劉姍姍 馮智劼 李學(xué)洋 張闖 李濤

摘 要：本文以醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸性能測(cè)試應(yīng)用為主旨，系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)異同。文章比對(duì)分析國(guó)際運(yùn)輸安全協(xié)會(huì)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的主要適用范圍、測(cè)試項(xiàng)目差異，并以質(zhì)量為50kg的醫(yī)療器械包裝件為例，分析運(yùn)輸測(cè)試溫濕度條件、低氣壓、振動(dòng)、沖擊、堆碼試驗(yàn)參數(shù)等效性與差異性。分別對(duì)有源、無(wú)菌和涉及中美雙報(bào)的醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸測(cè)試提出應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目，為開(kāi)展醫(yī)療器械全生命周期監(jiān)管提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療器械，包裝，運(yùn)輸穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2024.02.012

隨著醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持快速、高質(zhì)量發(fā)展，我國(guó)對(duì)醫(yī)療器械相關(guān)行業(yè)制定了更為細(xì)致、明確的監(jiān)管要求[1]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42062-2022《醫(yī)療器械 風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)醫(yī)療器械的應(yīng)用》要求對(duì)醫(yī)療器械全生命周期內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析及管理。其中，包裝與運(yùn)輸是確保醫(yī)療器械安全有效到達(dá)使用者手中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)[2]。國(guó)家藥品監(jiān)督管理局要求醫(yī)療器械注冊(cè)申報(bào)應(yīng)當(dāng)提供包裝和運(yùn)輸穩(wěn)定性研究資料，證明運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境條件不會(huì)對(duì)醫(yī)療器械的特性和性能造成不利影響[3]。因此，開(kāi)展醫(yī)療器械運(yùn)輸包裝性能測(cè)試，驗(yàn)證所選包裝可否滿足醫(yī)療器械儲(chǔ)運(yùn)要求，成為醫(yī)療器械行業(yè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[4]。本文主要對(duì)國(guó)內(nèi)外醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理，開(kāi)展差異對(duì)比分析，為醫(yī)療器械全生命周期監(jiān)管提供技術(shù)支持，同時(shí)為開(kāi)展醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化工作奠定基礎(chǔ)。

1 醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)概要

1.1 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有G B /T 14710-2009《醫(yī)用電器環(huán)境要求及試驗(yàn)方法》[5]、GB/ T 4 857《包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)》系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 19633.1-2015《最終滅菌醫(yī)療器械包裝第1部分：材料、無(wú)菌屏障系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)的要求》、Y Y/ T 0 6 81.15 -2 019《無(wú)菌醫(yī)療器械包裝試驗(yàn)方法第1 5部分：運(yùn)輸容器和系統(tǒng)的性能試驗(yàn)》[ 6 ]等。其中，GB/ T 14710-2009重點(diǎn)關(guān)注醫(yī)療器械電氣設(shè)備在各種模擬貯存、運(yùn)輸環(huán)境下的適應(yīng)性。GB/T 4857系列標(biāo)準(zhǔn)修改采用了對(duì)應(yīng)的ISO/I EC標(biāo)準(zhǔn)，第17部分提供了編制性能試驗(yàn)大綱的通用規(guī)則及有關(guān)定量數(shù)據(jù)參考[7]。YY/ T 0681.15-2019則參照ASTM D4169-16《運(yùn)輸容器和系統(tǒng)性能試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》[8]通過(guò)相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目模擬重現(xiàn)各種危害因素，評(píng)價(jià)無(wú)菌醫(yī)療器械運(yùn)輸交付后是否能滿足出廠時(shí)的預(yù)期要求[9，10]。

1.2 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)

在國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有A S T M D 4169-22《S t a nda r dP r a ct ice for Per for ma nce Te st in g of S h ippin gC ont a i ner s a nd Systems》、國(guó)際安全運(yùn)輸協(xié)會(huì)（International Safe Transit Association，ISTA）系列標(biāo)準(zhǔn)。ASTM D4169為美國(guó)FDA最早認(rèn)可且被采用頻率最高的運(yùn)輸包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，其中第13個(gè)流通周期（Distribution Cycle，DC）多用于醫(yī)療器械運(yùn)輸包裝穩(wěn)定性的驗(yàn)證測(cè)試。ISTA針對(duì)不同的包裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)了7個(gè)系列檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，3系列中的3A、3B、3E測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)在2020年被納入美國(guó)FDA醫(yī)療器械公認(rèn)的共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)清單[11]。

