【内容提要(yao)】全文(wen)介紹(shao)了包裝老(lao)化試驗(yan)的重要性、分(fen)類(lei)、依據及(ji)方法、實際操作中的關(guan)注(zhu)點以(yi)及結(jie)果評估。

包裝老化試驗

1.老(lao)化試驗的重要(yao)性

老(lao)化試驗也(ye)是mdsp設計中(zhong)要考(kao)慮的(de)一個(ge)重(zhong)要(yao)項目模(mo)切(qie)燙印(yin)壓痕，因(yin)爲(wei)對于(yu)醫療器械這類(lei)安(an)全(quan)性要求很(hen)高的産品，老(lao)化(hua)試驗關系到産(chan)品有(you)效期的保證，因此(ci)是不容(rong)忽(hu)視的(de)，而老化(hua)試驗(yan)的結論性(xing)報告(gao)也可(ke)以作(zuo)爲提交給相關(guan)機構(gou)審核，如歐盟(meng)的ce認證或美(mei)國fda的(de)510k申請(qing)時承(cheng)印材料，是(shi)對産(chan)品有效期聲明(ming)的一(yi)個支(zhi)持性(xing)文件(jian)。

在ansi/aami/iso 11607标(biao)準的(de)前後幾個版本(ben)裏，一直有(you)這樣(yang)一段表述得非(fei)常明确的(de)話：“制(zhi)造商應該負責(ze)證明，産(chan)品的(de)終(zhong)包裝在經(jing)受長(zhang)時間流(liu)通和儲存過程中，隻要(yao)包裝(zhuang)是未損壞(huai)或未(wei)打開的，并(bing)且是(shi)在制(zhi)造商(shang)指定的儲存條件下(xia)輸紙，在産(chan)品标(biao)注的有效(xiao)期内其(qi)包裝應(ying)維持完整(zheng)”，這段話算是産品老化試(shi)驗直接的(de)權威标準(zhun)依據(ju)了。但這(zhe)個标準(zhun)畢竟是個通則(ze)性标準，隻是提(ti)到了(le)應該(gai)進行(hang)老化試驗以确(que)保産品有效期(qi)的有效性，卻并未提及(ji)如何進(jin)行老化試驗的(de)細(xi)節(jie)。

其實(shi)，以非(fei)常科(ke)學的角度來分析老(lao)化試驗過度(du)包裝，不(bu)難發(fa)現(xian)這個試(shi)驗事實上是一(yi)個系統的、複(fu)雜(za)的和長(zhang)時(shi)間的樣品環境調節過程，這跟astm d4332裏規(gui)定的那(na)些試驗(yan)樣品調節過程(cheng)在本質上(shang)是一緻的，就(jiu)是(shi)讓樣品在(zai)特定(ding)的環(huan)境下經過(guo)一定(ding)時間的調節(jie)，然(ran)後再(zai)對(dui)這(zhe)些經(jing)過特定(ding)環(huan)境調節的(de)樣品進行(hang)必(bi)要的(de)物(wu)理、化(hua)學、生物和機械(xie)性能等方(fang)面的試驗，用以證明樣品(pin)經過環境(jing)調節的前後是(shi)否存在各(ge)類性(xing)能上(shang)的差異。如(ru)果用一句簡單(dan)的話(hua)來總(zong)結老化試(shi)驗的(de)話過度包裝，應該是：老化試驗是一個長時間的、系統的而又(you)不涉(she)及到産品性能(neng)試驗(yan)的環境調(diao)節過(guo)程。

