【内容提要(yao)】全文介紹(shao)了包裝老(lao)化試驗的(de)重要性、分(fen)類、依據及(ji)方法、實際(ji)操作中的(de)關注點以(yi)及結果評(ping)估。

包裝老(lao)化試驗

1.老(lao)化試驗的(de)重要性

老(lao)化試驗也(ye)是MDSP設計中(zhong)要考慮的(de)一個重要(yao)項目模切(qie)燙印壓痕(hen)，因爲對于(yu)醫療器械(xie)這類安全(quan)性要求很(hen)高的産品(pin)，老化試驗(yan)關系到産(chan)品有效期(qi)的保證，因(yin)此是不容(rong)忽視的，而(er)老化試驗(yan)的結論性(xing)報告也可(ke)以作爲提(ti)交給相關(guan)機構審核(he)，如歐盟的(de)CE認證或美(mei)國FDA的510K申請(qing)時承印材(cai)料，是對産(chan)品有效期(qi)聲明的一(yi)個支持性(xing)文件。

在ANSI/AAMI/ISO 11607标(biao)準的前後(hou)幾個版本(ben)裏，一直有(you)這樣一段(duan)表述得非(fei)常明确的(de)話：“制造商(shang)應該負責(ze)證明，産品(pin)的終包裝(zhuang)在經受長(zhang)時間流通(tong)和儲存過(guo)程中，隻要(yao)包裝是未(wei)損壞或未(wei)打開的，并(bing)且是在制(zhi)造商指定(ding)的儲存條(tiao)件下輸紙(zhi)，在産品标(biao)注的有效(xiao)期内其包(bao)裝應維持(chi)完整”，這段(duan)話算是産(chan)品老化試(shi)驗直接的(de)權威标準(zhun)依據了。但(dan)這個标準(zhun)畢竟是個(ge)通則性标(biao)準，隻是提(ti)到了應該(gai)進行老化(hua)試驗以确(que)保産品有(you)效期的有(you)效性，卻并(bing)未提及如(ru)何進行老(lao)化試驗的(de)細節。

其實(shi)，以非常科(ke)學的角度(du)來分析老(lao)化試驗過(guo)度包裝，不(bu)難發現這(zhe)個試驗事(shi)實上是一(yi)個系統的(de)、複雜的和(he)長時間的(de)樣品環境(jing)調節過程(cheng)，這跟ASTM D4332裏規(gui)定的那些(xie)試驗樣品(pin)調節過程(cheng)在本質上(shang)是一緻的(de)，就是讓樣(yang)品在特定(ding)的環境下(xia)經過一定(ding)時間的調(diao)節，然後再(zai)對這些經(jing)過特定環(huan)境調節的(de)樣品進行(hang)必要的物(wu)理、化學、生(sheng)物和機械(xie)性能等方(fang)面的試驗(yan)，用以證明(ming)樣品經過(guo)環境調節(jie)的前後是(shi)否存在各(ge)類性能上(shang)的差異。如(ru)果用一句(ju)簡單的話(hua)來總結老(lao)化試驗的(de)話過度包(bao)裝，應該是(shi)：老化試驗(yan)是一個長(zhang)時間的、系(xi)統的而又(you)不涉及到(dao)産品性能(neng)試驗的環(huan)境調節過(guo)程。

2.老化試(shi)驗的分類(lei)

老化試驗(yan)按照性質(zhi)不同，可以(yi)分爲真實(shi)老化試驗(yan)（Real Time Aging Testing）和加速老(lao)化試驗（Accelerated Aging Testing）。顧(gu)名思義，前(qian)者是在常(chang)溫環境下(xia)，或者說是(shi)在産品預(yu)期的流通(tong)倉儲環境(jing)下放置，直(zhi)到設計的(de)有效期期(qi)滿爲止包(bao)裝裝潢，再(zai)将包裝完(wan)整的産品(pin)拿出來做(zuo)相關的性(xing)能試驗，并(bing)以這個性(xing)能試驗的(de)結果跟進(jin)行老化試(shi)驗前的樣(yang)品性能試(shi)驗結果進(jin)行對比，以(yi)此來判斷(duan)産品的有(you)效期是否(fou)設計合理(li)。而加速老(lao)化試驗則(ze)是設計一(yi)個特定的(de)老化試驗(yan)環境，從而(er)大大縮短(duan)通常非常(chang)漫長的老(lao)化試驗持(chi)續時間，這(zhe)個特定的(de)環境與縮(suo)短時間的(de)比例之間(jian)存在關聯(lian)性。