2 醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)差異性分析

針對(duì)GB/T 14710-2009、GB/T 4857系列標(biāo)準(zhǔn)、YY/T 0681.15-2019、ISTA 3A：2018[12]4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)分組與分級(jí)、試驗(yàn)參數(shù)和試驗(yàn)結(jié)果判定4個(gè)方面，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)差異性分析。

2.1 試驗(yàn)項(xiàng)目

國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目及數(shù)量見(jiàn)表1。GB/T 14710-2009測(cè)試更為關(guān)注醫(yī)用電器設(shè)備在高低溫和濕熱環(huán)境的工作狀態(tài)，其運(yùn)輸試驗(yàn)可使用載重汽車或運(yùn)輸試驗(yàn)裝置進(jìn)行模擬測(cè)試。GB/T 4857.17-2017分為兩種方案，由于醫(yī)療器械實(shí)際流通環(huán)境不確定、危害強(qiáng)度未知，因此多采用方案2確定試驗(yàn)項(xiàng)目。YY/ T 0681.15-2019的測(cè)試項(xiàng)目依次模擬或重現(xiàn)了醫(yī)療器械包裝件在運(yùn)輸過(guò)程中可能經(jīng)歷的風(fēng)險(xiǎn)危害，垂直沖擊試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)H適用于單瓦楞包裝等強(qiáng)度較低的包裝方式。ISTA 3A：2018則在此基礎(chǔ)上增加了溫度、濕度相關(guān)的可選測(cè)試項(xiàng)目。

2.2 試驗(yàn)的分組與分級(jí)

GB/ T 14710 -2 0 0 9按設(shè)備的氣候環(huán)境、運(yùn)輸流通機(jī)械環(huán)境分別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組，Ⅰ組環(huán)境條件良好，Ⅲ組環(huán)境條件嚴(yán)苛，Ⅱ組則為適中環(huán)境條件。GB/T 4857.17-2017將其質(zhì)量分為不大于30kg、30～100kg和大于100kg3個(gè)類別。試驗(yàn)強(qiáng)度分為3個(gè)等級(jí)：等級(jí)1是大于2500km的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，或者運(yùn)輸路況較差；等級(jí)2是氣候溫和、公路鐵路的長(zhǎng)距離運(yùn)輸；等級(jí)3是短距離國(guó)內(nèi)運(yùn)輸，預(yù)期沒(méi)有特殊的危害。YY/T 0681.15-2019（ASTM D4169）建立了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個(gè)保證水平（assurance level），保證水平Ⅰ提供試驗(yàn)的嚴(yán)苛程度最高，在沒(méi)有其他限定條件時(shí)，建議采用保證水平Ⅱ。ISTA 3A：2018標(biāo)準(zhǔn)則按包裝件的尺寸和質(zhì)量分為標(biāo)準(zhǔn)件、小型、扁平型和長(zhǎng)條型包裝件。為了控制各標(biāo)準(zhǔn)可比性，以質(zhì)量為50kg的醫(yī)療器械包裝標(biāo)準(zhǔn)件為例，如圖1所示選取各標(biāo)準(zhǔn)中等強(qiáng)度的運(yùn)輸環(huán)境條件，對(duì)照醫(yī)療器械特性及可能涉及的運(yùn)輸環(huán)境條件，確定試驗(yàn)參數(shù)，開(kāi)展醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸性能測(cè)試分析。

2.3.1 溫濕度試驗(yàn)

4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均涉及溫濕度試驗(yàn)條件，表2列出了4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與溫濕度相關(guān)的參數(shù)。GB/T 14710-2009將濕熱儲(chǔ)存測(cè)試納入考察范圍，尤其濕熱儲(chǔ)存試驗(yàn)中濕度較高。另外3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均為溫濕度調(diào)節(jié)處理。對(duì)于無(wú)菌醫(yī)療器械，若產(chǎn)品特性需要考慮運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)氣候的應(yīng)變能力，可參考YY/T 0681.16-2019《無(wú)菌醫(yī)療器械包裝試驗(yàn)方法 第16部分：包裝系統(tǒng)氣候應(yīng)變能力試驗(yàn)》開(kāi)展獨(dú)立試驗(yàn)。

