为了应对提高制造业产出、包装稳定性和增加验证审核的需要，包装材料供应商推出了新型包装制备方法。本文探讨在医疗器械中使用可剥离软包装材料的优点。
无污染性接触
 医疗器械软包装的设计和开发人员，必须首先考虑如何在从生产和包装到使用整个过程中，建立和维护器械的无菌屏障。但是，如何使终端用户能够有效地去除器械包装也是一个重要的考虑因素。此特性的设计应考虑到用户使用设备的具体环境，例如用户是否为：
- 在道路交通事故现场使用气道管理设备的急救人员
- 产前为孕妇实施硬膜外麻醉的麻醉师
- 自施导尿管的截瘫患者
- 当准备手术室时，或者在髋关节置换手术过程中，一旦医生确定使用的产品规格，需要将物品移交给无菌室护士的巡回护士。
虽然这些器械的使用环境不同，但配送过程都需要简单稳定且无污染。材料的可剥离性有效避免了在拆包过程中或使用其它破坏性拆封方法时微粒对器械造成的影响。本文概述了包装设计者可使用的可剥离软包装材料。值得注意的是，在医疗行业中存在监管需求，改变包装形式受传统惯性影响，这也意味着当更有效的新型包装出现时，仍有很多厂商使用旧的材料技术。
涂层
二十世纪七十年代后期到八十年代早期，一次性医疗器械的发展促进了包装方式的改变。包装材料供应商和原材料供应商竭力开发新的包装结构来满足迅速增长的需求：
- 采用环氧乙烷(EtO)气体消毒的器械需要透气性材料，使杀菌剂能进出包装。基于此需求出现了一系列溶剂型热封涂层，可用于生产多孔基材，包括杜邦公司生产的纸张和 Tyvek（纺粘型聚烯烃） (www.medicalpackaging.dupont.com)。这些涂层的整个结构具有透气性，同时密封温度范围较广，便于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE) 等材料的热封合，可用于制造袋子或者三维包装中的可塑膜。当剥离时，可看到亮白色封印，说明密封完整。
- 对于采用伽马射线消毒的器械，已开发溶剂型热封涂层，应用于双层PET-PE结构的薄膜或者用于袋子或可塑膜的高密度PE。这种涂层通常是采用凹印滚筒的烯醋酸乙烯酯(EVA)分散剂，有多种衍生物，可以密封多种材料，包括PE、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、PET和金属。在很多情况下，用户可通过控制密封条件来改变密封特性。例如，提高密封温度或压力可以增加密封强度，如图I所示。
.gif) | 图 I：涂布纸与薄膜之间的典型剥离强度。 |
尽管这些涂层应用广泛，但是它存在着固有的问题，促进了新一代可剥离技术的发展。这些问题包括：
- 涂层上的溶剂残留
- 质量和涂层附着力的差异
- 透气型基材的孔隙率大大降低
- 难以维持涂层与膜之间的粘合
- 成本。
透气型基材所用的新一代涂层是水基型的EVA分散剂，主要采用气刀涂布而成，它解决了溶剂型涂层的诸多困扰。而且，新型聚合物技术能够增加涂层的多孔性，而涂层控制的进步则改善了涂层的稳定性和质量。利用热熔法制成的其它涂层也可以增加多孔性，同时保持较宽的密封温度范围。目前，粘合剂涂层基材是包装设计者的通常选择，可提供30�C左右的密封温度范围，可视密封印（剥离后变为亮白色）可靠，在某些情况下能生产出可用EtO和伽马射线灭菌的包装。但是，公司实验室的最新试验显示这些涂层不能长时间保持完整，可能存在消毒隐患，尽管目前还没有此类情况的普遍报道。
薄膜
一次性医疗器械的迅速增长引起越来越多软包装材料供应商的关注，其中很多在食品和消费品包装等行业从事大量业务。这意味着软材料技术的改进（复合挤压膜和层压膜）已惠及医疗行业。包装设计者可选择：
- 可剥离复合薄膜，对辐射灭菌医疗设备包装而言，由于其生产规模很大，因此具有潜在的经济性。近年来设备规格和产量的增加使得这些材料更易被器械制造商所接受。
- 层压膜，可反转印刷（陷印）高质量图形，通过加入其它基材提高阻挡层或白底图形的特性。层压还可用于制造可剥离材料，由于使用了热稳定的外层，如PET和尼龙(PA)，相比于没有外层的PE复合可剥离膜，其操作温度范围宽达20 �C，提高了机械加工性。医疗包装中引入这种薄膜，可以降低成本，提高机器速度。但是面临的挑战也显而易见：
- 密封强度。医疗器械行业通常采用操作窗宽，并且有一定密封强度的热封涂层基材。可剥离薄膜使用需经历一个明显的经验曲线。大规模生产的薄膜，如用于食品行业的薄膜，虽然成本低，但是除非其使用量能够满足医疗行业的产品研发需求，否则很难增加或降低密封强度。
