【内容提(ti)要】全文介紹(shao)了包裝老化(huà)試驗的重要(yào)性、分類、依據(jù)及方法、實際(jì)操作中的關(guan)注點以及結(jie)果評估。

包裝(zhuang)老化試驗

1.老(lao)化試驗的重(zhòng)要性

老化試(shì)驗也是MDSP設計(jì)中要考慮的(de)一個重要項(xiàng)目模切燙印(yin)壓痕，因爲對(duì)于醫療器械(xie)這類安全性(xing)要求很高的(de)産品，老化試(shì)驗關系到産(chan)品有效期的(de)保證，因此是(shì)不容忽視的(de)，而老化試驗(yan)的結論性報(bao)告也可以作(zuo)爲提交給相(xiang)關機構審核(he)，如歐盟的CE認(rèn)證或美國FDA的(de)510K申請時承印(yin)材料，是對産(chǎn)品有效期聲(shēng)明的一個支(zhi)持性文件。

在(zai)ANSI/AAMI/ISO 11607标準的前後(hou)幾個版本裏(li)，一直有這樣(yang)一段表述得(de)非常明确的(de)話：“制造商應(yīng)該負責證明(míng)，産品的終包(bāo)裝在經受長(zhǎng)時間流通和(he)儲存過程中(zhōng)，隻要包裝是(shì)未損壞或未(wei)打開的，并且(qiě)是在制造商(shang)指定的儲存(cun)條件下輸紙(zhi)，在産品标注(zhù)的有效期内(nèi)其包裝應維(wei)持完整”，這段(duan)話算是産品(pin)老化試驗直(zhí)接的權威标(biāo)準依據了。但(dan)這個标準畢(bi)竟是個通則(ze)性标準，隻是(shì)提到了應該(gai)進行老化試(shi)驗以确保産(chǎn)品有效期的(de)有效性，卻并(bìng)未提及如何(hé)進行老化試(shi)驗的細節。

其(qi)實，以非常科(kē)學的角度來(lai)分析老化試(shì)驗過度包裝(zhuang)，不難發現這(zhe)個試驗事實(shí)上是一個系(xi)統的、複雜的(de)和長時間的(de)樣品環境調(diao)節過程，這跟(gen)ASTM D4332裏規定的那(nà)些試驗樣品(pin)調節過程在(zai)本質上是一(yī)緻的，就是讓(ràng)樣品在特定(dìng)的環境下經(jing)過一定時間(jiān)的調節，然後(hòu)再對這些經(jīng)過特定環境(jìng)調節的樣品(pin)進行必要的(de)物理、化學、生(sheng)物和機械性(xìng)能等方面的(de)試驗，用以證(zhèng)明樣品經過(guo)環境調節的(de)前後是否存(cún)在各類性能(neng)上的差異。如(ru)果用一句簡(jian)單的話來總(zong)結老化試驗(yàn)的話過度包(bao)裝，應該是：老(lǎo)化試驗是一(yī)個長時間的(de)、系統的而又(you)不涉及到産(chǎn)品性能試驗(yan)的環境調節(jiē)過程。

2.老化試(shi)驗的分類

老(lao)化試驗按照(zhào)性質不同，可(ke)以分爲真實(shi)老化試驗（Real Time Aging Testing）和(he)加速老化試(shi)驗（Accelerated Aging Testing）。顧名思義(yi)，前者是在常(chang)溫環境下，或(huò)者說是在産(chǎn)品預期的流(liu)通倉儲環境(jìng)下放置，直到(dào)設計的有效(xiào)期期滿爲止(zhi)包裝裝潢，再(zai)将包裝完整(zheng)的産品拿出(chū)來做相關的(de)性能試驗，并(bìng)以這個性能(néng)試驗的結果(guǒ)跟進行老化(huà)試驗前的樣(yàng)品性能試驗(yàn)結果進行對(dui)比，以此來判(pàn)斷産品的有(yǒu)效期是否設(shè)計合理。而加(jiā)速老化試驗(yàn)則是設計一(yi)個特定的老(lao)化試驗環境(jìng)，從而大大縮(suō)短通常非常(chang)漫長的老化(huà)試驗持續時(shi)間，這個特定(dìng)的環境與縮(suo)短時間的比(bǐ)例之間存在(zài)關聯性。

