微球（microspheres）是指药物分散或被吸附在高分子聚合物基质中而形成的微小球状实体，其粒径一般在1—250μm之间。由于微球制剂具有长效缓释或靶向作用，可以大大提升患者用药的方便性、依从性，在临床上已突显优势，是一种极具潜力的剂型。此外，微球制剂产品附加值较大，市场前景广阔，近年来已成为药物研发的热点。

微球（microspheres）是指药物分散或被吸附在高分子聚合物基质中而形成的微小球状实体，其粒径一般在1—250μm之间。

微球制剂有如下特点

1.靶向性

药物微球在体内通过被动分布，主动靶向性结合或磁性吸引，使药物在体内所需部位释药，提高药物有效浓度，同时使其他部位药物浓度相应降低，使药物全身毒性和不良反应减小。

2.缓释与长效性

微球制剂具备缓释制剂类似的优点，如减少给药次数，降低血药浓度峰谷波动等，生物降解微球还具有长效性能。

3.栓塞性

微粒直接经动脉管导人，阻塞在肿瘤血管，微球可阻断肿瘤给养和载药微球释放的药物可抑杀肿瘤细胞，起双重抗肿瘤作用。

4.掩盖药物的不良气味及口味。

5.提高药物的稳定性并降低胃刺激性

如包裹易氧化的胡萝卜素、挥发油类药物，可提高药物的稳定性；包裹尿激酶、红霉素等，可防止药物在胃内失活：包裹氯化钾可减少对胃的刺激性。

6.液态药物固态化

将油类、香料、液晶、脂溶性维生素包裹成微球，便于贮存和运输。

微球制剂的主要缺点是其载药量有限．生产工艺和质量标准较为复杂等。

目前，制备微球的常用方法主要有乳化分散法、凝聚法及聚合法三种。根据所需微球的粒度与释药性能及临床给药途径不同，可选用不同的制备方法。

1.乳化分散法

乳化分散法系指药物与载体材料溶液混合后，将其分散在不相溶的介质中形成类似油包水（W/0）或水包油（0/W）型乳剂，然后使乳剂内相固化、分离制备微球的方法。

（1）加热固化法

加热固化法系指利用蛋白质受热凝固的性质，在100～180℃的条件下加热使乳剂的内向固化、分离制备微球的方法。常用的载体材料为血清白蛋白，药物必须是水溶性的。常将药物与25%白蛋白水溶液混合．加到含适量乳化剂的油相(如棉籽油)中，制成油包水的初乳，另取适量油加热至100-180℃．控制搅拌速度将初乳加入热油中，约维持20分钟，使白蛋白乳滴固化成球，用适宜溶剂洗涤除去附着的油，过滤、干燥即得。

（2）交联剂固化法

交联剂固化法系指对于一些遇热易变质的药物可采用化学交联剂，如甲醛、戊二醛、丁二酮等使乳剂的内相固化、分离而制备微球的方法。要求载体材料具有水溶性并可达到一定浓度、且分散后相对稳定，在稳定剂和匀化设备配合下，使分散相达到所需大小。常用的载体材料有白蛋白、明胶等。

（3）溶剂蒸发法

溶剂蒸发法系指将水不溶性载体材料和药物溶解在油相中，再分散于水相中形成0/W型乳液，蒸发内相中的有机溶剂，从而制得微球的方法。

2.凝聚法

凝聚法是指药物与载体材料的混合液中，通过外界物理化学因素的影响，如用带相反电荷、脱水、溶剂置换等措施使载体材料溶解度发生改变，凝聚载体材料包裹药物而自溶液中析出。凝聚法制备微球常用载休材料有明胶、阿拉伯胶等。

3.聚合法

聚合法是以载体材料单体通过聚合反应，在聚合过程中将药物包裹．形成微球。此种方法制备微球具有粒径小、易于控制等优点。

（1）乳化/增溶聚合法

乳化/增溶聚合法系将聚合物的单体用乳化或增溶的方法高度分散，然后在引发剂作用下，使单体聚合，同时将药物包裹制成微球的方法。该法要求载体材料具有良好的乳化性和增溶性、且聚合反应易于进行。

（2）盐析固化法

盐析固化法又称交联聚合法，向含有药物的高分子单体溶液中加入适量的盐类沉淀剂如硫酸钠使溶液浑浊而不产生沉淀，制得的颗粒粒径约为1～5μm，然后再加人交联剂固化，可得到稳定的微球。

1.药物浓度

药物浓度影响粒径与药物加人的方法有关。将药物加人刭微球中有两种方法：一种是药物在形成微球的过程中掺入到微球内部，另外一种是先制备空白微球再吸附药物从而将药物加人到微球内部。随药物浓度增加、微球载药量增加，微球的粒径也会变大。

