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不溶性微粒应用专题 | 看不见的微粒,健康的“隐形刺客”

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介绍

本文隶属于不溶性微粒应用专题,全文共 3645字,阅读大约需要 11 分钟


引言:提起输液,很多人都不陌生。过去遇到感冒发烧,不少人会主动要求“输点液,好得快些”。2009 年前后的统计显示,我国年人均输液量一度达到 8 瓶左右,而国际平均水平约为 2.5~3.3 瓶[1][2]。

近些年,国内多地陆续收紧门诊输液:安徽率先公布了无需输液治疗的常见病清单,江苏自 2016 年 7 月起叫停二级以上医院门诊静脉输注抗菌药物,浙江、四川、山西等省份相继跟进。减少不必要的输液,一方面是为了控制抗生素滥用、降低医疗费用;另一方面还有一个大众较少知晓的原因——哪怕看起来清澈透亮的药液,也可能混有肉眼看不见的不溶性微粒。这些微粒小到什么程度?会带来什么风险?又是谁在替我们把关?这要从六十多年前的一项实验说起。


一、六十年前改变世界药典的试验 ——“兔子实验”


1963 年,澳大利亚的两位研究者 J. M. Garvan 和 B. W. Gunner 在《澳大利亚医学杂志》上发表了一篇不太起眼却影响深远的论文。他们做了一件同行们没做过的事:不去研究药效,而是去数药水里“有什么”。


他们把当时澳大利亚市面上主流的静脉输液产品挨个抽检,让药液通过一张滤膜,再把滤膜放到显微镜下,一颗一颗地检视、分类、计数。结果让人坐立难安:除一个品牌外,几乎所有受检输液都检出了微粒,而其中大部分来自橡胶瓶塞——那个年代的输液瓶,普遍靠反复穿刺的橡胶塞封口。


第二年,两人发表了第二篇论文,回答了更要命的问题:这些东西进了活体会怎样?他们把含微粒的输液注入实验动物体内,再做病理检查——在动物的肺毛细血管里,他们找到了滞留的微粒:周围被巨噬细胞层层围裹,形成了肉芽肿,那是身体试图“隔离”异物时的典型反应[3][4]。后来别的研究者在实验动物的脑、肾等器官里,也找到了输液微粒的踪迹

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图1 兔子试验场景复刻图


一瓶瓶看起来干净的药液,就这样被找到了“藏污纳垢”的证据。那么,这些微粒究竟是什么?从哪里来?进入人体后又可能造成什么?


二、清澈的药水,未必干净


不溶性微粒,指药液中不溶于水、也不能被人体代谢利用的微小颗粒。人眼的分辨极限大约在 50 微米,而这些颗粒往往只有几微米甚至更小——它们天生就藏在视力之外:哪怕药液在灯光下看起来澄清透亮,仍可能含有成千上万颗微粒。

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图2 清澈药液仍与微粒风险


微粒的来源贯穿药品生产到临床使用的全过程:原料药析出、生产管路脱落物、橡胶瓶塞被针头穿刺时切下的碎屑、配药时不同药物混合析出的结晶、输液器具残留以及环境粉尘,都可能成为来源。


这些颗粒一旦随输液进入血液,人体没有能力将其分解代谢,只能被动应对。尺寸超过毛细血管口径的微粒,可能滞留在末梢微血管,影响局部微循环;长期滞留的微粒,可能在肺、肝、脾等器官诱发肉芽肿;微粒刺激血管壁,还可能引发输液部位的静脉炎,表现为红肿、疼痛,个别情况下还与发热等输液反应相关。


危害逐渐清晰,接下来的问题是:怎样把它们管起来?


