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研究范圍

作者進行了一項綜合研究，以評估使用杜邦™ Tyvek® 2FS™、Tyvek® 40L、兩種常用醫用紙（大于80克醫用透析紙和60克直封型醫用透析紙）制成的成型 - 填充 – 熱封（FFS）柔性泡罩包裝的性能。在兩個研究階段共測試了大約2,800個包裝。

在研究第一階段中，定義了所有四款泡罩包裝材料組合的熱封工藝窗口范圍和生產四款包裝的最佳工藝參數。所有四款材料組合均符合規定的要求（最小熱封強度，密封完整性，剝離性能和目視檢測要求），但熱封強度性能存在一些差異。涵蓋研究第一階段的白皮書已于2018年10月出版。

在完成基本評估之后，根據定義的標稱工藝參數加工制成柔性泡罩，并用于包裝選定的醫療器械（輸血器），隨后進行滅菌（雙循環環氧乙烷滅菌或伽馬輻射滅菌）。包裝測試由獨立并認證的實驗室根據ISO 11607中列出的標準進行。

圖1. 包裝輸血器的樣品

在滅菌前后進行包裝完整性和包裝強度測試; 環境標準條件模擬和隨后的托盤模擬運輸測試（序列A）; 以及潮濕環境條件模擬和隨后的紙箱模擬運輸測試（序列B）。序列B的目的是評估高濕度條件是否可能對包裝材料以及熱封產生負面影響，并可能導致無菌破壞的風險增加。標準統計方法適用于樣本量的定義。

包裝完整性

包裝完整性報告顯示四款測試的泡罩材料組合中的三款測試不合格。幾例由醫用紙（大于80克醫用透析紙和60克直封型醫用透析紙）制成的泡罩在經過標準環境模擬（序列A）后托盤運輸測試以及潮濕環境條件下的運輸測試（序列B）均發生氣泡泄漏測試（ASTM F2096）。一例用Tyvek® 40L制成泡罩在序列B測試后報告顯示不合格，用Tyvek® 2FS™ 制成的泡罩全部合格。

完整性測試的結果表明增加紙張的克重不一定會降低包裝失效的風險。濕氣或潮濕的環境條件對運輸后包裝完整性有負面影響，特別是對于纖維素基材料。（以上泡罩的完整性測試不合格項僅發生在伽馬輻射滅菌和運輸測試后。）

圖2.醫用紙泡罩包裝的完整性失效示例

四款泡罩材料組合的所有樣品均通過染料滲透測試，確認所有泡罩熱封的完整性。

目視檢查

目視檢查包裝材料顏色穩定性和熱封質量。在四款測試的泡罩材料組合中，兩款醫用紙在伽馬輻射滅菌后顯示出不同程度的黃化。這表明伽馬輻射對紙的外觀產生負面影響，可能與纖維素或其他組分的降解有關。用Tyvek® 40L或Tyvek® 2FS™制成的泡罩均沒有顯示任何明顯的變色。

圖3.醫用紙泡罩包裝滅菌后顏色變化

根據ASTM F1886檢測方法，在滅菌前和滅菌后檢查所有泡罩包裝熱封，沒有報告異常。

包裝強度分析

對每款泡罩材料組合的熱封強度結果（ASTM F88）進行核查分析，以確定每款泡罩材料組合的滅菌（環氧乙烷或伽馬輻照）以及潮濕環境模擬以及隨后的運輸測試是否對數據趨勢有影響。

Tyvek® 40L泡罩和Tyvek® 2FS™泡罩的熱封強度介于3 N / 15 mm和4 N / 15 mm之間，具有正常的可變性，而且在每種條件下滅菌后熱封強度保持穩定。

大于80克醫用透析紙泡罩的熱封強度處于同一水平，但變化區間大，甚至在滅菌后和潮濕環境條件下以及隨后的運輸測試中發現變化區間進一步擴大。

與其他泡罩材料組合相比，60克直封型醫用透析紙泡罩的熱封強度最低（約2N / 15mm）。對數據趨勢有影響。

對每種泡罩材料組合檢查爆破強度結果（ASTM F2054）進行核查分析，以確定滅菌（伽馬輻射滅菌）和/或潮濕環境調節以及隨后的運輸測試是否可能對數據趨勢產生影響。

與其他泡罩材料組合相比，Tyvek® 2FS™泡罩包裝的爆破強度最高，60克直封型醫用透析紙泡罩具有最低的爆破強度。除Tyvek® 40L泡罩外的所有泡罩材料組合，均觀察到在滅菌和潮濕環境模擬以及隨后的運輸測試后爆破強度降低。

爆破試驗

在運輸過程中，由于海拔高度和溫度變化而發生壓力變化，這可能導致包裝無菌破壞的風險增加?；贏STM F1140改進的爆破強度測試進行的實驗證明了高透氣性對包裝的爆破強度產生積極影響。

該實驗非常清楚地證明了高透氣性包裝的好處，例如使用Tyvek® 40L制成的包裝，降低了運輸和搬運過程中包裝破裂的風險。

結論

根據研究階段2的結果，可以得出結論，基于風險的包裝性能測試計劃（例如，包括運輸測試前的潮濕環境模擬）對于確保所有器械包裝符合要求是必不可少的，例如符合新的MDR和ISO 11607要求。根據風險評估選擇測試條件，該風險評估考慮器械和包裝生命周期中從制造到使用的所有可能的挑戰。重要的是要考慮所有風險方面，例如運輸或極端環境條件和/或滅菌方式和劑量，以確定適當的包裝材料和設計。強烈建議在開始任何驗證工作之前進行預篩選測試，以避免代價高昂的重新驗證和商業化延遲。

作者：Nicole Kaller，Laetitia Clerc，朱雪燕，秦蕾，

杜邦（中國）研發管理有限公司