避孕套包裝完整性試驗(yàn)的方法探究

晏子櫻 林冬昕 陳少敏 廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 （廣東 廣州 510663）

內(nèi)容提要：目的：對避孕套包裝完整性試驗(yàn)進(jìn)行方法探究。方法：避孕套傳統(tǒng)包裝為一層或多層柔性復(fù)合膜熱封制成的正方形或長方形包裝，一種新式的碗狀包裝并不完全適用該方法。通過調(diào)整真空度進(jìn)行試驗(yàn)探究，以及人為制造陽性樣品的方式進(jìn)行方法驗(yàn)證，改進(jìn)此類包裝的包裝性試驗(yàn)方法。結(jié)果：對于非柔性復(fù)合膜制成的避孕套包裝，降低真空度進(jìn)行包裝完整性測試可以避免出現(xiàn)完整包裝破裂的假陽性結(jié)果，也可以使用人為扎針孔制成的陽性樣品驗(yàn)證該測試壓力值是否過低，避免出現(xiàn)漏檢的假陰性結(jié)果。結(jié)論：通過調(diào)整真空度測試以及用陽性樣品驗(yàn)證的方式進(jìn)行非柔性復(fù)合膜制成的避孕套包裝的包裝完整性檢測，可以提高檢測的準(zhǔn)確度和可靠性。

天然橡膠膠乳避孕套作為既能避孕又能預(yù)防性病和艾滋病傳播的醫(yī)療器械，其質(zhì)量性能與廣大人民群眾的人身健康安全息息相關(guān)[1]。自2002年以后，國家對避孕套市場開放，并將避孕套由衛(wèi)生用品提升為二類醫(yī)療器械，許多中外合資、股份制和民營企業(yè)紛紛加入避孕套產(chǎn)品生產(chǎn)行列，形成激烈的競爭局面[2]。

目前，市面上避孕套生產(chǎn)企業(yè)繁多，且企業(yè)為了迎合年輕市場需求，部分企業(yè)在產(chǎn)品和包裝設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改良創(chuàng)新。相比市面上常見的由單層或多層柔性復(fù)合膜熱封制成的正方形或長方形避孕套包裝，部分生產(chǎn)企業(yè)采用了一種新型的小碗式包裝（見圖1）。小碗式包裝多采用聚苯乙烯碗體與復(fù)合膜熱封制成，設(shè)計(jì)新穎，同時(shí)具有打開便捷，正反面易于區(qū)分的優(yōu)點(diǎn)，受部分年輕人青睞。但在避孕套檢測過程中，發(fā)現(xiàn)由于包裝生產(chǎn)工藝不同，該包裝的在按國標(biāo)GB/T 7544規(guī)定的真空度下測試時(shí)，完整包裝會(huì)產(chǎn)生破裂，導(dǎo)致水進(jìn)入包裝內(nèi)的假陽性結(jié)果，因此，該項(xiàng)目的包裝完整性項(xiàng)目大多數(shù)是依據(jù)企業(yè)技術(shù)要求中自定的真空度進(jìn)行檢測。

圖1.常見鋁箔夾層的柔性復(fù)合膜正方形包裝和外膜為PE聚乙烯、PET聚對苯二甲酸乙二脂復(fù)合膜與PS聚苯乙烯小碗式包裝

避孕套標(biāo)準(zhǔn)的包裝完整性試驗(yàn)方法中提及，幾種試驗(yàn)方法正在進(jìn)行研究。對于其他類型的包裝，則需要調(diào)整真空度以防止完好的密封出現(xiàn)破裂。本文對小碗式包裝（一層或多層薄膜復(fù)合膜和聚苯乙烯碗體熱封密合包裝）避孕套的包裝完整性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，找出合適的真空度進(jìn)行包裝完整性實(shí)驗(yàn)，以提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，便于審批與監(jiān)管部門對于企標(biāo)自行設(shè)定的試驗(yàn)真空度進(jìn)行合理性判斷。

1.包裝完整性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及原理

1.1 包裝完整性定義

包裝完整性也稱包裝密封性，是指包裝系統(tǒng)應(yīng)完整，能防止產(chǎn)品損失，防止微生物侵入，確保產(chǎn)品在有效期內(nèi)質(zhì)量穩(wěn)定、安全有效。產(chǎn)品應(yīng)選用合適的包裝材料，能為避孕套提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，避免在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和操作過程中由于氧化、紫外線照射、潮濕、環(huán)境污染和機(jī)械損傷等原因造成的損壞[3]。當(dāng)密封的單個(gè)避孕套包裝存在缺口時(shí)，可能導(dǎo)致避孕套潤滑劑滲漏。氧氣侵入加速避孕套老化，微生物侵入等嚴(yán)重影響避孕套安全有效性的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與原理

