たとえば、AudioUnitとかでコールバックをObjective-Cで記述する方法。

AudioUnitCallbackStructを以下のような感じで宣言して、inputProcRefConにはコールバックを実装するObjective-Cのオブジェクトを渡し、

AURenderCallbackStruct callback;
callback.inputProc = Callback;
callback.inputProcRefCon = self; //あるいはObjective-Cでコールバックを実装するオブジェクト

C言語の関数からもObjective-Cのメソッドは呼び出せますから、以下のような感じでコールバック関数から呼び出し、

OSStatus Callback(void *inRefCon,
                  AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags,
                  const AudioTimeStamp *inTimeStamp,
                  UInt32 inBusNumber,
                  UInt32 inNumberFrames,
                  AudioBufferList *ioData)
{
    OSStatus err = 
        [(id)inRefCon callback:inNumberFrames
                        ioData:ioData 
                 ioActionFlags:ioActionFlags 
                   inTimeStamp:inTimeStamp 
                   inBusNumber:inBusNumber];

    return err;
}

以下のようなメソッドを用意しておいて受け取る、

- (OSStatus)callback:(UInt32)inNumberFrames 
              ioData:(AudioBufferList *)ioData
       ioActionFlags:(AudioUnitRenderActionFlags *)ioActionFlags
         inTimeStamp:(const AudioTimeStamp *)inTimeStamp
         inBusNumber:(UInt32)inBusNumber
{
    OSStatus err;
    
    //ここに実装する
    
    return err;
}

って感じでしょうか。

これで、インスタンス変数とかselfとか何の制限もなく普通にアクセスできます。自分はこんな感じで使ってみてますが問題なさそうです、たぶん。どこか遠い国の誰かのソースでも見かけた事があります。

それと、ガベージコレクション使わないなら、コールバック内をNSAutoreleasePoolで囲まなくてはいけないでしょう。