2.3.2 低氣壓試驗(yàn)

低氣壓試驗(yàn)可用于評(píng)定空運(yùn)或海拔較高的地面運(yùn)輸包裝件對(duì)醫(yī)療器械保護(hù)能力。表3為4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與低氣壓相關(guān)的試驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)。除GB/T 14710-2009未涉及低氣壓試驗(yàn)外，GB/T 4857系列標(biāo)準(zhǔn)第13部分、YY/T 0681.15-2019、ISTA 3A：2018均對(duì)低氣壓試驗(yàn)的模擬高度、低氣壓壓力和持續(xù)時(shí)間有所規(guī)定。GB/T 4857.13-2005試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，YY/T 0681.15-2019參考ASTM D6653，給出的試驗(yàn)條件相對(duì)嚴(yán)格。

2.3.3 振動(dòng)試驗(yàn)

振動(dòng)試驗(yàn)一般分為正弦振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)更好地模擬實(shí)際運(yùn)載振動(dòng)環(huán)境，而正弦振動(dòng)一般根據(jù)不同運(yùn)輸方式的振動(dòng)特征進(jìn)行有規(guī)律的振動(dòng)試驗(yàn)，可以用來(lái)確認(rèn)和觀察共振頻率。表4為4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)類型和對(duì)應(yīng)的參數(shù)對(duì)比。在試驗(yàn)類型方面，由于GB/T 14710-2009第4章節(jié)要求進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)輸試驗(yàn)，因此未設(shè)置隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。ISTA 3A：2018對(duì)標(biāo)準(zhǔn)包裝件在振動(dòng)方面的要求進(jìn)行加載、不加載兩種方式，以及低氣壓（可選）的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。

在試驗(yàn)參數(shù)方面，GB/T 14710-2009標(biāo)準(zhǔn)的頻率循環(huán)范圍較低，但掃頻循環(huán)次數(shù)較多，這是考慮到運(yùn)輸過(guò)程中的共振對(duì)有源醫(yī)療器械電子元器件影響較為嚴(yán)重。YY/T 0681.15-2019依次按照公路試驗(yàn)和空運(yùn)試驗(yàn)的功率譜密度水平表，分別進(jìn)行60min和90min的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，以驗(yàn)證醫(yī)療器械在較為長(zhǎng)途多方式運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，包裝能否承受運(yùn)輸振動(dòng)帶來(lái)的損害。

2.3.4 沖擊試驗(yàn)

沖擊試驗(yàn)主要考查醫(yī)療器械包裝件的耐沖擊強(qiáng)度和對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力，其從受沖擊方向上可分為水平?jīng)_擊試驗(yàn)和垂直沖擊試驗(yàn)（即跌落試驗(yàn)）。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14710-2009的碰撞試驗(yàn)主要是重復(fù)性的沖擊累加，側(cè)重模擬醫(yī)療器械電氣設(shè)備遭遇的經(jīng)常性、重復(fù)性沖擊現(xiàn)象，碰撞次數(shù)高達(dá)10 0 0±10次。4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，僅GB/T 4857.17-2017進(jìn)行水平?jīng)_擊試驗(yàn)，以1.5m/s的速度沖擊包裝件的任意側(cè)面。表5是3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)跌落試驗(yàn)的參數(shù)，Y Y/ T 0 681.15-2019和ISTA 3A：2018均進(jìn)行兩次跌落試驗(yàn)，后者共跌落17次，且跌落測(cè)試方式更為全面。跌落高度均按照不同的運(yùn)輸重量區(qū)間，對(duì)于50kg的醫(yī)療器械包裝件，YY/T 0681.15-2019推薦的跌落高度為180mm，低于另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)跌落高度的40%。