2.老化試驗的分(fen)類

老化(hua)試驗(yan)按照性質(zhi)不同(tong)，可(ke)以分爲(wei)真實老化試驗（real time aging testing）和加速老(lao)化試(shi)驗（accelerated aging testing）。顧(gu)名思義，前(qian)者是(shi)在(zai)常(chang)溫環(huan)境下(xia)，或者說是(shi)在産品預期的流通倉儲(chu)環境(jing)下放置，直到設計的(de)有效期期(qi)滿(man)爲止包裝裝(zhuang)潢，再将包裝完(wan)整的産品(pin)拿出來做(zuo)相(xiang)關的性(xing)能試(shi)驗，并以這(zhe)個性(xing)能試驗的(de)結果跟進行老(lao)化試驗(yan)前的樣(yang)品性能試驗結(jie)果進(jin)行對比，以(yi)此來判(pan)斷(duan)産品的有效期是否(fou)設計合理(li)。而加速老(lao)化試(shi)驗則(ze)是設(she)計一個特定的(de)老化試驗(yan)環境，從而(er)大(da)大縮短通常(chang)非常(chang)漫長的(de)老化試(shi)驗持(chi)續時間，這(zhe)個特定的(de)環境與縮短時間的(de)比例之間(jian)存在關聯性。

由(you)此可(ke)以看出酒(jiu)品包(bao)裝，真(zhen)實老化試(shi)驗非常簡單，但需要(yao)的時(shi)間非(fei)常長，可能并不适合(he)激烈(lie)的市(shi)場(chang)競(jing)争對(dui)時效(xiao)性的(de)要求，所以往往要用到加速老(lao)化試(shi)驗。但真實老化試驗是必不(bu)可少的(de)，因爲它的(de)結果才是(shi)準确和權(quan)威的大(da)族(zu)冠華(hua)，而加(jia)速老化試(shi)驗的結果隻是個過(guo)渡(du)，當(dang)真實老化試驗(yan)結果(guo)出來後，終還是(shi)要參考真(zhen)實老(lao)化試驗結果。本(ben)文讨(tao)論的重點(dian)，則是相對較爲(wei)複雜的(de)加速老化試(shi)驗。

3.加(jia)速老(lao)化試驗(yan)的依據(ju)和方(fang)法

在談mdsp加(jia)速老化(hua)試(shi)驗之(zhi)前，筆者(zhe)首先要(yao)聲明的是：這是一門模糊(hu)科學(xue)數碼印(yin)刷印後加工(gong)，因爲試驗(yan)本身(shen)涉及的化學反(fan)應過于複(fu)雜，并且其理論(lun)依據到(dao)目前爲(wei)止還無法得到(dao)科學(xue)權威(wei)的證(zheng)實。

mdsp加速老(lao)化試(shi)驗依據的(de)相關(guan)标準是(shi)推出時(shi)間并(bing)不算(suan)很長(zhang)的astm f1980，它是astm下(xia)屬的工作(zuo)組f02.60（f02是astm中有(you)關軟包裝标準(zhun)的工作組(zu)，而60又(you)是f02工作組中關(guan)于mdsp方面的下屬(shu)工作(zuo)組）爲mdsp加速(su)老(lao)化試驗而專(zhuan)門制(zhi)定的一個(ge)标準(zhun)，目前該标(biao)準有(you)兩個版本(ben)活動，分别是初(chu)的1999年(nian)5月版(ban)和3年(nian)後更(geng)新過的2002年(nian)1月版。astm f1980也是(shi)個正(zheng)式公(gong)開出版的(de)指導如何進行mdsp加速(su)老化(hua)試驗(yan)方面的标準，這對包(bao)裝加速老(lao)化試驗發(fa)展的進程(cheng)來說(shuo)應該(gai)算是很大(da)的進(jin)步了。當(dang)然(ran)，這并(bing)不是(shi)說在(zai)這份(fen)标準出(chu)台(tai)之前(qian)就沒(mei)有(you)關(guan)于加(jia)速(su)老化試驗的(de)指導(dao)标準或方(fang)案，隻不過(guo)有些方法還不(bu)夠系(xi)統或(huo)通用而已(yi)。

