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

包裝(zhuāng)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(xiang)目模切燙印(yìn)壓痕，因爲對(dui)于醫療器械(xiè)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(shi)不容忽視的(de)，而老化試驗(yàn)的結論性報(bào)告也可以作(zuo)爲提交給相(xiàng)關機構審核(he)，如歐盟的CE認(ren)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(zhī)持性文件。

在(zài)ANSI/AAMI/ISO 11607标準的前後(hou)幾個版本裏(lǐ)，一直有這樣(yang)一段表述得(dé)非常明确的(de)話：“制造商應(ying)該負責證明(ming)，産品的終包(bao)裝在經受長(zhǎng)時間流通和(hé)儲存過程中(zhong)，隻要包裝是(shì)未損壞或未(wèi)打開的，并且(qie)是在制造商(shāng)指定的儲存(cún)條件下輸紙(zhǐ)，在産品标注(zhù)的有效期内(nei)其包裝應維(wei)持完整”，這段(duan)話算是産品(pin)老化試驗直(zhi)接的權威标(biao)準依據了。但(dan)這個标準畢(bì)竟是個通則(ze)性标準，隻是(shi)提到了應該(gai)進行老化試(shi)驗以确保産(chan)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(ke)學的角度來(lai)分析老化試(shi)驗過度包裝(zhuāng)，不難發現這(zhe)個試驗事實(shí)上是一個系(xì)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(pǐn)調節過程在(zài)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(hou)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(shēng)物和機械性(xìng)能等方面的(de)試驗，用以證(zheng)明樣品經過(guò)環境調節的(de)前後是否存(cun)在各類性能(neng)上的差異。如(ru)果用一句簡(jian)單的話來總(zǒng)結老化試驗(yàn)的話過度包(bāo)裝，應該是：老(lao)化試驗是一(yi)個長時間的(de)、系統的而又(yòu)不涉及到産(chǎn)品性能試驗(yàn)的環境調節(jie)過程。

2.老化試(shi)驗的分類

老(lao)化試驗按照(zhào)性質不同，可(kě)以分爲真實(shi)老化試驗（Real Time Aging Testing）和(he)加速老化試(shì)驗（Accelerated Aging Testing）。顧名思義(yi)，前者是在常(cháng)溫環境下，或(huo)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(chu)來做相關的(de)性能試驗，并(bìng)以這個性能(neng)試驗的結果(guo)跟進行老化(huà)試驗前的樣(yàng)品性能試驗(yàn)結果進行對(duì)比，以此來判(pan)斷産品的有(you)效期是否設(shè)計合理。而加(jia)速老化試驗(yan)則是設計一(yī)個特定的老(lǎo)化試驗環境(jìng)，從而大大縮(suo)短通常非常(chang)漫長的老化(hua)試驗持續時(shí)間，這個特定(ding)的環境與縮(suo)短時間的比(bi)例之間存在(zai)關聯性。

由此(ci)可以看出酒(jiǔ)品包裝，真實(shi)老化試驗非(fei)常簡單，但需(xū)要的時間非(fēi)常長，可能并(bing)不适合激烈(lie)的市場競争(zheng)對時效性的(de)要求，所以往(wang)往要用到加(jia)速老化試驗(yàn)。但真實老化(huà)試驗是必不(bú)可少的，因爲(wei)它的結果才(cái)是準确和權(quán)威的大族冠(guàn)華，而加速老(lǎo)化試驗的結(jié)果隻是個過(guo)渡，當真實老(lǎo)化試驗結果(guǒ)出來後，終還(hái)是要參考真(zhen)實老化試驗(yàn)結果。本文讨(tǎo)論的重點，則(ze)是相對較爲(wei)複雜的加速(sù)老化試驗。

3.加(jiā)速老化試驗(yan)的依據和方(fang)法

在談MDSP加速(sù)老化試驗之(zhi)前，筆者首先(xian)要聲明的是(shì)：這是一門模(mo)糊科學數碼(mǎ)印刷印後加(jiā)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(jù)到目前爲止(zhǐ)還無法得到(dào)科學權威的(de)證實。

MDSP加速老(lao)化試驗依據(jù)的相關标準(zhun)是推出時間(jiān)并不算很長(zhǎng)的ASTM F1980，它是ASTM下屬(shǔ)的工作組F02.60（F02是(shi)ASTM中有關軟包(bāo)裝标準的工(gong)作組，而60又是(shi)F02工作組中關(guan)于MDSP方面的下(xià)屬工作組）爲(wei)MDSP加速老化試(shi)驗而專門制(zhì)定的一個标(biao)準，目前該标(biāo)準有兩個版(ban)本活動，分别(bié)是初的2025年12月(yue)版和3年後更(geng)新過的2025年12月(yuè)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(miàn)的标準，這對(duì)包裝加速老(lao)化試驗發展(zhan)的進程來說(shuo)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(zhi)前就沒有關(guān)于加速老化(huà)試驗的指導(dǎo)标準或方案(àn)，隻不過有些(xiē)方法還不夠(gou)系統或通用(yong)而已。