由此可(ke)以看出酒(jiu)品包裝，真(zhen)實老化試(shi)驗非常簡(jian)單，但需要(yao)的時間非(fei)常長，可能(neng)并不适合(he)激烈的市(shi)場競争對(dui)時效性的(de)要求，所以(yi)往往要用(yong)到加速老(lao)化試驗。但(dan)真實老化(hua)試驗是必(bi)不可少的(de)，因爲它的(de)結果才是(shi)準确和權(quan)威的大族(zu)冠華，而加(jia)速老化試(shi)驗的結果(guo)隻是個過(guo)渡，當真實(shi)老化試驗(yan)結果出來(lai)後，終還是(shi)要參考真(zhen)實老化試(shi)驗結果。本(ben)文讨論的(de)重點，則是(shi)相對較爲(wei)複雜的加(jia)速老化試(shi)驗。

3.加速老(lao)化試驗的(de)依據和方(fang)法

在談MDSP加(jia)速老化試(shi)驗之前，筆(bi)者首先要(yao)聲明的是(shi)：這是一門(men)模糊科學(xue)數碼印刷(shua)印後加工(gong)，因爲試驗(yan)本身涉及(ji)的化學反(fan)應過于複(fu)雜，并且其(qi)理論依據(ju)到目前爲(wei)止還無法(fa)得到科學(xue)權威的證(zheng)實。

MDSP加速老(lao)化試驗依(yi)據的相關(guan)标準是推(tui)出時間并(bing)不算很長(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(zhuang)标準的工(gong)作組，而60又(you)是F02工作組(zu)中關于MDSP方(fang)面的下屬(shu)工作組）爲(wei)MDSP加速老化(hua)試驗而專(zhuan)門制定的(de)一個标準(zhun)，目前該标(biao)準有兩個(ge)版本活動(dong)，分别是初(chu)的2025年11月版(ban)和3年後更(geng)新過的2025年(nian)11月版。ASTM F1980也是(shi)個正式公(gong)開出版的(de)指導如何(he)進行MDSP加速(su)老化試驗(yan)方面的标(biao)準，這對包(bao)裝加速老(lao)化試驗發(fa)展的進程(cheng)來說應該(gai)算是很大(da)的進步了(le)。當然，這并(bing)不是說在(zai)這份标準(zhun)出台之前(qian)就沒有關(guan)于加速老(lao)化試驗的(de)指導标準(zhun)或方案，隻(zhi)不過有些(xie)方法還不(bu)夠系統或(huo)通用而已(yi)。

ASTM F1980的主要内(nei)容包括指(zhi)導如何準(zhun)備包裝加(jia)速老化試(shi)驗方案，以(yi)及一些關(guan)聯性的信(xin)息表述和(he)聲明等包(bao)裝貿易，但(dan)不涉及真(zhen)實老化試(shi)驗方案和(he)一些具體(ti)的判斷産(chan)品包裝性(xing)能的試驗(yan)方法。

ASTM F1980裏明(ming)确提到了(le)加速老化(hua)試驗的理(li)論依據，在(zai)其第六部(bu)分的6.3條款(kuan)中有如下(xia)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(xun)Arrhenius反應速率(lü)定律爲基(ji)礎。此定律(lü)規定，單一(yi)過程中溫(wen)度增加或(huo)減少10℃時，化(hua)學反應加(jia)速比例因(yin)子Q10對應增(zeng)加或減少(shao)約一倍。當(dang)然，這個理(li)論背後還(hai)有些信息(xi)性的内容(rong)需要了解(jie)折頁，比如(ru)包裝材料(liao)總會受外(wai)界環境因(yin)素影響；比(bi)如要确定(ding)Arrhenius理論中的(de)加速比例(li)因子Q10是個(ge)非常複雜(za)的過程，需(xu)要材料反(fan)應的動力(li)學模型，所(suo)以在MDSP中一(yi)般使用比(bi)較保守的(de)Q10值，如2.0。 

