醫(yī)療器械包裝設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及創(chuàng)新例析

燕靜茹 孫珂辛 魏風(fēng)軍

醫(yī)療器械產(chǎn)品的運(yùn)輸穩(wěn)定性、安全性由醫(yī)療器械的結(jié)構(gòu)組件與其包裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)共同構(gòu)建，對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行有效包裝以使其功能能夠在使用者手中得到有效發(fā)揮，是對(duì)醫(yī)療器械包裝設(shè)計(jì)的基本要求。近年來，我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)品門類逐漸齊全，如今市場需求十分旺盛，已經(jīng)逐漸發(fā)展成為了朝陽產(chǎn)業(yè)。醫(yī)療器械在其裝卸、運(yùn)輸、物流、配送、儲(chǔ)存、銷售等一系列商品流通過程中，極易受到?jīng)_擊和振動(dòng)，使醫(yī)療器械的功能受到影響，有些醫(yī)療器械功能一旦失靈，對(duì)生命就會(huì)產(chǎn)生威脅，如起搏器、監(jiān)護(hù)器等?；诖?，包裝的安全性對(duì)于醫(yī)療器械而言至關(guān)重要，醫(yī)療器械包裝必須在器械的消毒、運(yùn)輸、物流、配送、儲(chǔ)存和送達(dá)用戶的全過程中起到有效的保護(hù)、防護(hù)、安全作用。因此，醫(yī)療器械的安全性包裝設(shè)計(jì)也成了當(dāng)前醫(yī)療器械產(chǎn)品開發(fā)關(guān)注的關(guān)鍵性課題之一。

醫(yī)療器械包裝設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

包裝即為在流通過程中保護(hù)產(chǎn)品、方便運(yùn)輸、促進(jìn)銷售，而采用的容器、材料及輔助物的總稱。然而，面對(duì)不同的內(nèi)容物產(chǎn)品為實(shí)現(xiàn)包裝的基本功能，所采用的包裝方式又各不相同，甚至受地域等影響，售賣至不同區(qū)域的產(chǎn)品的包裝也要作出相應(yīng)調(diào)整。醫(yī)療器械作為一種特殊產(chǎn)品，其包裝要求與一般產(chǎn)品相比稍有不同，醫(yī)療器械包裝更加著重于防護(hù)方便功能的體現(xiàn)，對(duì)裝潢設(shè)計(jì)要求較低。為實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械包裝的防護(hù)與方便功能，與其他產(chǎn)品類似，醫(yī)療器械包裝也分為三級(jí)，分別是直接與產(chǎn)品接觸的一級(jí)包裝，銷售或使用單元的二級(jí)包裝，以及在運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中保護(hù)一個(gè)或多個(gè)包裝件的三級(jí)包裝。三級(jí)包裝，層層保護(hù)，共同構(gòu)成完整的包裝系統(tǒng)，在流通過程中實(shí)現(xiàn)包裝的價(jià)值。在整個(gè)包裝系統(tǒng)中，緩沖包裝又肩負(fù)重要使命。目前而言，對(duì)于醫(yī)療器械的內(nèi)部緩沖包裝使用較多的是發(fā)泡聚乙烯棉、聚氯乙烯、聚乙烯、泡沫塑料等柔性包裝材料。目前市場上，醫(yī)療器械的包裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部緩沖包裝材料大多依舊采用發(fā)泡聚苯乙烯海綿襯墊材料、泡沫塑料等柔性包裝材料，現(xiàn)場發(fā)泡包裝更是因其良好的防震作用、上馬時(shí)間快、可預(yù)制包裝襯墊等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但發(fā)泡設(shè)備的成本也是一筆十分昂貴的費(fèi)用，用此類材料作為緩沖從經(jīng)濟(jì)效益與綠色環(huán)保等角度考慮效果不甚理想。

目前，隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，醫(yī)療器械在家庭生活中越來越普遍，但對(duì)于中高端醫(yī)療器械的緩沖保護(hù)一般選擇使用泡沫塑料來完成，然后再將其置于瓦楞紙箱中，完成最終的運(yùn)輸銷售。毫無疑問，泡沫塑料用于醫(yī)療器械包裝能夠有效地實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械在運(yùn)輸儲(chǔ)存等過程中的保護(hù)功能，但在滿足綠色包裝、節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)包裝材料的可持續(xù)發(fā)展等方面就稍遜一籌了。該包裝方法雖能很好地保護(hù)其在運(yùn)輸銷售過程中免受撞擊、震動(dòng)等的傷害，但也不可避免地?fù)碛斜锥耍孩倥菽芰想y以降解，不利于回收使用，與如今提倡的可持續(xù)發(fā)展背道而馳;②泡沫塑料模具費(fèi)用高，從生產(chǎn)廠家角度出發(fā)不滿足節(jié)約成本的要求;③泡沫塑料緩沖件在裝箱使用前不能夠進(jìn)行折疊堆放，占用空間，造成浪費(fèi)。