三、写进药典的安全线


Garvan 和 Gunner 的两篇论文,像一颗石子投进湖面。此后十余年,各国监管机构陆续把“不溶性微粒”写进法定标准:1975 年,美国药典率先将大容量注射剂的微粒检查纳入法定检验,当时采用的是滤膜显微法;1985 年前后,检验范围扩展到小容量注射剂;到 1995 年,更快的光阻法被确立为注射剂微粒检查的第一法,人工镜检退居第二法。《中国药典》也收载了“不溶性微粒检查法”(现行版四部通则 0903),成为注射剂出厂放行前必须跨过的门槛。


这些限度有多具体?以《中国药典》通则 0903 为例:静脉用注射剂装量 100 毫升及以上的,每 1 毫升中大于等于 10 微米与 25 微米的微粒分别不得超过 25 粒和 3 粒;装量 100 毫升以下的,按每容器计,分别不得超过 6000 粒和 600 粒[5]。美国药典〈788〉采用了同样的分档逻辑[6]。


标准立起来了,新的难题也随之而来:微粒小到人眼无法计数,更谈不上判断粒径。要执行药典的硬性限量,必须依靠专业仪器——颗粒计数器。


四、颗粒计数器——给药液做“微粒安检”


顾名思义,颗粒计数器最核心的使命是给微粒“数数”——但它做的不只是统计总数,还要分辨每一颗微粒的大小,把看不见的微米级颗粒,转化为一组组可读取、可复核的数据。


它的工作原理可以这样理解:待测药液以稳定的低速流过一束激光,每一颗微粒经过光束时都会遮挡、散射光线,产生一个光脉冲——脉冲的高低对应微粒的大小,脉冲的次数对应微粒的数量。仪器逐一记录这些信号并分级统计,最终输出完整的颗粒数量与粒径分布。


市面上的颗粒计数器并非只有一种技术路线,不同原理各有侧重。目前,《中国药典》(2025 年版,通则 0903)与美国药典(现行通则USP〈788〉)都把光阻法列为注射剂不溶性微粒检查的第一法。不过,传统光阻法的检测下限一般在 1.5 微米左右;由 PSS 公司(现属 Entegris 旗下)开创的 SPOS 技术(单颗粒光学传感,Single Particle Optical Sensing),将光阻信号(Light Extinction,LE)与光散射信号(Light Scattering,LS)结合起来,通过光阻效应获得较大的粒径检测范围,通过光散射增加对小粒子的灵敏度,拓展了单颗粒计数的下限到0.5微米。不过,测得到只是第一步,数得对同样关键。 整体估算类的技术,会把少数大颗粒"平均"进一堆小微粒里,几乎等于漏检。在检测模式上,SPOS 采用”逐颗登记“的方式:对每一颗微粒独立测量,而不是对全部颗粒做整体估算,因此对样品中占比很少、但风险较高的大颗粒拥有更强的检出能力——而大颗粒,正是血管堵塞的主要风险因素之一。


在采用 SPOS 技术的药典级仪器中,AccuSizer 系列是代表性机型之一。以 AccuSizer A2000 USP 不溶性微粒检测仪为例(图 3),其粒径检测范围覆盖 0.5~400 微米,支持自动进样、自动数据处理与自动清洗,可直接输出符合中国药典、美国药典等法规要求的检测报告,满足注射剂微粒检查的常规需求。

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图3 AccuSizer A2000 USP 不溶性微粒检测仪


五、不止输液:更多药品均需微粒安全管控


输液是老百姓最熟悉的注射类药品。事实上,不少我们生活中会接触到的制剂,包括静脉营养乳剂、滴眼液、生物疫苗等产品,都存在微粒安全隐患,在出厂前都必须完成严格的微粒质量检测。


普通输液制剂:出厂检验是第一道防线


对静脉输液而言,微粒控制的第一道防线在药厂:按照药典要求,静脉用注射剂每一批次出厂前都要完成不溶性微粒检测,定量检测药液中大于等于 10 微米、25 微米等不同规格微粒的数量,一旦超过药典规定上限,整批药品不予放行。医院端使用的精密输液器(末端过滤)则是临床环节的补充手段,用于进一步降低调配与输注过程中新增的微粒风险。


