微球

一、定义与分类

1. 基本概念

   • 微球（Microspheres）是直径在 1 μm~1000 μm 的球形颗粒，具有均匀或核壳结构，可负载药物、蛋白质、基因等活性成分。

2. 分类

   • 天然材料：明胶、壳聚糖、海藻酸钠（生物相容性好，可降解）；

   • 合成高分子：聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）、聚乙烯醇（PVA）（可控降解，机械强度高）；

   • 无机材料：二氧化硅、羟基磷灰石（耐高温，适用于骨修复）。

二、制备方法

1. 乳化-溶剂挥发法

   • 将聚合物溶解于有机溶剂，乳化后挥发溶剂固化，形成微球（常用PLGA微球）。

2. 喷雾干燥法

   • 将溶液或悬浮液雾化后快速干燥，适合大规模生产（如蛋白质负载微球）。

3. 微流控技术

   • 通过微通道精准控制液滴大小，制备单分散性高的微球（用于高精度药物递送）。

4. 离子交联法

   • 天然高分子（如海藻酸钠）与钙离子交联成球（温和条件，保护活性成分）。

三、核心应用领域

1. 药物递送系统

   • 控释与靶向：微球包裹化疗药物（如紫杉醇），通过pH或酶响应释放，减少全身毒性；

   • 长效制剂：PLGA微球缓释药物数周至数月（如精神疾病药物）。

2. 组织工程与再生医学

   • 3D细胞培养：微球作为支架模拟细胞外基质（ECM），支持干细胞增殖与分化；

   • 生长因子递送：负载BMP-2的微球促进骨缺损修复。

3. 诊断与成像

   • 造影剂载体：磁性微球（如Fe₃O₄）用于MRI增强成像；

   • 免疫检测：荧光微球标记抗体，提高检测灵敏度（如流式细胞术）。

4. 美容与医美

   • 填充剂：透明质酸微球用于软组织填充（如乔雅登®）；

   • 胶原再生：PCL微球刺激真皮层胶原合成。

四、前沿研究进展

1. 智能响应微球

   • 环境响应型：温度/pH/光敏感微球，实现病灶部位精准释药（如肿瘤微酸环境触发释放）。

2. 多功能复合微球

   • 抗菌-促愈合：壳聚糖微球负载银纳米颗粒，兼具抗菌与组织修复功能；

   • 基因-药物共递送：PLGA微球同时包裹化疗药与siRNA，增强抗癌效果。

3. 器官芯片与类器官

   • 微球作为信号中心，在芯片中模拟ECM微环境，指导类器官自组装。

五、挑战与未来方向

1. 生产标准化

   • 微球粒径均一性、批次稳定性仍需提升（尤其是临床级制备）。

2. 体内命运调控

   • 如何精确控制微球降解速率及代谢途径，避免长期滞留副作用。

3. 临床转化瓶颈

   • 复杂载药微球的规模化生产、成本控制及法规审批（如基因治疗微球）。

六、与细胞外基质（ECM）的关联

• 仿生设计：微球表面修饰ECM成分（如纤连蛋白、层粘连蛋白），增强细胞粘附与功能；

• 动态调控：微球释放ECM降解酶（如MMPs），参与组织重塑过程。

微球作为多功能的“微型工具箱”，在精准医疗和再生医学中展现出巨大潜力。其与ECM的协同作用将进一步推动仿生材料与个性化治疗的发展。