避孕套標(biāo)準(zhǔn)按避孕套原材料類型劃分，制修訂了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7544-2019《天然橡膠膠乳男用避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》（等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4074）、化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T5456-2018《聚氨酯避孕套》以及YY/T 1777-2021《男用避孕套合成材料避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》。三份標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于避孕套包裝完整性的測試方法一致。根據(jù)《美國標(biāo)準(zhǔn)》（USP）<1207>章節(jié)包裝完整性測試技術(shù)主要可分為確定性泄露檢測技術(shù)以及傳統(tǒng)的概率性泄露檢測技術(shù)[4]。

避孕套包裝完整性的原理為大多數(shù)行業(yè)采用的傳統(tǒng)包裝密封性檢測方法：色水法（亞甲基藍(lán)染色法），適用于由一層薄膜或多層柔性復(fù)合膜制成的避孕套包裝袋。在絕對壓力（20±5）kPa的真空下試驗(yàn)，隨著真空度的增加，通過觀察避孕套包裝上有無出現(xiàn)連續(xù)氣泡和包裝內(nèi)是否滲入有色水的現(xiàn)象，判斷包裝是否完整密封。

2.實(shí)驗(yàn)探究

2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的MFY-01密封試驗(yàn)儀，精度1級。

2.2 樣品準(zhǔn)備

①選取小碗式包裝單個(gè)包裝避孕套250只（批號210426NBM）；②使用不同直徑的針頭，備用，直徑分別為0.40mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm。

2.3 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與原理

2.3.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 7544-2019《天然橡膠膠乳男用避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》附錄N包裝完整性試驗(yàn)。

2.3.2 試驗(yàn)原理

試驗(yàn)包裝在液體中完全浸沒，在絕對壓力（25±5）kPa的真空狀態(tài)下，如果包裝有缺口或滲漏，可以通過觀察連續(xù)氣泡產(chǎn)生和有色水進(jìn)入包裝判定試驗(yàn)結(jié)果。

2.4 試驗(yàn)步驟

參考GB/T7544-2019附錄N包裝完整性試驗(yàn)，將單個(gè)包裝的避孕套浸入裝有有色水的真空箱容器內(nèi)，包裝表面最突出部分距水面至少25mm。一次將5個(gè)樣品分散放置，能在測試過程中觀察到每一個(gè)單個(gè)包裝的任何部位是否有滲漏。

試驗(yàn)箱抽真空至絕對壓力（25±5）kPa。相對壓力+大氣壓力=絕對壓力，為了計(jì)算方便，取大氣壓力為100kPa，設(shè)置真空表表壓（相對壓力）-80kPa，此時(shí)試驗(yàn)箱內(nèi)絕對壓力為20kPa。隨著真空度的增加，觀察避孕套單個(gè)包裝是否在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)連續(xù)氣泡，孤立出現(xiàn)的氣泡不能認(rèn)為是滲漏。真空保持（60±5）s，釋放后揭開蓋子，取出避孕套并擦干表面水跡后，撕開單個(gè)避孕套包裝并檢查內(nèi)部是否進(jìn)入有色水。

2.4.1 設(shè)置不同壓力的組別探究合適的試驗(yàn)壓力

本次試驗(yàn)樣品非薄膜或多層柔性復(fù)合膜制成，本文設(shè)置多組試驗(yàn)壓力進(jìn)行包裝密封性試驗(yàn)探究。試驗(yàn)前選取目視觀察包裝封口處密合無破損的樣品，在表壓（相對壓力）-80KPa下進(jìn)行完整性試驗(yàn)，試驗(yàn)后復(fù)合膜與小碗熱封處出現(xiàn)開口，此情況應(yīng)該是真空度過大導(dǎo)致小碗式包裝無法耐受，完整包裝出現(xiàn)破裂，非樣品本身密封性問題（見圖2）。依據(jù)GBT7544附錄M，有必要調(diào)整真空度以防止完好的密封出現(xiàn)破裂的情況。

圖2.小碗式包裝真空度過大導(dǎo)致完整包裝出現(xiàn)破裂，非樣品本身密封性問題

2.4.2 設(shè)置陽性樣品探究該壓力測試下方法的適用性

通過設(shè)置多梯度的試驗(yàn)壓力測試，得出在-60kPa表壓（相對壓力）下進(jìn)行包裝完整性檢驗(yàn)，不會(huì)出現(xiàn)壓力過大導(dǎo)致完好的密封出現(xiàn)破裂，造成假陽性的密封性檢測結(jié)果。