2.3.5 堆碼試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14710-2009、ISTA 3A：2018中未見(jiàn)關(guān)于堆碼試驗(yàn)的要求。表6 列出了G B / T4857.17-2017和YY/T 0681.15-2019堆碼試驗(yàn)的主要參數(shù)。前者在包裝件經(jīng)歷運(yùn)輸振動(dòng)前后分別進(jìn)行堆碼試驗(yàn)，依次模擬醫(yī)療器械在生產(chǎn)倉(cāng)庫(kù)和運(yùn)輸后抵達(dá)使用者倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的場(chǎng)景，規(guī)定的最大載荷為最底層包裝件所承受的載荷。而標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0681.15-2019堆碼試驗(yàn)加載量L計(jì)算較為復(fù)雜，需先按照包裝結(jié)構(gòu)類型確定系數(shù)F，再根據(jù)運(yùn)輸單元選擇公式計(jì)算加載量L。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定與應(yīng)用

對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)也略有不同。GB/T 14710-2009要求按照附錄A在每項(xiàng)試驗(yàn)前后分別對(duì)醫(yī)療器械電氣設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)并判定結(jié)果。GB/T 4857.17-2017合格標(biāo)準(zhǔn)的確定可考慮4個(gè)因素：包裝與醫(yī)療器械整體質(zhì)量降低、損壞程度和醫(yī)療器械自身?yè)p失、損壞的程度。YY/T 0681.15-2019要求試驗(yàn)前制定接受準(zhǔn)則，可以是產(chǎn)品無(wú)損害、包裝完整無(wú)損壞，或者產(chǎn)品和包裝均無(wú)損。ISTA標(biāo)準(zhǔn)同樣在程序和指南文件中指出，需要提前確定試驗(yàn)后可接受的包裝破損限度。

從應(yīng)用的角度分析，無(wú)論選用何種標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸測(cè)試均需根據(jù)擬裝運(yùn)醫(yī)療器械的重量、可能涉及的氣候環(huán)境以及運(yùn)輸條件，預(yù)估試驗(yàn)強(qiáng)度、保證水平，確立測(cè)試參數(shù)，構(gòu)建運(yùn)輸模擬測(cè)試方案。在此過(guò)程中，樣品數(shù)量應(yīng)足夠大，以便提供具有高度可靠性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。通過(guò)測(cè)試項(xiàng)目和參數(shù)的比較可知，國(guó)外醫(yī)療器械包裝標(biāo)準(zhǔn)更加注重產(chǎn)品的保護(hù)性和完整性，而我國(guó)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)則更注重特定種類醫(yī)療器械的安全性和有效性。此外，GB/T 14710-2009的運(yùn)輸試驗(yàn)若選用運(yùn)輸試驗(yàn)裝置，而非載重汽車實(shí)際運(yùn)輸，其等效性也有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文以GB/T 14710-2009、GB/T 4857.17-2017、YY/T 0681.15-2019、ASTM D4169、ISTA3A：2018等醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為主要研究對(duì)象，從標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、試驗(yàn)項(xiàng)目差異、試驗(yàn)分組分級(jí)等方面，以總質(zhì)量為50kg的醫(yī)療器械包裝件為例，精準(zhǔn)討論溫濕度、低氣壓、振動(dòng)、沖擊、堆碼試驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)的等效性與差異性。

通過(guò)試驗(yàn)參數(shù)差異分析發(fā)現(xiàn)，醫(yī)療器械包裝運(yùn)輸模擬測(cè)試方案應(yīng)充分結(jié)合產(chǎn)品的自身特點(diǎn)和實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)條件，進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于有源醫(yī)療器械，在GB/T 14710-2009環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建議增加跌落、堆碼等試驗(yàn)，以滿足運(yùn)輸穩(wěn)定性的測(cè)試要求。對(duì)于無(wú)菌醫(yī)療器械可選用認(rèn)可度較高的標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0681.15-2019，宜重點(diǎn)關(guān)注GB/T 19633.1-2015，可將運(yùn)輸試驗(yàn)納入到包裝系統(tǒng)性能測(cè)試。對(duì)于國(guó)內(nèi)注冊(cè)的醫(yī)療器械，包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)建議優(yōu)先選用GB/T 4 8 5 7 系列標(biāo)準(zhǔn)；而中美雙報(bào)的醫(yī)療器械則建議先選用ASTMD4169、ISTA 3系列標(biāo)準(zhǔn)。

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