astm f1980的主要内容包(bao)括指導如何(he)準(zhun)備包裝加速老化試驗(yan)方案，以及一些關聯性(xing)的(de)信(xin)息表述和(he)聲明等包裝(zhuang)貿(mao)易，但不涉及真實老化試(shi)驗方案和(he)一些具體(ti)的判斷産品包裝性(xing)能的試驗(yan)方法。

astm f1980裏明确提到了(le)加速老化試驗的理論依(yi)據，在其第六部(bu)分的(de)6.3條款(kuan)中有(you)如下描述：加速(su)老化試驗(yan)理論以假(jia)設材料變(bian)質的化學(xue)反應遵循arrhenius反應速率(lü)定律(lü)爲基礎。此定律(lü)規(gui)定，單一(yi)過程中溫(wen)度增(zeng)加或(huo)減少10℃時，化(hua)學反應加(jia)速比例因(yin)子q10對應增(zeng)加或減(jian)少約一倍。當(dang)然(ran)，這個理(li)論背後還(hai)有些(xie)信息性的(de)内(nei)容(rong)需要了解(jie)折頁(ye)，比如(ru)包裝(zhuang)材料(liao)總會受外(wai)界環(huan)境因素(su)影(ying)響；比(bi)如要确定(ding)arrhenius理(li)論(lun)中的加速(su)比例(li)因子q10是(shi)個非常複雜(za)的(de)過程，需(xu)要材料反應的(de)動力學模(mo)型，所以在mdsp中一(yi)般使用比較保守的(de)q10值，如2.0。 

在這(zhe)裏，筆(bi)者(zhe)就不再詳細(xi)描述(shu)這個複雜的arrhenius理論了廠商(shang)信息(xi)，隻給(gei)出一(yi)個簡(jian)單計算方(fang)法的案(an)例(li)，供讀(du)者自行(hang)學習。

如(ru)arrhenius理論所(suo)說(shuo)，“10℃的溫(wen)度改(gai)變将(jiang)會導(dao)緻化(hua)學反(fan)應速(su)度改(gai)變一倍”，所(suo)以，加(jia)速老化速率（accelerated aging rate,簡(jian)稱aar）的計算(suan)公式爲：

aar=q10（te - ta）/10

其中色彩，te爲(wei)試(shi)驗控制(zhi)環境溫度（elevated temperature），ta爲正(zheng)常環(huan)境溫度(du)（ambient temperature）。

由(you)此，加速(su)老(lao)化試(shi)驗持續時間（accelerated aging time duration，簡(jian)稱aatd）應當爲：

aatd=desired real time/aar

這裏(li)，aatd爲對應有(you)效期(qi)的加速老(lao)化試(shi)驗持續時間。舉(ju)個例子(zi)包裝物(wu)流，假(jia)如産品設(she)計的有效期是(shi)3年，正(zheng)常(chang)環境溫(wen)度是22℃，而預(yu)定的(de)加速(su)老化(hua)試驗(yan)環境(jing)溫(wen)度是55℃，加速老(lao)化因(yin)子q10取(qu)2.0，則aar計算如(ru)下：

aar=2.0（55-22）/10 =9.85

則每1年的老化試(shi)驗測試時(shi)間爲(wei)

aatd=365天/9.85=37.06天(tian)

即aatd爲38天/年(nian)(注：計(ji)算時遇小(xiao)數點(dian)加(jia)1取整)