2.附加剂的影响

表面活性剂通过降低分散相与分散介质间的界面张力，改变制备过程中乳滴的大小，从而影响粒径的大小。不同的表面活性剂制备的微球不一定相同。

分散介质不同对于微球粒径影响较大。

3.制备方法

粒径对制备方法的依赖性较大，不同的制备方法可能得到的微球粒径不一定相同：同一种制备方法采取不同处理过程，得到的微球粒径也可不同。

4.搅拌速度与乳化时间

一般来说搅拌速度快，微球粒子小，超声处理比搅拌法制备的微球粒子更小。乳化时间越长．微球粒子越小。粒度分布越均匀。

此外，固化时间和温度，交联剂、催化剂用量和种类．γ-射线的强度和照射时间等均对制备的微球大小有影响。

1.形态检查

理想微球的微观形态应为圆整球型或椭圆形实体，形态饱满，颗粒的大小应尽可能均匀，微球之间无粘连。通常粒径在1～250μm的称微球，而粒径在0．1～1μm的称亚微球，粒径在10～100nm的称纳米球。微观形态的观察可使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)，以及原子力学显微镜(AFM)。SEM是目前观察微球形态使用最广泛的方法，被用于表面及切面形态的观察。TEM分辨率高，适用于亚微球、纳米球粒径测定。AFM优点之一是分辨率高，与SEM相比，不需要对样品进行金属喷镀，避免了喷镀后对样品的表面形态造成的破坏，并且AFM允许在液态环境下观测样品，而SEM则不行。但是AFM缺点是观察范围窄，得到数据不具有统计性，适合单个粒子表面形态的观察。

2.粒径及粒径分布测定

粒径及粒径分布是影响微球制剂释放行为的关键因素。粒径测定有多种方法。而粒径的分布除了可用粒径分布图表示，还可用多分散性指数(PDI)和跨距表示。跨距与多分散性指数数值越小，表示粒径分布越均匀。此外，还可以用抽针实验粗略地考察微球粒径。针规格(针长和针径)与给药途径有关，肌肉注射通常使用较长较粗的针，而皮下注射使用的针则较短较细。

3体外释放度及突释率的测定

在微球释放的最初阶段，吸附在微球表面的药物会通过扩散作用而快速释放，称为突释效应。突释效应可能导致人体内药物浓度在短时间内迅速升高，并使得药物效期缩短，是限制微球广泛应用的关键问题，因此在质量控制过程中必须重点关注突释率这一指标。2010版中国药典规定，微球在开始0.5h内的释放量不得超过40%。目前主要通过体外释放度实验考察微球的突释效应。2010版中国药典收载的释放度测定法包括桨法、篮法、杯法，用以上方法测定释放度不仅需要大量的样品，而且释放后测得的药物浓度偏低，已无法满足检验要求。目前报道的微球制剂体外释放度测定方法主要有:

（1）直接释药法 这是目前最常用的方法，包括摇床法，恒温水浴静态法。微球制剂置含有介质的容器中保持恒温封闭，一定时间取样并补充新鲜介质。

（2）流通池法 系统由恒流泵、温控流通池、存储瓶、过滤系统、取样系统和样品收集系统组成。此法已被美国药典收载，被广泛应用于缓释制剂的研究。

（3）透析膜扩散法 该法是指将微球放入透析管中，并将其放入介质中测定。

除了改进体外释放度的实验装置，还可以通过调节释放介质温度、pH值、离子强度、搅拌速率以及使用表面活性剂、酶等方式能实现微球体外加速释放，而达到缩短检验周期，提高检验效率的目的。

4载药量和包封率测定

载药量和包封率是反映微球制剂中药物含量的重要指标，载药量的批间稳定性也是工艺成熟的重要标志。载药量=微球中所含药物重量/微球的总重量×100%。包封率=系统中包封的药量/系统中包封与未包封的总药量×100%。包封率的测定先要将微球粉末溶于注射用溶剂，再通过离心法、过滤法、凝胶柱色谱法分离后测定。载药量和包封率的计算都需要建立在药物含量测定的基础上。目前上市的微球制剂所用载体多为聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)。由于PLGA易溶于二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亚砜等有机溶剂，而不溶于水、醇。依据药物和PLGA的溶解性质，PLGA微球常用的含量测定方法有：

（1）先用有机溶剂溶解PLGA和药物，再用不溶于PLGA溶剂沉淀PLGA，经过离心或过滤后，取上清进液相测定含量。

（2）先用有机溶剂溶解PLGA和药物，再加入醋酸盐缓冲液等溶剂提取多肽后进样分析。

（3）溶剂溶解PLGA及药物后，直接进样测定。

方法(1)和(2)需要在测定之前将高聚物与药物分离，而且分离过程使用的试剂容易导致药物损失。方法(3)的优势在于无需将高聚物与药物分离，但是应用较少，需要使用质谱等特殊仪器。