脂肪乳:一条严苛的安全线


很多人在医院见过它——那瓶乳白色的“营养液”,就是脂肪乳。简单来说,脂肪乳是一种可直接静脉输注的油脂类营养制剂:将植物油分散成微米级的细小油滴,均匀悬浮于水相中制成乳剂。对于重症、术后或胃肠功能受损、无法正常经口进食的患者,它可以绕过消化道,直接经静脉为人体提供能量和必需脂肪酸,因此也被称为静脉营养的“能量来源”之一。


不过,这种油水混合的乳剂稳定性有限,储存和运输途中,细小油滴会相互聚合变大,形成超过 5 微米的大乳粒,而大乳粒进入血液后,会明显增加堵塞肺部微血管的风险。为此,国内外药典专门设置了 PFAT5 指标:大于 5 微米的大乳粒所含脂肪,不得超过总脂肪量的 0.05%[7]。这个比例肉眼无从判别,只能依靠颗粒计数器逐颗测量油滴尺寸、换算体积占比,才能守住这条严苛的质量线。

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图4 脂肪乳微粒风险与 PFAT5 质控示意图


滴眼液:黏膜上的微粒管控


眼睛的黏膜对异物极为敏感,眼用制剂同样有严格的微粒管控要求,以美国药典〈789〉为例,其对滴眼液中的不溶性微粒设定了明确限度。滴眼液上市前的微粒检测,筛查的正是这类可能刺激眼表、引起刺痛或炎症的亚可见微粒。

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图5 滴眼液黏膜微粒管控示意图


生物药与疫苗:更复杂的颗粒问题


近年来,单抗类生物药和 mRNA 疫苗越来越多地进入临床。蛋白类药物在储存中容易聚集形成蛋白聚集体,可能影响药效,也存在引发免疫相关不良反应的风险;mRNA 疫苗的脂质纳米颗粒(LNP)递送系统,对颗粒尺寸的均一性要求很高。颗粒计数器可以跟踪颗粒数量与粒径随储存时间的变化,帮助药企完成处方筛选和稳定性验证,把风险拦截在上市之前。


此外,它还承担制药生产环节的辅助验证工作:确认除菌过滤器能否有效截留颗粒,检查灌装管路和设备清洗后有无残留,保障整条生产线的洁净。


六、总结


大多数人一辈子也不会见到一台颗粒计数器,更不会去读它输出的密密麻麻的颗粒统计报告,但它的检测结果,直接关系到我们能拿到什么样的药品。它不直接治疗任何疾病,它做的事情是风险拦截——把不符合安全标准的药品挡在上市之前,把看不见的风险变成看得见的数据。


当然,仪器只是工具,医学界普遍提倡的用药原则依然值得记住:能口服不注射,能肌注不输液。尽量避免不必要的输液;而当我们确实需要输液时,正是这些藏在制药实验室里的仪器和层层标准,在为用药安全兜底。


参考文献

[1] 新华网. 多地取消门诊输液受欢迎[EB/OL]. (2016-09-08)[2026-08-27].

[2] 央视网. 中国多地取消门诊输液 遏制过度医疗[EB/OL]. (2016-09-12)[2026-08-27]. 

[3] GARVAN J M, GUNNER B W. Intravenous fluids: "a solution containing such particles must not be used"[J]. Medical Journal of Australia, 1963, 2(4): 140-145.

[4] GARVAN J M, GUNNER B W. The harmful effects of particles in intravenous fluids[J]. Medical Journal of Australia,  1964, 2: 1-6.

[5] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(2025 年版)四部:通则 0903 不溶性微粒检查法[S].

[6] United States Pharmacopeial Convention. USP General Chapter<788>Particulate Matter in Injections[S].

[7] United States Pharmacopeial Convention. USP General Chapter<729>Globule Size Distribution in Lipid Injectable Emulsions[S].

上海奥法美嘉生物科技有限公司  2026-10-14  |  阅读:40
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