在這(zhe)裏，筆者就(jiu)不再詳細(xi)描述這個(ge)複雜的Arrhenius理(li)論了廠商(shang)信息，隻給(gei)出一個簡(jian)單計算方(fang)法的案例(li)，供讀者自(zi)行學習。

如(ru)Arrhenius理論所說(shuo)，“10℃的溫度改(gai)變将會導(dao)緻化學反(fan)應速度改(gai)變一倍”，所(suo)以，加速老(lao)化速率（Accelerated Aging Rate,簡(jian)稱AAR）的計算(suan)公式爲：

AAR=Q10（Te - Ta）/10

其(qi)中色彩，Te爲(wei)試驗控制(zhi)環境溫度(du)（Elevated Temperature），Ta爲正常環(huan)境溫度（Ambient Temperature）。

由(you)此，加速老(lao)化試驗持(chi)續時間（Accelerated Aging Time Duration，簡(jian)稱AATD）應當爲(wei)：

AATD=Desired Real Time/AAR

這裏，AATD爲對(dui)應有效期(qi)的加速老(lao)化試驗持(chi)續時間。舉(ju)個例子包(bao)裝物流，假(jia)如産品設(she)計的有效(xiao)期是3年，正(zheng)常環境溫(wen)度是22℃，而預(yu)定的加速(su)老化試驗(yan)環境溫度(du)是55℃，加速老(lao)化因子Q10取(qu)2.0，則AAR計算如(ru)下：

AAR=2.0（55-22）/10 =9.85

則每1年(nian)的老化試(shi)驗測試時(shi)間爲

AATD=365天/9.85=37.06天(tian)

即AATD爲38天/年(nian)(注：計算時(shi)遇小數點(dian)加1取整)

所(suo)以可變數(shu)據印刷，模(mo)拟3年的老(lao)化試驗測(ce)試時間是(shi)38×3=114天。

在實際(ji)進行加速(su)老化試驗(yan)時應注意(yi)以下有關(guan)加速老化(hua)理論的事(shi)項：

（1）當老化(hua)試驗環境(jing)溫度超過(guo)50℃時立體印(yin)刷，反應速(su)率與溫度(du)的關系可(ke)能就不再(zai)是呈線性(xing)比例了，這(zhe)也就是爲(wei)什麽老化(hua)溫度不能(neng)太高的原(yuan)因。當然，如(ru)果老化溫(wen)度設定得(de)太低，那就(jiu)和真實老(lao)化試驗差(cha)不多了，所(suo)以一般情(qing)況下票證(zheng)印刷，爲了(le)平衡老化(hua)試驗持續(xu)時間和化(hua)學反應穩(wen)定性的關(guan)系，加速老(lao)化試驗溫(wen)度通常設(she)定在55℃，這是(shi)筆者查閱(yue)很多國外(wai)相關文獻(xian)得到的結(jie)論，ASTM F1980裏推薦(jian)不要超過(guo)60℃。

（2）正如前面(mian)所述，加速(su)老化試驗(yan)是一門模(mo)糊科學出(chu)版動态，而(er)含有多種(zhong)化學成分(fen)的包裝材(cai)料在加速(su)老化過程(cheng)中的反應(ying)速率也可(ke)能是多樣(yang)化的，但實(shi)際操作起(qi)來是搞一(yi)刀切的，隻(zhi)假設Q10爲2.0即(ji)可。

（3）過高的(de)試驗溫度(du)會使包裝(zhuang)材料出現(xian)在常溫下(xia)不可能出(chu)現的問題(ti)，從而導緻(zhi)老化試驗(yan)出現非常(chang)規的并且(qie)是難以預(yu)測的失敗(bai)，這也是加(jia)速老化試(shi)驗溫度不(bu)能超過60℃的(de)原因之一(yi)。

（4）目前還沒(mei)有已出版(ban)的權威科(ke)學文獻能(neng)證明老化(hua)試驗理論(lun)對包裝材(cai)料是有效(xiao)的。當然數(shu)碼印刷機(ji)，既然ASTM能出(chu)版相關标(biao)準，也充分(fen)說明了雖(sui)然MDSP加速老(lao)化試驗理(li)論無法在(zai)科學上被(bei)完全證明(ming)，但在實際(ji)工業生産(chan)操作中，MDSP加(jia)速老化試(shi)驗的結果(guo)還是可靠(kao)的，或者至(zhi)少是有參(can)考價值的(de)。