由此(cǐ)可以看出酒(jiu)品包裝，真實(shí)老化試驗非(fēi)常簡單，但需(xu)要的時間非(fei)常長，可能并(bing)不适合激烈(liè)的市場競争(zhēng)對時效性的(de)要求，所以往(wǎng)往要用到加(jia)速老化試驗(yan)。但真實老化(huà)試驗是必不(bú)可少的，因爲(wèi)它的結果才(cai)是準确和權(quán)威的大族冠(guàn)華，而加速老(lao)化試驗的結(jié)果隻是個過(guo)渡，當真實老(lao)化試驗結果(guo)出來後，終還(hai)是要參考真(zhēn)實老化試驗(yan)結果。本文讨(tǎo)論的重點，則(zé)是相對較爲(wei)複雜的加速(su)老化試驗。

3.加(jiā)速老化試驗(yan)的依據和方(fāng)法

在談MDSP加速(su)老化試驗之(zhi)前，筆者首先(xiān)要聲明的是(shì)：這是一門模(mó)糊科學數碼(ma)印刷印後加(jia)工，因爲試驗(yàn)本身涉及的(de)化學反應過(guò)于複雜，并且(qie)其理論依據(ju)到目前爲止(zhǐ)還無法得到(dao)科學權威的(de)證實。

MDSP加速老(lǎo)化試驗依據(ju)的相關标準(zhǔn)是推出時間(jiān)并不算很長(zhǎng)的ASTM F1980，它是ASTM下屬(shu)的工作組F02.60（F02是(shì)ASTM中有關軟包(bao)裝标準的工(gōng)作組，而60又是(shi)F02工作組中關(guān)于MDSP方面的下(xia)屬工作組）爲(wèi)MDSP加速老化試(shi)驗而專門制(zhi)定的一個标(biāo)準，目前該标(biao)準有兩個版(ban)本活動，分别(bie)是初的2025年12月(yue)版和3年後更(geng)新過的2025年12月(yue)版。ASTM F1980也是個正(zheng)式公開出版(bǎn)的指導如何(hé)進行MDSP加速老(lǎo)化試驗方面(mian)的标準，這對(dui)包裝加速老(lǎo)化試驗發展(zhan)的進程來說(shuō)應該算是很(hen)大的進步了(le)。當然，這并不(bú)是說在這份(fèn)标準出台之(zhī)前就沒有關(guān)于加速老化(huà)試驗的指導(dǎo)标準或方案(an)，隻不過有些(xiē)方法還不夠(gòu)系統或通用(yòng)而已。

ASTM F1980的主要(yao)内容包括指(zhǐ)導如何準備(bei)包裝加速老(lǎo)化試驗方案(àn)，以及一些關(guan)聯性的信息(xī)表述和聲明(míng)等包裝貿易(yi)，但不涉及真(zhēn)實老化試驗(yan)方案和一些(xiē)具體的判斷(duan)産品包裝性(xing)能的試驗方(fang)法。

ASTM F1980裏明确提(ti)到了加速老(lao)化試驗的理(lǐ)論依據，在其(qí)第六部分的(de)6.3條款中有如(ru)下描述：加速(sù)老化試驗理(lǐ)論以假設材(cai)料變質的化(huà)學反應遵循(xún)Arrhenius反應速率定(dìng)律爲基礎。此(ci)定律規定，單(dān)一過程中溫(wen)度增加或減(jiǎn)少10℃時，化學反(fan)應加速比例(li)因子Q10對應增(zeng)加或減少約(yuē)一倍。當然，這(zhe)個理論背後(hòu)還有些信息(xi)性的内容需(xū)要了解折頁(yè)，比如包裝材(cai)料總會受外(wài)界環境因素(sù)影響；比如要(yao)确定Arrhenius理論中(zhong)的加速比例(lì)因子Q10是個非(fēi)常複雜的過(guo)程，需要材料(liào)反應的動力(li)學模型，所以(yǐ)在MDSP中一般使(shi)用比較保守(shǒu)的Q10值，如2.0。 

