架。這一技術被形象地稱為“藕重塑骨架”,其靈感就來源于蓮藕的天然結構和生物特性,展現了自然材料在醫學領域的巨大潛力。
那么,藕為什么會有纖維?這些纖維將會如何幫助人體修復呢?大自然中的其他“絲”也能為人類所用嗎?我們一起來瞧瞧神話如何照進現實吧!
藕斷為何絲連
你一定玩過這樣的小游戲:取一根藕帶,將它折成一段段的小節,這樣就會得到一長串被細絲連接起來的“小燈籠”。這些細絲不僅是童年的樂趣,更是科學家眼里的寶藏。
在顯微鏡下,藕絲被放大成扁平的帶狀螺旋體,由數條直徑3~5 微米的細絲并排組成。藕絲的主要成分是木質纖維素(植物細胞壁的主要成分之一),這種結構讓藕絲如同微型彈簧——當受到外力拉扯時,螺旋結構被拉長卻不易斷裂,形成“藕斷絲連”的獨特現象。
為什么蓮藕的絲如此明顯?這與它的生存智慧有關。作為蓮花的根狀莖,蓮藕擔負著為植物輸送水和無機鹽的重任。通常,輸導組織的細胞多為上下垂直連接,蓮藕的輸導組織細胞卻像樓梯一樣旋轉排列,因此它的細胞壁會呈現螺旋式增厚的形態,藕絲自然也就盤旋著生長。當受到外力的拉扯時,藕絲便像彈簧一樣被拉長而不斷掉。
有同學一定會好奇:細胞壁是植物細胞所特有的,為什么獨獨蓮藕才有“絲”呢?
其實,許多植物都有“絲”,但我們很難通過肉眼看見。比如,木材中的纖維素會隨著用力折斷木頭一起斷裂,無法被人們及時觀察到,而主要成分為淀粉的蓮藕只要輕輕一彎就被掰開,力度不足以讓藕絲斷裂,才被人們看見。主要成分同樣為淀粉的土豆,圓滾滾的外形讓它難以被掰開,人們都會選擇用刀切片、切絲,細絲自然被鋒利的刀口斬斷了。
藕絲如何助力骨骼修復
既然藕絲的螺旋結構如此強韌,能否用它修復人體骨骼?科學家也想到了這一點。武漢輕工大學易陽教授帶領團隊給出了答案:他們從蓮藕中提取出纖維,利用3D打印技術將其重塑成蜂窩狀立體網絡結構的多通道支架,可以適用于不同程度的骨骼缺損。
這種支架具備以下優點——
生物相容性高:這種天然多糖纖維支架有著與人體骨骼相似的孔隙率和難以被人體免疫系統識別的特性,極大地降低了排斥反應,甚至能夠在骨骼再生修復后完全降解掉,避免了傳統骨科手術取鋼釘的痛苦。
精準引導生長:不同于光滑的鋼釘,藕纖維的螺旋結構就像一根中空的吸管,可以精準“誘捕”骨細胞并引導其生長方向,提升了骨組織的重建速度。
目前,這項研究已進入動物實驗階段。相較傳統材料,兔顱骨缺損區域的藕纖維支架讓新骨生成量增加40%,細胞黏附率提升30%~50%,成骨細胞增殖速度提升137%,骨礦化周期更是縮短至19天,真正地實現了全面超越!
看到這里,你可能會想:“是不是多吃些蓮藕,也能幫助生長期的同學們重塑骨骼,進而長高呢?”
只有當骨細胞不斷地分裂出新細胞,讓我們的骨骼一點點變長,我們才能逐漸長高。那么,如何讓骨細胞持續分裂呢?聽好啦,我這里有三大法寶——營養、運動、睡眠。
營養法寶:魚肉、牛奶、豆腐、黑芝麻……樣樣吃,不挑食,保準你像哪吒一樣身強體壯!
運動法寶:游泳、打球、勤鍛煉,遠足、騎車、賞美景,沒有風火輪一樣也很酷!
睡眠法寶:哪吒的黑眼圈不可取,想要長得高,睡眠少不了!
實驗室里的“超級明星”
易陽教授團隊并非只取藕絲,而是掌握了保留蓮藕95% 以上營養成分的“藕全粉”技術,不僅能用于制作醫療支架,還能制成沖調飲品、魚糕餅干等健康食品,可謂是成本與環保的雙贏。
此外,世界上其他國家也早已展開了對蓮藕的研究。德國研究人員發現藕絲中的纖維素可用于制造柔性電子器件的基材,日本研究人員通過蓮藕的孔洞結構開發出微流體檢測芯片,美國研究人員因蓮藕的高膳食纖維與抗氧化特性而將其列為太空食品候選。
如今,蓮藕早已成為實驗室里的“超級明星”。隨著人們對大自然中這些天然材料的深入研究,相信在不久的未來,會發生一場生物醫藥、環保材料等新興科技領域的變革。
自然界的“絲線大師”
說起大自然中的“絲”,我們還能想到蠶絲、蛛絲,它們是否也和藕絲一樣影響著人類的生活呢?
當然。早在第二次世界大戰時,人們就利用蛛絲的高強高韌、輕質柔性等特點,將它作為望遠鏡、槍炮等的軍事瞄準裝置的十字準線。就連細菌也有“絲”,我們在奶茶中常常吃到的椰果便是細菌纖維素,因其保水能力強,被廣泛應用在燒傷治療中,用于覆蓋創面。但是,最早的“絲線”還要數我國的蠶絲。
2024 年10 月,我國科學家將噴灑有碳納米管成分的桑葉喂給蠶寶寶,獲得了拉伸強度更強的“增強蠶絲”,可以用于制造更輕、更強的防護裝備,或者替代金屬成為可生物降解的醫學植入物,甚至還能引領未來環保型可穿戴電子設備的新風潮。