在已知該壓力不會(huì)使完好的密封出現(xiàn)破裂的前提下，參考避孕套針孔試驗(yàn)人為制造缺口的方式設(shè)置陽性樣品，分別在不同試驗(yàn)壓力下，對每組樣品進(jìn)行人為處理，將單個(gè)避孕套單個(gè)包裝扎一個(gè)小孔，孔徑分別為0.40mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm[5]。進(jìn)一步探究該壓力下是否可以讓外界的水通過缺口進(jìn)入包裝內(nèi)，并通過是否產(chǎn)生連續(xù)氣泡和包裝內(nèi)是否滲水來觀察結(jié)果。

3.結(jié)果

由表1得出，一層或多層薄膜復(fù)合膜和聚苯乙烯碗體熱封密合包裝（小碗式包裝），與完全由復(fù)合膜熱封密合的包裝相比，可承受的最大真空度不同。柔性復(fù)合膜熱封制成的完整樣品能承受-80kPa的真空度而不出現(xiàn)破裂，而小碗式包裝在-80kPa的真空度下試驗(yàn)，碗和復(fù)合膜熱封部位會(huì)出現(xiàn)破裂缺口，造成試驗(yàn)出現(xiàn)連續(xù)氣泡和進(jìn)水的假陽性現(xiàn)象。因此，需要減低真空度進(jìn)行此類避孕套包裝的包裝性測試。

通過人為扎孔的方式制造缺口，參考了避孕套水檢試驗(yàn)中，設(shè)置0.40mm、0.60mm、0.70mm、0.80mm大小的孔徑，制造包裝缺口，作為陽性樣品。結(jié)合表1和表2所示，-60kPa下完整包裝不會(huì)因真空度過大而破裂，且包裝完整性試驗(yàn)?zāi)軝z出不同孔徑缺口引起的滲漏。而低于-60kPa的試驗(yàn)條件下，有可能出現(xiàn)細(xì)小滲漏的漏檢。而低于-30kPa的試驗(yàn)條件無法檢出滲漏。

表1.不同試驗(yàn)壓力下完整包裝出現(xiàn)破裂數(shù)量對比(n=10,個(gè))

表2.小碗式包裝同一試驗(yàn)壓力下不同缺口的完整包裝性檢出率對比(%)

4.分析與討論

4.1 兩種包裝的生產(chǎn)工藝分析

傳統(tǒng)避孕套包裝為復(fù)合膜熱封制成，形狀多為正方形，偶見長方形，具有高強(qiáng)度、質(zhì)量輕便、易于加工、成本低等優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合膜包裝主要通過熱封制造包裝封口，復(fù)合包裝膜的熱封性能由熱封強(qiáng)度、熱封溫度和氣密性等指標(biāo)有關(guān)。熱封性能決定了封口的品質(zhì)，以保證產(chǎn)品在包裝內(nèi)不泄露，安全有效[6]。依據(jù)GB/T 7544中密封性試驗(yàn)方法，完整避孕套包裝應(yīng)能耐受表壓（相對壓力）-80kPa而不出現(xiàn)破裂和滲水。如果出現(xiàn)不合格的情況，可以考慮是包裝的熱封強(qiáng)度不足，可通過復(fù)合包裝膜的熱封材料、厚度、封邊寬度和熱封溫度等方面進(jìn)行原因分析。

而新型的小碗式包裝是由復(fù)合膜與塑料碗裝熱封制成，造型新穎，具有單手打開，正方秒分等優(yōu)點(diǎn)。不同于單純的復(fù)合膜熱封制成的包裝袋柔軟，可變形程度高，塑料碗狀包裝由于具有一定的形狀與硬度，可以產(chǎn)生變形的頂部空間小，導(dǎo)致耐受的真空度低。另一方面，由于小碗式包裝復(fù)合膜與碗身是以圓周一圈熱封，密封的寬度較正方形包裝袋的密封寬度窄小，導(dǎo)致熱封強(qiáng)度不夠，從而使該包裝可耐受的真空度低。

4.2 包裝完整性試驗(yàn)壓力的合理性分析

避孕套包裝密封性檢測所用的方法屬于傳統(tǒng)的概率性泄露檢測技術(shù)，應(yīng)用廣泛，但具有一定局限性，在于易產(chǎn)生假陽性/假陰性結(jié)果和數(shù)據(jù)可追溯性差。正如本次試驗(yàn)探究中得出的，過大壓力會(huì)使本身完整的包裝出現(xiàn)破裂，造成假陽性結(jié)果。也會(huì)因?yàn)閴毫υO(shè)置過小導(dǎo)致無法觀察試驗(yàn)結(jié)果的假陰性結(jié)果。同時(shí)該方法屬于破壞性方法，數(shù)據(jù)無法再現(xiàn)。