在這(zhe)裏，筆者就不(bu)再詳細描述(shu)這個複雜的(de)Arrhenius理論了廠商(shāng)信息，隻給出(chū)一個簡單計(ji)算方法的案(àn)例，供讀者自(zi)行學習。

如Arrhenius理(lǐ)論所說，“10℃的溫(wen)度改變将會(huì)導緻化學反(fan)應速度改變(biàn)一倍”，所以，加(jiā)速老化速率(lü)（Accelerated Aging Rate,簡稱AAR）的計算(suan)公式爲：

AAR=Q10（Te - Ta）/10

其中(zhōng)色彩，Te爲試驗(yàn)控制環境溫(wēn)度（Elevated Temperature），Ta爲正常環(huan)境溫度（Ambient Temperature）。

由此(ci)，加速老化試(shi)驗持續時間(jian)（Accelerated Aging Time Duration，簡稱AATD）應當爲(wei)：

AATD=Desired Real Time/AAR

這裏，AATD爲對應(yīng)有效期的加(jia)速老化試驗(yan)持續時間。舉(jǔ)個例子包裝(zhuang)物流，假如産(chan)品設計的有(you)效期是3年，正(zheng)常環境溫度(du)是22℃，而預定的(de)加速老化試(shi)驗環境溫度(du)是55℃，加速老化(hua)因子Q10取2.0，則AAR計(ji)算如下：

AAR=2.0（55-22）/10 =9.85

則每(měi)1年的老化試(shì)驗測試時間(jiān)爲

AATD=365天/9.85=37.06天

即AATD爲(wèi)38天/年(注：計算(suàn)時遇小數點(diǎn)加1取整)

所以(yǐ)可變數據印(yin)刷，模拟3年的(de)老化試驗測(ce)試時間是38×3=114天(tian)。

在實際進行(hang)加速老化試(shi)驗時應注意(yi)以下有關加(jiā)速老化理論(lùn)的事項：

（1）當老(lǎo)化試驗環境(jing)溫度超過50℃時(shi)立體印刷，反(fǎn)應速率與溫(wēn)度的關系可(ke)能就不再是(shì)呈線性比例(lì)了，這也就是(shì)爲什麽老化(hua)溫度不能太(tai)高的原因。當(dāng)然，如果老化(hua)溫度設定得(de)太低，那就和(he)真實老化試(shi)驗差不多了(le)，所以一般情(qing)況下票證印(yìn)刷，爲了平衡(heng)老化試驗持(chi)續時間和化(huà)學反應穩定(ding)性的關系，加(jia)速老化試驗(yan)溫度通常設(shè)定在55℃，這是筆(bǐ)者查閱很多(duo)國外相關文(wen)獻得到的結(jie)論，ASTM F1980裏推薦不(bú)要超過60℃。

（2）正如(rú)前面所述，加(jia)速老化試驗(yàn)是一門模糊(hú)科學出版動(dong)态，而含有多(duo)種化學成分(fèn)的包裝材料(liao)在加速老化(huà)過程中的反(fǎn)應速率也可(kě)能是多樣化(huà)的，但實際操(cao)作起來是搞(gao)一刀切的，隻(zhi)假設Q10爲2.0即可(ke)。

（3）過高的試驗(yan)溫度會使包(bāo)裝材料出現(xiàn)在常溫下不(bú)可能出現的(de)問題，從而導(dao)緻老化試驗(yàn)出現非常規(guī)的并且是難(nán)以預測的失(shī)敗，這也是加(jia)速老化試驗(yàn)溫度不能超(chao)過60℃的原因之(zhī)一。

（4）目前還沒(méi)有已出版的(de)權威科學文(wén)獻能證明老(lao)化試驗理論(lun)對包裝材料(liào)是有效的。當(dang)然數碼印刷(shua)機，既然ASTM能出(chu)版相關标準(zhun)，也充分說明(ming)了雖然MDSP加速(su)老化試驗理(li)論無法在科(ke)學上被完全(quán)證明，但在實(shí)際工業生産(chǎn)操作中，MDSP加速(su)老化試驗的(de)結果還是可(ke)靠的，或者至(zhi)少是有參考(kǎo)價值的。