5.有关物质和杂质分析

鉴于已上市的产品大部分为多肽微球，其相关杂质包括降解杂质、工艺杂质以及聚合物杂质。降解杂质包括药物在生产、储存过程中发生水解、氧化反应而生成的产物。工艺杂质中得到最广泛关注的是乙酰化杂质，这类杂质是由药物多肽中的氨基、羟基与PLGA的羧基末端经过化学反应生成的，这种杂质目前在PLGA微球中广泛存在。

6.Zeta(ξ)电位测定

ζ电位也是微球的一个重要属性，ζ电位往往能指征微球制剂的稳定性，而这一指标却容易被忽视。在微粒分散体系的溶液中，其表面带有同种离子，通过静电引力吸附和扩散作用，在微粒周围形成的吸附层与相邻的扩散层共同构成微粒的双电层结构，从吸附层表面至反离子电荷为零处的电位差叫动电位，即ζ电位。ζ电位值可以反映微粒的物理稳定性，ζ电位越大，微粒之间的排斥作用越强，絮凝或沉积的可能性越小，微粒在溶液中越稳定。一般ζ电位绝对值大于15mV，可以达到稳定性要求。目前市场上测量ξ电位已有专门的ξ电位仪，英国马尔文和美国贝克曼公司都已推出电位仪系列产品，直接进样就可以读出ζ电位值。

7.载体辅料特性检测

微球制剂的缓释功能是通过载体辅料实现的，这些载体辅料通常无毒、可降解并具有良好生物相容性。常用的微球制剂载体辅料包括天然材料(如明胶、壳聚糖、淀粉、白蛋白，半合成材料(多为纤维素衍生物)以及合成材料(聚乳酸、聚氨基酸、聚羟基丁酸酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物等)。此外，在微球生产过程还需要加入乳化剂、润湿剂以及表面活性剂等辅料。载体辅料的分子量及分布范围、组成单体的比例、以及玻璃转化温度都会影响微球的释放周期、释放速度。分子量及其分布测定主要采用凝胶渗透色谱法(GPC)，并以重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和分子量分散系数(Mw/Mn)，或者绘制分子量分布曲线来表征其分子量。

8.挥发性成分检测

由于微球制剂与普通制剂不一样，除了必要的辅料，在生产过程中还可能会使用二氯甲烷、正庚烷、乙醇或乙酸乙酯等有机溶剂，依据ICH指导原则分类，二氯甲烷属于第二类残留溶剂，而正庚烷、乙醇和乙酸乙酯为第三类残留溶剂，因此必需对其限度进行控制。残留溶剂一般采用气相色谱法来测定。此外，对于固体无菌粉末制剂，一般都要求控制水分的含量。由于微球制剂大都是多肽或蛋白类药物，这类药物对热不稳定，因此不适合采用干燥失重的方法测定水分，可以采用卡尔-费休氏水分测定方法来完成。

9.细菌内毒素与无菌检查

微球制剂的细菌内毒素和无菌检查，需要进行球内和球外部检测实验。微球外部实验，旨在检测制剂完成生产灌装入瓶中时的微生物和细菌内毒素;微球内部实验，旨在检测微球内部包含的微生物和细菌内毒素。微球的粒径远大于真菌和细菌，因此表面及内部均存在污染可能。可采用直接接种法对利培酮微球内部和外部进行无菌检查，在内部无菌检查过程中，先用2mL二甲基亚砜将微球溶解和破碎，将溶解后全部液体接种至20mL培养基中，运用显微镜观察溶解和培养过程。这种内部检查方法经方法学验证表明各验证菌生长情况良好，使用浓度小于10%的二甲基亚砜不会影响微生物的生长，可应用于微球制剂的无菌检查。

微球已研究多年，但是目前已上市的仅有缓释微球，靶向微球还处于研发阶段。抗癌药物微球制剂技术的关键仍是靶向性，只有从根本上解决靶向性问题，才能解决抗癌药致命的毒副作用。靶向微球制剂的研发，以及靶向性的体内外评价方法仍然是今后研究的热点。

而针对已上市缓释微球产品而言，很多微球的关键质量属性并没有体现在产品的质量标准中，这就要求在微球的质量研究中，一方面要建立准确可行的实验方法来对微球制剂关键质量属性进行控制，另一方面，要研究这些关键质量属性与药物质量的内在联系，从而建立合理规范的限度要求。例如微球的粒度分布与释放度有密切联系，粒度分布能指征体外释放度，因此建立合理有效的粒度分布限度范围可以作为对药物释放度控制的一个重要补充。

针对缓释微球的体外释放实验，各国药典还缺乏相关指导原则。体外释放实验方法的建立不仅要考虑药物的释放机制以及药物本身的性质，而且必须与体内方法有良好的相关性。由于微球制剂的用药释放周期长，因此有必要建立体外释放度的加速实验方法来快速有效地考察长效微球的体外释放行为，如何选择合适的加速条件来指征微球的长期释放行为也是一微球研究的一个重要方面。而针对具体微球制剂品种，体外释放度方法的选择，实验设备和条件的规范，以及体内外相关性的研究仍然是微球制剂质控的难点，还有待我们进一步研究。