由于此類包裝耐受的真空度較低，在GB/T 7544-2019附錄N中絕對壓力（20±5）kPa（表壓-80kPa）下測試會(huì)出現(xiàn)真空度過大導(dǎo)致完好密封破裂的現(xiàn)象。此類包裝的避孕套在進(jìn)行包裝完整性檢驗(yàn)時(shí)，設(shè)定的真空度多引用企業(yè)自行擬定的技術(shù)要求。也因?yàn)槠髽I(yè)在包裝生產(chǎn)過程中選用的材料、熱封溫度和條件等不同，導(dǎo)致不同企業(yè)在真空度設(shè)定值上也不同。

作為檢測機(jī)構(gòu)，在國家標(biāo)準(zhǔn)方法沒有明確時(shí)，依據(jù)企業(yè)技術(shù)要求要求的真空度檢測此類樣品的包裝完整性時(shí)，應(yīng)多留意并通過試驗(yàn)去驗(yàn)證該企業(yè)設(shè)定的真空度是否合理。必要時(shí)，可以通過引入陽性樣品的方式進(jìn)行驗(yàn)證。未經(jīng)證實(shí)的包裝密封性方法研究離不開陽性樣品的支持。人為扎孔設(shè)置陽性樣品，可排除因?yàn)樵囼?yàn)真空度設(shè)置過低導(dǎo)致陽性樣品也無法通過空氣滲漏和包裝進(jìn)水的假陰性結(jié)果。

4.3 對此類包裝避孕套的審評與監(jiān)管重點(diǎn)

隨著避孕套產(chǎn)品包裝技術(shù)的進(jìn)步和市場的需求，避孕套包裝采用非軟性薄膜的形式增多。由于包裝材料與保障形式的不同，GB/T 7544-2019附錄N中的方法不能完全適用非軟性薄膜包裝的避孕套包裝完整性測試。但為滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求與市場創(chuàng)新的需要，GB/T7544-2019標(biāo)準(zhǔn)中推薦采用規(guī)范性附錄N的試驗(yàn)方法進(jìn)行包裝完整性檢驗(yàn)，同時(shí)制造商也可以根據(jù)包裝實(shí)際特性采用適合的包裝完整性試驗(yàn)，并適當(dāng)調(diào)節(jié)方法中所應(yīng)用的真空度，試驗(yàn)方法的具體內(nèi)容應(yīng)在要求時(shí)提供給監(jiān)管部門，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室及采購商[7,8]。

隨著最新醫(yī)療器械管理制度：醫(yī)療器械注冊人備案人制度的頒布與實(shí)施，明確規(guī)定了醫(yī)療器械注冊人應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)醫(yī)療器械全生命周期質(zhì)量管理，對研制、生產(chǎn)、經(jīng)營、使用全過程中醫(yī)療器械的安全性、有效性依法承擔(dān)責(zé)任。新條例的實(shí)施，既嚴(yán)肅落實(shí)了企業(yè)注冊人備案人的主體責(zé)任，也加大了對產(chǎn)品監(jiān)管的要求。在產(chǎn)品注冊檢驗(yàn)、審批與監(jiān)管的流程中，針對此類非軟性薄膜包裝的避孕套，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提供更多內(nèi)容以證實(shí)試驗(yàn)方法和結(jié)果的有效性。

沒有一種方法適合所有產(chǎn)品屬性和包裝形式，測試方法的選擇需要基于產(chǎn)品的具體情況確定。隨著避孕套產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，市場年輕化的需要，針對避孕套產(chǎn)品或包裝形式上的創(chuàng)新都需要結(jié)合實(shí)際檢測來驗(yàn)證產(chǎn)品方法的適用性。

5.小結(jié)

本文通過試驗(yàn)，對非軟性薄膜包裝（復(fù)合膜和聚苯乙烯碗體熱封密合的小碗式包裝）避孕套包裝完整性進(jìn)行了方法探究，為后續(xù)該標(biāo)準(zhǔn)中包裝完整性方法完善提供了參考，更有利于規(guī)范生產(chǎn)與質(zhì)量控制，保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量，促進(jìn)避孕套產(chǎn)業(yè)發(fā)展。望在后續(xù)的日常檢驗(yàn)中，通過收集更多此類包裝的避孕套的數(shù)據(jù)收集分析，以進(jìn)一步完善相應(yīng)的試驗(yàn)方法，規(guī)范行業(yè)要求。