加速(sù)老化試驗的(de)方法并不是(shì)的立體印刷(shua)，筆者查閱資(zī)料的過程中(zhong)還發現，某些(xiē)現存的針對(duì)具體産品的(de)測試環境也(yě)有所區别，如(ru)有溫度40℃、濕度(dù)60%環境下兩周(zhōu)時間的，有溫(wēn)度70℃、濕度15%和85%交(jiāo)替變換環境(jìng)下兩周時間(jian)的，有溫度60℃、濕(shi)度80%環境下一(yī)周時間的金(jīn)屬包裝，但這(zhè)些方法無法(fǎ)找到理論依(yi)據，可能更多(duō)的是依靠經(jīng)驗的積累而(ér)總結出來的(de)，并且産品及(jí)其預期的流(liú)通過程針對(duì)性很強，對MDSP加(jiā)速老化試驗(yàn)研究的參考(kǎo)價值不大。

4.加(jia)速老化試驗(yàn)實際操作中(zhōng)的關注點

MDSP加(jia)速老化試驗(yan)在實際操作(zuò)中也是很有(you)講究的，這意(yì)味着并不是(shì)仔細閱讀完(wán)一份ASTM F1980就能懂(dong)得如何正确(que)地進行加速(su)老化試驗的(de)具體操作了(le)裁切，下面的(de)一些事項值(zhí)得在實踐操(cao)作中重點關(guan)注：

（1）在加速老(lao)化試驗進行(háng)前，必須有一(yi)份負責人簽(qian)字的書面試(shì)驗方案，詳細(xi)說明該如何(he)進行試驗。

（2）試(shì)驗中用到的(de)檢測儀器和(hé)設備要進行(hang)參數校準并(bing)做記錄。

（3）當描(miao)繪材料和包(bāo)裝性能的老(lao)化作用時，了(le)解這種老化(huà)作用的變化(hua)趨勢是非常(chang)有用的，因爲(wèi)這能讓試驗(yàn)設計者及時(shi)探知出現問(wèn)題的測試時(shí)間點并采取(qu)措施補救機(jī)構/組織，而不(bú)是白白浪費(fei)很大的人力(li)物力成本卻(que)僅僅得到一(yī)個試驗失敗(bài)的結論性報(bao)告。所以雖然(ran)按照要求，加(jiā)速老化試驗(yàn)測試時間點(dian)的數量隻要(yao)設定1個即可(ke)（零時間點的(de)測試除外），即(jí)産品預期的(de)有效期。但在(zai)實際操作中(zhong)，往往要設3個(ge)測試時間點(dian)，以此來把握(wo)老化作用的(de)趨向。比如産(chan)品設計的有(you)效期是3年水(shuǐ)墨平衡，可以(yǐ)考慮設定6、12、24和(he)36個月這四個(ge)加速老化試(shì)驗模拟測試(shi)時間點。

（4）初始(shi)的、滅菌的及(ji)加速老化的(de)包裝樣品裏(li)面可以沒有(you)産品或用模(mo)拟産品替代(dai)，當然還是使(shǐ)用終的完整(zhěng)産品，這樣雖(suī)然成本高一(yi)點，但試驗結(jié)果能模拟實(shi)際情況，因而(er)也權威、可信(xin)；當然油墨，在(zai)某些情況下(xia)可能一定要(yao)用終的完整(zhěng)産品進行試(shi)驗。

（5）應選擇經(jīng)過工藝驗證(zhèng)過的樣品做(zuò)老化試驗，因(yin)爲這樣的樣(yàng)品值得信賴(lài)，是連續穩定(dìng)的。而如果用(yòng)不能确保質(zhi)量連續穩定(dìng)的樣品做老(lao)化試驗，試驗(yan)所需要的時(shi)間成本可能(néng)不是每家企(qǐ)業都負擔得(de)起的。