所(suo)以可(ke)變數據印(yin)刷，模拟3年的老(lao)化試(shi)驗(yan)測(ce)試時(shi)間是38×3=114天。

在(zai)實際(ji)進行加速(su)老化(hua)試驗時應(ying)注意(yi)以下有關加速老化(hua)理論的事(shi)項(xiang)：

（1）當老化試驗(yan)環境(jing)溫度超過(guo)50℃時立體印(yin)刷，反應速(su)率(lü)與溫度(du)的關系可(ke)能就(jiu)不再是呈線性(xing)比例了，這(zhe)也就是爲什麽老化(hua)溫度(du)不能太高(gao)的原(yuan)因。當(dang)然，如果老化(hua)溫(wen)度設(she)定得(de)太低，那就(jiu)和真實老(lao)化試(shi)驗差(cha)不(bu)多了，所以一般情況下(xia)票(piao)證印(yin)刷，爲了(le)平衡老化(hua)試驗持續時(shi)間和化(hua)學反應穩定性的關(guan)系，加(jia)速老(lao)化試驗溫度通(tong)常設(she)定在(zai)55℃，這(zhe)是(shi)筆者查(cha)閱很多(duo)國外相關文獻得到的結論，astm f1980裏(li)推薦(jian)不要(yao)超過(guo)60℃。

（2）正如前面(mian)所(suo)述(shu)，加速老化試驗(yan)是一門(men)模(mo)糊科學出(chu)版動态，而(er)含有(you)多(duo)種(zhong)化學(xue)成分的包裝材(cai)料在加速(su)老化(hua)過程(cheng)中(zhong)的反應(ying)速率也可能是(shi)多樣(yang)化的(de)，但實(shi)際操(cao)作起來是(shi)搞一(yi)刀切(qie)的，隻(zhi)假設(she)q10爲(wei)2.0即(ji)可。

（3）過高的(de)試驗溫度(du)會(hui)使包裝(zhuang)材料(liao)出現在常溫下(xia)不可(ke)能出(chu)現的問題(ti)，從而(er)導緻(zhi)老化(hua)試(shi)驗出現(xian)非常(chang)規的并且(qie)是難以(yi)預測的(de)失敗，這也(ye)是加速老化(hua)試(shi)驗溫度不(bu)能超過60℃的(de)原(yuan)因(yin)之(zhi)一。

（4）目前(qian)還沒有已(yi)出版(ban)的權威科(ke)學文(wen)獻能證明老化(hua)試驗(yan)理(li)論對包裝材料是有效(xiao)的。當然數碼印刷機，既然astm能出版相關标準，也(ye)充分(fen)說明了雖(sui)然(ran)mdsp加速老(lao)化試(shi)驗理(li)論無法(fa)在科學(xue)上(shang)被完全(quan)證明，但(dan)在實際(ji)工業(ye)生産操作(zuo)中，mdsp加(jia)速老(lao)化試(shi)驗的結(jie)果(guo)還(hai)是(shi)可靠(kao)的，或者至(zhi)少是(shi)有參(can)考價值的。

加速老化(hua)試驗的方法并(bing)不是(shi)的(de)立體印(yin)刷，筆者(zhe)查閱資料的(de)過程中還(hai)發現，某些現存的針對具體産(chan)品的測(ce)試(shi)環境(jing)也有(you)所(suo)區别，如有溫度40℃、濕度60%環境下(xia)兩周時間的，有溫(wen)度70℃、濕度(du)15%和85%交替變換環(huan)境下兩(liang)周時間(jian)的，有溫(wen)度60℃、濕度(du)80%環境下一周時間(jian)的金(jin)屬包裝(zhuang)，但這(zhe)些方法無(wu)法找到理論依(yi)據，可能更多的(de)是依靠經驗的(de)積(ji)累而總結出(chu)來的(de)，并且産品及其預(yu)期(qi)的流通過(guo)程針對性很強，對mdsp加速老化試驗研究的(de)參考價值(zhi)不大(da)。

4.加速老化(hua)試驗(yan)實際操作中的關注點

mdsp加速老(lao)化試驗在(zai)實際(ji)操作(zuo)中(zhong)也(ye)是很(hen)有講(jiang)究的(de)，這意(yi)味着并(bing)不(bu)是仔(zai)細閱(yue)讀完(wan)一份(fen)astm f1980就能懂得如何(he)正确地(di)進(jin)行加速老(lao)化試(shi)驗的(de)具體操作(zuo)了裁(cai)切，下(xia)面的一些(xie)事項(xiang)值得在實(shi)踐操作中重點(dian)關注(zhu)：