加速老化(hua)試驗的方(fang)法并不是(shi)的立體印(yin)刷，筆者查(cha)閱資料的(de)過程中還(hai)發現，某些(xie)現存的針(zhen)對具體産(chan)品的測試(shi)環境也有(you)所區别，如(ru)有溫度40℃、濕(shi)度60%環境下(xia)兩周時間(jian)的，有溫度(du)70℃、濕度15%和85%交(jiao)替變換環(huan)境下兩周(zhou)時間的，有(you)溫度60℃、濕度(du)80%環境下一(yi)周時間的(de)金屬包裝(zhuang)，但這些方(fang)法無法找(zhao)到理論依(yi)據，可能更(geng)多的是依(yi)靠經驗的(de)積累而總(zong)結出來的(de)，并且産品(pin)及其預期(qi)的流通過(guo)程針對性(xing)很強，對MDSP加(jia)速老化試(shi)驗研究的(de)參考價值(zhi)不大。

4.加速(su)老化試驗(yan)實際操作(zuo)中的關注(zhu)點

MDSP加速老(lao)化試驗在(zai)實際操作(zuo)中也是很(hen)有講究的(de)，這意味着(zhe)并不是仔(zai)細閱讀完(wan)一份ASTM F1980就能(neng)懂得如何(he)正确地進(jin)行加速老(lao)化試驗的(de)具體操作(zuo)了裁切，下(xia)面的一些(xie)事項值得(de)在實踐操(cao)作中重點(dian)關注：

（1）在加(jia)速老化試(shi)驗進行前(qian)，必須有一(yi)份負責人(ren)簽字的書(shu)面試驗方(fang)案，詳細說(shuo)明該如何(he)進行試驗(yan)。

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

（3）當描繪材(cai)料和包裝(zhuang)性能的老(lao)化作用時(shi)，了解這種(zhong)老化作用(yong)的變化趨(qu)勢是非常(chang)有用的，因(yin)爲這能讓(rang)試驗設計(ji)者及時探(tan)知出現問(wen)題的測試(shi)時間點并(bing)采取措施(shi)補救機構(gou)/組織，而不(bu)是白白浪(lang)費很大的(de)人力物力(li)成本卻僅(jin)僅得到一(yi)個試驗失(shi)敗的結論(lun)性報告。所(suo)以雖然按(an)照要求，加(jia)速老化試(shi)驗測試時(shi)間點的數(shu)量隻要設(she)定1個即可(ke)（零時間點(dian)的測試除(chu)外），即産品(pin)預期的有(you)效期。但在(zai)實際操作(zuo)中，往往要(yao)設3個測試(shi)時間點，以(yi)此來把握(wo)老化作用(yong)的趨向。比(bi)如産品設(she)計的有效(xiao)期是3年水(shui)墨平衡，可(ke)以考慮設(she)定6、12、24和36個月(yue)這四個加(jia)速老化試(shi)驗模拟測(ce)試時間點(dian)。

（4）初始的、滅(mie)菌的及加(jia)速老化的(de)包裝樣品(pin)裏面可以(yi)沒有産品(pin)或用模拟(ni)産品替代(dai)，當然還是(shi)使用終的(de)完整産品(pin)，這樣雖然(ran)成本高一(yi)點，但試驗(yan)結果能模(mo)拟實際情(qing)況，因而也(ye)權威、可信(xin)；當然油墨(mo)，在某些情(qing)況下可能(neng)一定要用(yong)終的完整(zheng)産品進行(hang)試驗。

（5）應選(xuan)擇經過工(gong)藝驗證過(guo)的樣品做(zuo)老化試驗(yan)，因爲這樣(yang)的樣品值(zhi)得信賴，是(shi)連續穩定(ding)的。而如果(guo)用不能确(que)保質量連(lian)續穩定的(de)樣品做老(lao)化試驗，試(shi)驗所需要(yao)的時間成(cheng)本可能不(bu)是每家企(qi)業都負擔(dan)得起的。