（6）樣品滅(mie)菌應使用驗(yàn)證過的滅菌(jun)程序，因爲滅(mie)菌過程可能(neng)會影響包裝(zhuāng)材料或系統(tǒng)的穩定性噴(pen)墨印刷，所以(yǐ)應當使用惡(è)劣的滅菌狀(zhuàng)态，這包括滅(mie)菌參數惡劣(lie)和滅菌次數(shu)增加兩種情(qíng)況。

（7）雖然Arrhenius理論(lùn)本身并沒有(yǒu)提及濕度在(zài)化學反應加(jia)速中的作用(yòng)，但結合包裝(zhuang)材料和産品(pin)特性來具體(tǐ)考慮，加速老(lǎo)化試驗中應(ying)該考慮濕度(dù)的影響，也就(jiu)是要将濕度(dù)控制在常規(guī)範圍内。

（8）完成(cheng)加速老化試(shì)驗的樣品不(bú)能立即進行(hang)各項性能試(shì)驗印前工藝(yi)，應參照ASTM D4332進行(háng)樣品調節，一(yī)般來說是在(zài)常規環境，即(jí)溫度（23±2）℃、濕度±5%的(de)環境下調節(jie)24小時；結合實(shi)際情況，有些(xiē)樣品還需要(yao)進行運輸試(shi)驗，運輸試驗(yàn)方案應參照(zhao)ISTA（International Safety Transit Association平版印刷，國(guo)際安全運輸(shū)協會）系列試(shì)驗方案中的(de)合适者，而且(qie)用于運輸試(shì)驗的樣品必(bi)須是完整的(de)樣品。

（9）應當對(dui)照原始包裝(zhuang)的性能要求(qiu)來評估加速(sù)老化試驗後(hou)樣品的包裝(zhuāng)性能，并得出(chu)加速老化試(shì)驗後樣品是(shi)否合格的結(jie)論。

5.加速老化(huà)試驗的結果(guo)評估

後剩下(xià)來的問題可(kě)能就是如何(hé)進行加速老(lao)化試驗的結(jié)果評估，這個(ge)結果評估存(cún)在以下兩種(zhong)情況：

（1）如果加(jiā)速老化試驗(yàn)結果符合驗(yan)收标準，則産(chǎn)品的有效期(qi)取決于真實(shi)老化試驗的(de)結果CTP，這也是(shì)符合預期常(cháng)規情況的。

（2）如(ru)果加速老化(huà)試驗結果不(bu)符合驗收标(biao)準，那麽有以(yǐ)下兩個選擇(zé)：是調查産品(pǐn)包裝工藝生(shēng)産過程，重新(xīn)設計産品或(huò)包裝，嘗試驗(yan)證更短的産(chan)品有效期；第(di)二是等真實(shí)老化試驗結(jie)果，如果真實(shi)老化試驗結(jie)果是通過的(de)色序，那麽在(zài)這種情況下(xia)，隻能證明我(wo)們設計的加(jia)速老化試驗(yan)比實際情況(kuàng)更嚴格和保(bao)守。

真實老化(huà)試驗結果也(ye)有同樣模式(shì)的評估問題(tí)：如果真實老(lǎo)化試驗結果(guǒ)符合驗收标(biao)準，那麽包裝(zhuang)的有效期就(jiù)是經過驗證(zheng)的；如果真實(shi)老化試驗結(jié)果不符合驗(yan)收标準，儲存(cun)期限必須減(jian)少到已經通(tong)過真實老化(hua)試驗的長時(shí)間，這也就是(shì)在前面提到(dao)的要多設定(dìng)幾個老化試(shì)驗測試時間(jiān)點以掌握老(lao)化試驗變化(hua)趨勢的重要(yao)性。如果産品(pin)根據有風險(xiǎn)的加速老化(hua)試驗數據（即(ji)加速老化試(shi)驗通過印前(qián)工藝，真實老(lǎo)化試驗沒有(you)通過的情況(kuàng)）已經被投放(fàng)到市場中，必(bi)須進行細緻(zhi)的評審并收(shōu)集證明文件(jian)，而且應采取(qu)适當的補救(jiu)措施來規避(bì)相關市場風(fēng)險。