ASTM F1980的主要(yào)内容包括指(zhi)導如何準備(bèi)包裝加速老(lao)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(zhen)實老化試驗(yàn)方案和一些(xie)具體的判斷(duan)産品包裝性(xing)能的試驗方(fāng)法。

ASTM F1980裏明确提(ti)到了加速老(lǎo)化試驗的理(li)論依據，在其(qí)第六部分的(de)6.3條款中有如(rú)下描述：加速(sù)老化試驗理(lǐ)論以假設材(cái)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(wēn)度增加或減(jiǎn)少10℃時，化學反(fǎn)應加速比例(lì)因子Q10對應增(zēng)加或減少約(yuē)一倍。當然，這(zhè)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(yào)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(guò)程，需要材料(liào)反應的動力(li)學模型，所以(yi)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(bú)再詳細描述(shu)這個複雜的(de)Arrhenius理論了廠商(shāng)信息，隻給出(chu)一個簡單計(jì)算方法的案(àn)例，供讀者自(zi)行學習。

如Arrhenius理(li)論所說，“10℃的溫(wen)度改變将會(huì)導緻化學反(fǎn)應速度改變(bian)一倍”，所以，加(jia)速老化速率(lǜ)（Accelerated Aging Rate,簡稱AAR）的計算(suàn)公式爲：

AAR=Q10（Te - Ta）/10

其中(zhong)色彩，Te爲試驗(yan)控制環境溫(wēn)度（Elevated Temperature），Ta爲正常環(huán)境溫度（Ambient Temperature）。

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

AATD=Desired Real Time/AAR

這裏，AATD爲對應(ying)有效期的加(jiā)速老化試驗(yan)持續時間。舉(jǔ)個例子包裝(zhuang)物流，假如産(chǎn)品設計的有(you)效期是3年，正(zhèng)常環境溫度(du)是22℃，而預定的(de)加速老化試(shì)驗環境溫度(dù)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(shi)驗測試時間(jiān)爲

AATD=365天/9.85=37.06天

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

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

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

（1）當老(lao)化試驗環境(jing)溫度超過50℃時(shi)立體印刷，反(fǎn)應速率與溫(wen)度的關系可(kě)能就不再是(shì)呈線性比例(li)了，這也就是(shi)爲什麽老化(huà)溫度不能太(tài)高的原因。當(dang)然，如果老化(hua)溫度設定得(dé)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(héng)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(yàn)溫度通常設(shè)定在55℃，這是筆(bǐ)者查閱很多(duō)國外相關文(wen)獻得到的結(jié)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(fen)的包裝材料(liao)在加速老化(hua)過程中的反(fǎn)應速率也可(ke)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(kě)。

（3）過高的試驗(yàn)溫度會使包(bao)裝材料出現(xian)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(gui)的并且是難(nán)以預測的失(shi)敗，這也是加(jia)速老化試驗(yàn)溫度不能超(chāo)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(wen)獻能證明老(lǎo)化試驗理論(lun)對包裝材料(liao)是有效的。當(dang)然數碼印刷(shua)機，既然ASTM能出(chū)版相關标準(zhǔn)，也充分說明(ming)了雖然MDSP加速(sù)老化試驗理(lǐ)論無法在科(kē)學上被完全(quan)證明，但在實(shi)際工業生産(chǎn)操作中，MDSP加速(su)老化試驗的(de)結果還是可(kě)靠的，或者至(zhì)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(shuā)，筆者查閱資(zi)料的過程中(zhōng)還發現，某些(xiē)現存的針對(dui)具體産品的(de)測試環境也(yě)有所區别，如(rú)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(fa)找到理論依(yī)據，可能更多(duō)的是依靠經(jing)驗的積累而(ér)總結出來的(de)，并且産品及(jí)其預期的流(liu)通過程針對(dui)性很強，對MDSP加(jia)速老化試驗(yan)研究的參考(kao)價值不大。

