Ecco la soluzione che ho trovato:

Codice PHP:
...
function 
_parseRegEx($url) {
    return 
Router::url((string)$url[1]);
}
...
$content_page preg_replace_callback($regex, array(&$this'_parseRegEx'), $content_page);
... 
Quando avrò un pò di tempo da perdere cercherò di capire il perché non voglia funzionare direttamente con preg_replace...