（6）樣(yang)品滅菌應(ying)使用驗證(zheng)過的滅菌(jun)程序，因爲(wei)滅菌過程(cheng)可能會影(ying)響包裝材(cai)料或系統(tong)的穩定性(xing)噴墨印刷(shua)，所以應當(dang)使用惡劣(lie)的滅菌狀(zhuang)态，這包括(kuo)滅菌參數(shu)惡劣和滅(mie)菌次數增(zeng)加兩種情(qing)況。

（7）雖然Arrhenius理(li)論本身并(bing)沒有提及(ji)濕度在化(hua)學反應加(jia)速中的作(zuo)用，但結合(he)包裝材料(liao)和産品特(te)性來具體(ti)考慮，加速(su)老化試驗(yan)中應該考(kao)慮濕度的(de)影響，也就(jiu)是要将濕(shi)度控制在(zai)常規範圍(wei)内。

（8）完成加(jia)速老化試(shi)驗的樣品(pin)不能立即(ji)進行各項(xiang)性能試驗(yan)印前工藝(yi)，應參照ASTM D4332進(jin)行樣品調(diao)節，一般來(lai)說是在常(chang)規環境，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)樣品還需(xu)要進行運(yun)輸試驗，運(yun)輸試驗方(fang)案應參照(zhao)ISTA（International Safety Transit Association平版印刷(shua)，國際安全(quan)運輸協會(hui)）系列試驗(yan)方案中的(de)合适者，而(er)且用于運(yun)輸試驗的(de)樣品必須(xu)是完整的(de)樣品。

（9）應當(dang)對照原始(shi)包裝的性(xing)能要求來(lai)評估加速(su)老化試驗(yan)後樣品的(de)包裝性能(neng)，并得出加(jia)速老化試(shi)驗後樣品(pin)是否合格(ge)的結論。

5.加(jia)速老化試(shi)驗的結果(guo)評估

後剩(sheng)下來的問(wen)題可能就(jiu)是如何進(jin)行加速老(lao)化試驗的(de)結果評估(gu)，這個結果(guo)評估存在(zai)以下兩種(zhong)情況：

（1）如果(guo)加速老化(hua)試驗結果(guo)符合驗收(shou)标準，則産(chan)品的有效(xiao)期取決于(yu)真實老化(hua)試驗的結(jie)果CTP，這也是(shi)符合預期(qi)常規情況(kuang)的。

（2）如果加(jia)速老化試(shi)驗結果不(bu)符合驗收(shou)标準，那麽(me)有以下兩(liang)個選擇：是(shi)調查産品(pin)包裝工藝(yi)生産過程(cheng)，重新設計(ji)産品或包(bao)裝，嘗試驗(yan)證更短的(de)産品有效(xiao)期；第二是(shi)等真實老(lao)化試驗結(jie)果，如果真(zhen)實老化試(shi)驗結果是(shi)通過的色(se)序，那麽在(zai)這種情況(kuang)下，隻能證(zheng)明我們設(she)計的加速(su)老化試驗(yan)比實際情(qing)況更嚴格(ge)和保守。

真(zhen)實老化試(shi)驗結果也(ye)有同樣模(mo)式的評估(gu)問題：如果(guo)真實老化(hua)試驗結果(guo)符合驗收(shou)标準，那麽(me)包裝的有(you)效期就是(shi)經過驗證(zheng)的；如果真(zhen)實老化試(shi)驗結果不(bu)符合驗收(shou)标準，儲存(cun)期限必須(xu)減少到已(yi)經通過真(zhen)實老化試(shi)驗的長時(shi)間，這也就(jiu)是在前面(mian)提到的要(yao)多設定幾(ji)個老化試(shi)驗測試時(shi)間點以掌(zhang)握老化試(shi)驗變化趨(qu)勢的重要(yao)性。如果産(chan)品根據有(you)風險的加(jia)速老化試(shi)驗數據（即(ji)加速老化(hua)試驗通過(guo)印前工藝(yi)，真實老化(hua)試驗沒有(you)通過的情(qing)況）已經被(bei)投放到市(shi)場中，必須(xu)進行細緻(zhi)的評審并(bing)收集證明(ming)文件，而且(qie)應采取适(shi)當的補救(jiu)措施來規(gui)避相關市(shi)場風險。