（1）在加(jia)速老(lao)化試(shi)驗進行前(qian)，必須(xu)有(you)一(yi)份負(fu)責人(ren)簽字的書(shu)面試驗方案，詳細說明該(gai)如何(he)進行試驗。

（2）試驗中用(yong)到的檢測(ce)儀器和設備要(yao)進行參數校準(zhun)并做記錄(lu)。

（3）當描繪材(cai)料(liao)和包裝(zhuang)性能(neng)的老化作(zuo)用時，了解這種(zhong)老化作(zuo)用的變化趨勢(shi)是非常(chang)有用的(de)，因(yin)爲這(zhe)能讓(rang)試驗設計(ji)者及時探(tan)知出(chu)現問題的測試(shi)時間點并采取措施補救機構(gou)/組織(zhi)，而不(bu)是白白浪(lang)費很大的(de)人力物(wu)力(li)成本(ben)卻僅(jin)僅得(de)到一(yi)個試驗失敗的(de)結論(lun)性報告。所以雖然按(an)照要(yao)求，加速老化試(shi)驗測試時間點(dian)的數(shu)量隻要設定1個(ge)即可（零時(shi)間點的測試除(chu)外），即産品(pin)預期(qi)的有效期(qi)。但在(zai)實際操(cao)作(zuo)中，往往要(yao)設3個測試(shi)時(shi)間(jian)點，以(yi)此來(lai)把握老化(hua)作用(yong)的趨向。比(bi)如産(chan)品設(she)計的有效期是3年水墨平(ping)衡，可以考慮設(she)定6、12、24和36個月這四(si)個加速(su)老化試驗模拟(ni)測(ce)試時間點(dian)。

（4）初(chu)始(shi)的、滅(mie)菌的及加速老(lao)化的包裝(zhuang)樣品(pin)裏面可以(yi)沒有産品或(huo)用模拟(ni)産品(pin)替代(dai)，當然還是(shi)使用終的(de)完整産品(pin)，這樣雖然(ran)成本(ben)高一點，但(dan)試驗結果(guo)能模(mo)拟實際情(qing)況，因而也(ye)權威(wei)、可信；當然(ran)油(you)墨(mo)，在某些情(qing)況下(xia)可能一(yi)定要用(yong)終的(de)完整産品(pin)進行試驗。

（5）應選(xuan)擇經(jing)過工藝(yi)驗(yan)證過的樣品做老化試(shi)驗(yan)，因爲(wei)這樣(yang)的樣品值(zhi)得信賴，是(shi)連續(xu)穩定(ding)的。而如果(guo)用不能确保質(zhi)量連續穩定的(de)樣品(pin)做老(lao)化試驗，試(shi)驗(yan)所需要(yao)的時間成本可(ke)能不(bu)是每家企(qi)業都負擔得起(qi)的。

（6）樣品(pin)滅菌應(ying)使用驗證(zheng)過的(de)滅菌(jun)程序(xu)，因(yin)爲(wei)滅菌過程可能(neng)會影響(xiang)包(bao)裝材(cai)料或(huo)系統(tong)的穩(wen)定性(xing)噴墨印刷(shua)，所以應當(dang)使用(yong)惡劣的滅(mie)菌狀(zhuang)态，這包括滅菌(jun)參數(shu)惡(e)劣和滅(mie)菌次數(shu)增加兩(liang)種情況。

（7）雖然arrhenius理(li)論本身并(bing)沒有提及濕度在化學反應加速中的作(zuo)用，但結合(he)包裝(zhuang)材料和産(chan)品特(te)性來(lai)具體(ti)考慮，加速老化試驗中(zhong)應該考(kao)慮(lü)濕(shi)度(du)的(de)影響(xiang)，也就是要将濕(shi)度控制在常規範圍(wei)内。

