打標對于醫(yī)療器械和制藥行業(yè)來說至關(guān)重要,可以實現(xiàn)產(chǎn)品追蹤和識別,打擊假冒產(chǎn)品。通常,人們使用墨水印制標簽。近年來,則使用紅外激光進行打標。但這些方法都存在不足。紫外二極管泵浦固體激光器(DPSS)則真正克服了其它技術(shù)的弊端,過去卻因其成本昂貴而甚少使用。但投資成本和購置成本的大幅減少,讓紫外激光打標吸引了更多醫(yī)療應(yīng)用的目光。本文評述了紫外激光打標的特性,并展示了紫外激光打標在某些醫(yī)療和制藥行業(yè)上的應(yīng)用效果。
醫(yī)療打標
和其它行業(yè)相比,醫(yī)療產(chǎn)品對打標的要求更為獨特。藥丸是口服的,很多其它醫(yī)療產(chǎn)品(如導(dǎo)管、支架等)是外用或植入病患體內(nèi)的。因此,通常要求標記本身不能成為一個污染源,也不能含有化學成分從而可能導(dǎo)致過敏反應(yīng)。此外,通常要求打標后的標記表面要平滑,避免組織損傷,也要避免讓標記成為細菌滋生的場所。
醫(yī)療標記通常還要求包含批號、序號或其它辨識信息,可以確定特定產(chǎn)品是何時何地生產(chǎn)。因此,如果某種產(chǎn)品被發(fā)現(xiàn)存在缺陷,用戶可以很容易確認他們購買的產(chǎn)品是否就是同一批次的。
批處理和來源打標還有助于應(yīng)對醫(yī)藥和醫(yī)療行業(yè)中一個日益突出的問題,即假冒產(chǎn)品和“貨色市場”產(chǎn)品。有時候假冒產(chǎn)品只是將藥瓶上的標簽撕下來,再貼上一個新標簽。但是,西方國家日益被假冒藥品(通常在亞洲生產(chǎn))所充斥,這些假藥看起來完全一樣,但是可能所含劑量不對,或者未能達到必要的質(zhì)量控制標準。
因此,理想的醫(yī)療標記應(yīng)該是難以擦掉、易于識別、難以復(fù)制或替換,含有獨特的序列化信息,并且不會改變產(chǎn)品的功能性。
傳統(tǒng)打標方法
對醫(yī)藥、醫(yī)療器械及其包裝的打標,主流方法一直是油墨印刷(噴墨或移?。MǔJ褂冒及婺z印法對藥丸進行壓印。對于制造商來說,選擇這種印刷方式是因為其投資成本相對較低。但是,耗材(墨水)成本通常較高。
在醫(yī)療應(yīng)用中,印刷的主要缺點是印刷標記總是容易被移走或改動(特別是如果印刷在紙質(zhì)標簽上)。這意味著經(jīng)過運輸、裝卸和儲藏后,印刷標記會變得難以識別,也容易被別有用心的人假冒。印刷質(zhì)量也有限,如果制造商們想將更多信息(包括二維碼)壓縮到一個小區(qū)域,就會產(chǎn)生問題。特別是對于藥丸印刷來說,在進行平板印刷時會對產(chǎn)品產(chǎn)生壓力,因此難以應(yīng)用到日益流行的“軟膠囊”上。
即使用于印刷醫(yī)藥和醫(yī)療器械的墨水是無毒的,但印刷設(shè)備本身通常比較“臟”,使用的潤滑劑和溶劑經(jīng)由空氣傳播,會污染印刷產(chǎn)品。此外,印刷設(shè)備通常極為復(fù)雜,需要停機進行清理和維護。
激光打標是一種非接觸性打標方法,能避免污染問題,并無需耗材成本。此外,激光打標通常支持打印面積小卻擁有高對比度和高分辨率的標記,并能夠應(yīng)用于彎曲或波狀表面。
激光打標通常在紅外輻射中使用CO2或固態(tài)激光器。打標過程本身是一個熱作用過程,材料被加熱,直至其變白、碳化或燒蝕來產(chǎn)生顏色對比。幾乎所有塑料都直接吸收遠紅外CO2的輸出熱量,有時候使用吸收性添加劑,加上近紅外固態(tài)激光器來促進這一過程。但是,加熱會改變熱影響區(qū)材料的化學結(jié)構(gòu),并造成一些表面凹凸。這會給細菌提供容身之處,并難以清洗。
紫外激光打標
和紅外激光相比,紫外激光和材料基本難以發(fā)生相互作用。特別是三倍頻二極管泵浦固體激光器的紫外線(355納米)輸出的吸收量要比在長波中多得多。隨后會經(jīng)歷在塑料中與填充劑或顏料發(fā)生冷光化學(而非光熱)作用。大多數(shù)塑料是白色的,顏料是二氧化鈦(TiO2),會大量吸收紫外光,然后晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。這會導(dǎo)致物質(zhì)顏色變深,在材料內(nèi)部而非表面形成光滑、極為清晰的標記。
由于標記事實上是在材料內(nèi)部,因此不會給細菌提供溫床,在不損壞材料本身的情況下標記也幾乎不可能被改變或損壞。此外,由于這是一個冷加工過程,基本不會產(chǎn)生熱影響區(qū),也不會改變周邊的材料。而且,紫外線的高吸收率意味著材料可以使用更低激光功率來加工。最后,由于紫外光比紅外線能夠更緊地聚焦,紫外激光器支持打標如二維碼等復(fù)雜的高分辨率標記。