1. 引言
骨质疏松（Osteoporosis, OP）作为一种以骨密度降低和骨折风险增加为特征的全身性骨骼疾病，其发病机制与免疫反应失调及氧化应激密切相关。活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）在骨稳态中扮演关键角色，过量ROS会直接损伤成骨细胞并促进破骨细胞分化。巨噬细胞作为骨微环境中的核心免疫细胞，在ROS升高时极化为促炎M1表型，释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）等细胞因子，加剧骨吸收。近年来，普鲁士蓝（Prussian Blue, PB）纳米酶因良好的生物相容性被用于急性炎症治疗，但其ROS清除效果短暂；锰（Manganese, Mn）虽具强抗氧化活性，但生物相容性较差。本研究通过构建PB-Mn复合纳米颗粒，整合PB的载体优势与Mn的催化活性，旨在突破单一材料局限，为慢性骨质疏松提供长效治疗新策略。
2. 材料与方法
PB-Mn纳米颗粒采用溶剂热法合成：以K3[Fe(CN)6]、FeCl2·4H2O和MnCl2·4H2O为前体，乙烯二醇为溶剂，添加苯甲醇和聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone, PVP）作为稳定剂，180°C反应8小时后经离心、洗涤并偶联甲氧基聚乙二醇胺（mPEG-NH2）进行表面修饰。通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）、X射线衍射（X-ray Diffraction, XRD）、拉曼光谱（Raman Spectroscopy）等技术表征材料形貌与结构。体外实验以RAW 264.7巨噬细胞为模型，通过DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平，并利用试剂盒分析总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity, TEAC）、谷胱甘肽（Glutathione, GSH）、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）等指标。动物实验采用卵巢切除（Ovariectomized, OVX）小鼠模拟骨质疏松，通过尾静脉注射PB-Mn（0.6 mg/kg），每两周一次持续两月，后通过微计算机断层扫描（micro-Computed Tomography, micro-CT）、组织染色及酶联免疫吸附测定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA）评估骨密度、骨小梁结构及血清炎症因子变化。
3. 结果
3.1. PB-Mn的制备与表征
SEM显示PB-Mn呈均匀颗粒状，横向直径约200纳米，动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）显示粒径主峰位于300纳米。XRD图谱中17.4°、24.6°等衍射峰对应PB晶面（200）、（220），证实材料结晶性良好。傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR）在1660 cm–1（-C=O-）和2090 cm–1（-CN-）处特征峰验证PB结构存在，紫外-可见光谱（Ultraviolet-Visible Spectroscopy, UV-vis）在725纳米处吸收峰进一步确认Mn成功负载。
3.2. ROS清除能力
PB-Mn对过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2–）、羟基自由基（·OH）及总自由基的清除率呈浓度依赖性提升，且效果显著优于单一PB。同时，PB-Mn可增强过氧化氢酶（Catalase, CAT）、SOD、过氧化物酶（Peroxidase, POD）及谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase, GPX）活性，系统性强化细胞抗氧化防御体系。
3.3. 巨噬细胞表型调控
在脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）诱导的炎症模型中，PB-Mn处理组细胞内ROS荧光强度显著降低，TEAC、GSH、SOD水平上升而丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量下降。免疫荧光显示PB-Mn组M1标志物CD86表达降低，M2标志物CD206表达升高，实时定量聚合酶链反应（Quantitative Real-Time PCR, qRT-PCR）进一步证实促炎因子（iNOS、IL-6、IL-1β）mRNA下调，抗炎因子（Arg-1、IL-4、IL-10）上调，表明PB-Mn通过调节巨噬细胞极化改善炎症微环境。
3.4. 体内骨指标恢复
Micro-CT三维重建显示OVX组小鼠骨小梁稀疏、结构紊乱，而PB-Mn治疗组骨密度（Bone Mineral Density, BMD）、骨小梁体积分数（Obj.V/TV）、厚度（Trabecular Thickness, TS）及表面积（Obj.S）均显著改善。组织染色中，HE染色可见PB-Mn组骨小梁排列规整、直径增加约1.8倍；Goldner染色显示矿化区域（绿色）及成骨细胞数量增多；TRAP染色破骨细胞数量减少，提示成骨-破骨平衡恢复。
3.5. 骨微环境调控机制
体内氧化指标检测发现PB-Mn组骨组织TEAC、GSH、SOD升高而MDA降低，血清ELISA显示TNF-α、IL-1β、IL-6水平下降。结果表明PB-Mn通过清除ROS、降低促炎因子释放，间接抑制RANKL通路激活，从而协调骨形成与骨吸收过程。
4. 讨论
PB-Mn的协同作用源于PB的生物相容性载体与Mn的类酶催化活性互补，其长效ROS清除能力克服了单一材料在慢性病治疗中的局限。巨噬细胞表型转换是PB-Mn改善骨微环境的核心环节：M2表型转化不仅抑制炎症级联，还通过分泌抗炎因子间接保护成骨细胞功能。本研究首次将纳米材料免疫调控机制与骨质疏松治疗关联，为靶向骨微环境的再生疗法提供新思路。未来需进一步探索PB-Mn在器官分布、代谢途径及信号通路（如NF-κB/MAPK）中的具体机制。
5. 结论
PB-Mn纳米平台通过协同清除ROS、调控巨噬细胞极化及平衡骨代谢，有效缓解OVX诱导的骨质疏松。其双功能设计为慢性骨疾病提供了兼具抗氧化与免疫调节潜力的治疗策略，在再生医学领域具有广阔应用前景。