- 操作性。热封涂层材料通常比较坚硬，相对易搬运。薄膜，尤其是小规格的复合膜和层压膜，可能会出现更多的卷曲，静电滞留，因此需要包装器械在切割和密封方面进行改进。
- 多功能性。虽然不同类型的热密封涂层都拥有稳定的密封和剥离性，适用于不同软性或刚性材料，但是大多数可剥离复合薄膜只设计用于密封一种材料。许多涂层可用于密封PE，少量可用于密封PP、醇化聚酯(PETG)和耐冲击聚苯乙烯(HIPS)等材料。
最新进展
在过去的十年中，软包装技术在很多方面进步喜人，包括：发展出了复合挤压技术；性能特征显著增强的新型聚合物，如超低密度PE、弹性体和塑性体；以及包装机械设计的改进。在技术进步的同时，医疗器械行业的具体需求得到越来越多的关注，包装设计者的选择范围大大扩展：
- 可剥离薄膜高阻气盖膜在大容量医疗器械辐射灭菌时用于密封软型网，可提供经济的薄膜或薄膜包装。目前所用的可剥离密封剂有了很大的改进，具有稳定的密封强度，可通过ISO 11607: 2006“最终灭菌医疗器械的包装”的验证要求。早期不合格薄膜常有“细丝”和“发丝”现象，容易形成微粒，目前这种情况基本消除。
- 可剥离薄膜在制造平袋和平包时可用于密封未涂层的Tyvek或者医用透析纸。虽然标准的PET–PE已经使用了很多年，但是新的薄膜更可靠，性能更好，剥离透气性基材时可避免撕裂和“破碎”（Tyvek具有“皮肤”效应，如果从切割边缘密封可能分层）。由于EtO室内的快速循环需要快速的压力变化，包装孔隙的增加使EtO灭菌效果得以增强。
- 开发出供横向热成型灌装封口机使用的可剥离、可成型网，能够给未涂层的Tyvek和医疗透析纸提供稳定的密封。这种包装平台可作为涂层透气性基材的经济替代方案，原因有以下两点：一方面加强了包装的多孔性，加快了EtO灭菌循环，同时不增加密封件应力；另一方面，消除了盖材涂布所需的附加成本。
- 加工或“裁剪”的医用透析纸是最新发展，不再需要额外热密封涂层来进行可剥离密封。有些透析纸还加入合成树脂来增加强度，同时维持包装完整性，保留可靠的可剥离封印，经济性进一步提升。
- 已开发新型热密封涂层，多孔性更强，密封稳定范围更宽，稳定性更好，因此密封效果更佳。当要求高性能时，特别是密封刚性托盘时，这些涂层更具优势。
- 当然，使用未涂层的顶材，无论是纸张还是Tyvek，需要将额外热能通过盖材传递到薄膜内的专用密封剂层。因此，密封温度通常比涂层材料要高，如图 II 所示。
 | 图2：未涂布纸与薄膜之间的剥离强度。 |
验证
对医疗器械制造商的需求日益增加（包括世界各地的包装业务）需要：在不同地区的不同生产线上生产出相同规格的产品；提高上市速度；提高产出率；更详细的验证审查；包装稳定性；更有效的灭菌方法。软包装技术的新发展使得包装设计者有了更多的选择来迎接挑战。
新材料的出现为包装制造商提供了更多的选择，同时也要求他们在生产和验证时采用更彻底的方法。根据ISO 11607最终灭菌包装的规定，包括无菌屏障系统(SBS)包装，设备验证依可用资源情况，需要6到36个月的时间，显然阻碍了包装形式和/或包装材料的改变。
解决该问题并从新材料技术中受益的一种方法是从包装供应商手中获取数据。为未涂层纸张和Tyvek密封薄膜时，包装制造商针对薄膜本身和SBS薄膜组合，都会遵照ISO 11607的要求。灭菌后不论加速还是正常老化，五年内可获取数据。器械制造商可以把这些数据作为验证方案的一部分，节省了大量的时间和费用。如上所述，随着更多可剥离薄膜的出现，薄膜技术的进一步发展减少了材料涂层的额外成本，而此类附加数据为包装行业提供了更多选择，加速了新型包装技术的实现。
Chris Heezen
是Sealed Air Medical Applications公司的全球医疗软材料部执行董事。
联系地址：200 Riverfront Boulevard, Elmwood Park 07407, New Jersey, USA。
Nicholas Berendt*
是Sealed Air Medical Applications公司的营销经理。
联系地址：Fleets Lane, Poole BH15 3BT, UK，电话：+44 1202 781 241
电子邮件： nicholas.berendt@sealedair.com
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