4.加(jia)速老化試驗(yàn)實際操作中(zhong)的關注點

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

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

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

（3）當描(miao)繪材料和包(bao)裝性能的老(lǎo)化作用時，了(le)解這種老化(huà)作用的變化(huà)趨勢是非常(chang)有用的，因爲(wei)這能讓試驗(yàn)設計者及時(shí)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(bu)是白白浪費(fèi)很大的人力(lì)物力成本卻(què)僅僅得到一(yi)個試驗失敗(bai)的結論性報(bao)告。所以雖然(rán)按照要求，加(jia)速老化試驗(yàn)測試時間點(dian)的數量隻要(yào)設定1個即可(ke)（零時間點的(de)測試除外），即(ji)産品預期的(de)有效期。但在(zài)實際操作中(zhōng)，往往要設3個(gè)測試時間點(diǎn)，以此來把握(wò)老化作用的(de)趨向。比如産(chan)品設計的有(yǒu)效期是3年水(shuǐ)墨平衡，可以(yi)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(shì)時間點。

（4）初始(shi)的、滅菌的及(jí)加速老化的(de)包裝樣品裏(lǐ)面可以沒有(yǒu)産品或用模(mo)拟産品替代(dai)，當然還是使(shi)用終的完整(zheng)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(xìn)；當然油墨，在(zài)某些情況下(xia)可能一定要(yào)用終的完整(zheng)産品進行試(shì)驗。

（5）應選擇經(jīng)過工藝驗證(zhèng)過的樣品做(zuò)老化試驗，因(yīn)爲這樣的樣(yàng)品值得信賴(lai)，是連續穩定(dìng)的。而如果用(yòng)不能确保質(zhì)量連續穩定(ding)的樣品做老(lǎo)化試驗，試驗(yàn)所需要的時(shí)間成本可能(néng)不是每家企(qǐ)業都負擔得(dé)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(pēn)墨印刷，所以(yi)應當使用惡(è)劣的滅菌狀(zhuàng)态，這包括滅(miè)菌參數惡劣(liè)和滅菌次數(shù)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(zai)化學反應加(jiā)速中的作用(yong)，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(yīng)該考慮濕度(dù)的影響，也就(jiu)是要将濕度(du)控制在常規(guī)範圍内。

（8）完成(cheng)加速老化試(shi)驗的樣品不(bu)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(yi)般來說是在(zai)常規環境，即(ji)溫度（23±2）℃、濕度±5%的(de)環境下調節(jiē)24小時；結合實(shi)際情況，有些(xie)樣品還需要(yào)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(shu)協會）系列試(shì)驗方案中的(de)合适者，而且(qie)用于運輸試(shi)驗的樣品必(bi)須是完整的(de)樣品。

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

5.加速老化(hua)試驗的結果(guǒ)評估

後剩下(xia)來的問題可(ke)能就是如何(he)進行加速老(lǎo)化試驗的結(jie)果評估，這個(gè)結果評估存(cun)在以下兩種(zhong)情況：

（1）如果加(jia)速老化試驗(yan)結果符合驗(yan)收标準，則産(chǎn)品的有效期(qī)取決于真實(shí)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(hua)試驗結果不(bú)符合驗收标(biāo)準，那麽有以(yi)下兩個選擇(ze)：是調查産品(pǐn)包裝工藝生(sheng)産過程，重新(xīn)設計産品或(huò)包裝，嘗試驗(yàn)證更短的産(chan)品有效期；第(di)二是等真實(shí)老化試驗結(jié)果，如果真實(shí)老化試驗結(jié)果是通過的(de)色序，那麽在(zai)這種情況下(xià)，隻能證明我(wo)們設計的加(jiā)速老化試驗(yan)比實際情況(kuang)更嚴格和保(bao)守。

真實老化(hua)試驗結果也(ye)有同樣模式(shi)的評估問題(tí)：如果真實老(lao)化試驗結果(guǒ)符合驗收标(biao)準，那麽包裝(zhuāng)的有效期就(jiù)是經過驗證(zhèng)的；如果真實(shí)老化試驗結(jié)果不符合驗(yàn)收标準，儲存(cún)期限必須減(jian)少到已經通(tong)過真實老化(huà)試驗的長時(shí)間，這也就是(shi)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(lǎo)化試驗變化(hua)趨勢的重要(yào)性。如果産品(pǐn)根據有風險(xiǎn)的加速老化(huà)試驗數據（即(ji)加速老化試(shì)驗通過印前(qian)工藝，真實老(lao)化試驗沒有(yǒu)通過的情況(kuàng)）已經被投放(fàng)到市場中，必(bì)須進行細緻(zhì)的評審并收(shou)集證明文件(jian)，而且應采取(qu)适當的補救(jiù)措施來規避(bi)相關市場風(fēng)險。