基于此，按照當(dāng)前環(huán)保的要求，在緩沖包裝材料的選擇上盡可能地滿足4R1D的要求，減少包裝材料的使用，以及在整個(gè)包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上盡可能地使用一種包裝材料，這樣的設(shè)計(jì)理念將會(huì)更加地貼切綠色包裝的發(fā)展要求。因此，紙材作為醫(yī)療器械的內(nèi)包裝材料不失為一種好的選擇。紙張作為一種擁有悠久歷史的包裝材料，無污染、可降解、成本低、易加工、結(jié)構(gòu)變化豐富，是能夠利用的可循環(huán)環(huán)保材料。基于此，提出了一種醫(yī)療器械包裝的新設(shè)計(jì)理念，即使用全紙化的包裝形式代替之前的泡沫塑料與紙材相結(jié)合的包裝方法，使醫(yī)療器械包裝在滿足保護(hù)等基本包裝需求的同時(shí)，更加趨于綠色環(huán)保，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械包裝材料的可持續(xù)發(fā)展。

某治療儀包裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新例析

下文以某治療儀為例進(jìn)行其包裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新，該款溫?zé)嶂械皖l治療儀毛重1.8kg，整體尺寸大概為310mm×120mm×220mm，該包裝設(shè)計(jì)方案就治療儀產(chǎn)品本身進(jìn)行了其創(chuàng)新包裝設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)材料選擇使用B型瓦楞。

1.某治療儀外箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如下圖1、圖2所示，外箱底部采用1-2-3底成型方式，1為側(cè)板插鎖結(jié)構(gòu)，舍棄一般的糊頭涂膠的設(shè)計(jì)，改用兩個(gè)小的插鎖結(jié)構(gòu)固定箱體，此種設(shè)計(jì)完全實(shí)現(xiàn)了全紙化的構(gòu)想;2為箱蓋的開窗設(shè)計(jì)，透過此開窗能夠使位于下層的提手折疊立起;3為提手設(shè)計(jì)，該提手在運(yùn)輸過程中處于平板狀態(tài)，便于運(yùn)輸，銷售時(shí)，可通過開窗處將提手立起，方便消費(fèi)者提攜。

如圖3、圖4、圖5、圖6所示，內(nèi)部緩沖選擇采用向四側(cè)折疊形成緩沖空間，4處折疊角度為-17°，5處折疊角度為45°。緩沖空間的形成首先折疊成長方體狀，然后長方體內(nèi)又經(jīng)過折疊形成三角狀的空間，使緩沖空間更加牢固，防止運(yùn)輸過程中因擠壓、碰撞等導(dǎo)致緩沖空間變形，造成對(duì)內(nèi)容物產(chǎn)品的傷害。通過折疊的方式使內(nèi)部緩沖與外箱體之間前、后、左、右、上、下六面均形成緩沖空間，能夠有效地起到防震、防撞擊的效果。

2.某治療儀內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)體展示

某治療儀包裝設(shè)計(jì)的力學(xué)性能測試

根據(jù)國標(biāo)GB/T6543-2008《運(yùn)輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱》的規(guī)定完成此包裝的跌落特性測試及抗壓強(qiáng)度測試。

跌落測試：在1000mm高度，對(duì)該包裝進(jìn)行角、楞、面跌落實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該包裝內(nèi)部緩沖并未發(fā)生變形，內(nèi)裝物保護(hù)良好，無破損現(xiàn)象。

抗壓強(qiáng)度測試：在堆碼高度為3000mm處進(jìn)行試驗(yàn)，3次實(shí)驗(yàn)的抗壓強(qiáng)度結(jié)果依次為：46.7、47、46.9（單位：N）經(jīng)驗(yàn)算，在安全系數(shù)以內(nèi)，符合要求。由此可以看出，使用全紙化的包裝方式可以滿足其基本的保護(hù)功能，對(duì)于運(yùn)輸過程中可能遇到的沖擊、震動(dòng)等能夠起到很好的防護(hù)作用，同時(shí)相較于泡沫塑料作為內(nèi)部緩沖，瓦楞紙材作為外箱，兩種材料結(jié)合使用的包裝方式，此種全紙化的包裝方式更加環(huán)保、實(shí)用。此種全紙化的包裝設(shè)計(jì)方案，還可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部緩沖與外箱一體化的設(shè)計(jì)，如此一來，更加地省時(shí)省力。無論從生產(chǎn)廠家角度出發(fā)，還是出于綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展考慮，全紙化的包裝方式都略勝一籌。

結(jié)束語

綜上所述，在對(duì)醫(yī)療器械包裝現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出醫(yī)療器械包裝設(shè)計(jì)的新包裝設(shè)計(jì)理念與準(zhǔn)則?；诋?dāng)前環(huán)保形勢，醫(yī)療器械包裝的全紙化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，不僅可以實(shí)現(xiàn)包裝材料全方位的回收利用，滿足包裝材料綠色發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)包裝材料的可持續(xù)發(fā)展，而且全紙化的設(shè)計(jì)方案，節(jié)約成本，能夠給生產(chǎn)廠家?guī)砀蟮慕?jīng)濟(jì)效益，一舉兩得。對(duì)于一些醫(yī)療器械產(chǎn)品而言，這也將是今后其包裝設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向與設(shè)計(jì)理念之一。

作者單位：河南科技大學(xué)包裝工程系

責(zé)任編輯：李倩 liqian@cprint.cn

本文系河南科技大學(xué)2019年度大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2019186）的階段性成果。