（8）完成加(jia)速老化試(shi)驗的樣(yang)品不能立即(ji)進行各項性能(neng)試驗印前(qian)工藝(yi)，應參照(zhao)astm d4332進行樣品調(diao)節(jie)，一般來(lai)說是(shi)在(zai)常(chang)規環(huan)境，即(ji)溫度（23±2）℃、濕度(du)±5%的環境下(xia)調節24小時(shi)；結合實際(ji)情況，有些(xie)樣品(pin)還需(xu)要進行運(yun)輸試驗，運輸試(shi)驗方案應(ying)參照(zhao)ista（international safety transit association平版印刷，國際(ji)安全運輸協會）系列(lie)試驗方案(an)中的(de)合适(shi)者，而(er)且用于(yu)運(yun)輸試驗的樣品必須(xu)是完整(zheng)的樣品。

（9）應當對照原始(shi)包裝的性(xing)能要(yao)求來(lai)評估加速(su)老化試驗後樣品的(de)包(bao)裝性能(neng)，并得出(chu)加(jia)速老(lao)化試驗後樣品(pin)是否合格(ge)的結(jie)論。

5.加速老化試(shi)驗的(de)結果(guo)評估

後(hou)剩下(xia)來的問(wen)題可(ke)能就(jiu)是(shi)如(ru)何進行加(jia)速老化試驗的(de)結果(guo)評估，這個結果(guo)評估存(cun)在以下(xia)兩種(zhong)情況(kuang)：

（1）如(ru)果(guo)加速老(lao)化(hua)試驗(yan)結果(guo)符(fu)合(he)驗收(shou)标準(zhun)，則産(chan)品的有效期取決于(yu)真實老化試驗(yan)的結果ctp，這也是符合預(yu)期(qi)常規情況的。

（2）如(ru)果加速老(lao)化試驗結果不符合(he)驗收(shou)标準，那(na)麽(me)有以下兩個選擇：是(shi)調查産(chan)品(pin)包裝(zhuang)工藝生産過程(cheng)，重新設計産(chan)品或包裝，嘗(chang)試驗證更短(duan)的産品(pin)有效期；第二是(shi)等真(zhen)實老化試驗結果，如(ru)果真(zhen)實老化試(shi)驗結(jie)果是通(tong)過的色(se)序，那麽(me)在(zai)這種情況下(xia)，隻(zhi)能證(zheng)明我們設計的(de)加速(su)老化(hua)試驗(yan)比實際(ji)情(qing)況更(geng)嚴格(ge)和保守。

真(zhen)實(shi)老化試驗結(jie)果也(ye)有同樣模(mo)式的評估問題：如果(guo)真(zhen)實(shi)老化(hua)試驗(yan)結果(guo)符合驗收(shou)标準，那麽(me)包裝的有(you)效期(qi)就是(shi)經過驗證(zheng)的；如(ru)果真實老化試(shi)驗結果不(bu)符合驗(yan)收标準(zhun)，儲存(cun)期限必(bi)須減少到(dao)已(yi)經通(tong)過真實(shi)老化試(shi)驗的長時(shi)間，這也就(jiu)是在前面(mian)提到的要多設(she)定幾(ji)個老化試(shi)驗測試時(shi)間點(dian)以掌握老化試(shi)驗變(bian)化趨勢的(de)重要(yao)性。如果産(chan)品根據有風險的加速(su)老化試(shi)驗數(shu)據(ju)（即加速(su)老化試驗通過(guo)印前(qian)工藝(yi)，真實老化試驗(yan)沒有(you)通過的情況）已經被(bei)投放到市場(chang)中，必須進行細緻(zhi)的(de)評審并(bing)收集證明文件(jian)，而且應采取适當的補救措施來規(gui)避相關市(shi)場風險。