王帥，于萍，范幗玲，張祖江，楊炳海，李輝

智能藥品包裝材料在多感官維度下的應(yīng)用研究

王帥，于萍，范幗玲，張祖江，楊炳海，李輝

（鄭州大學(xué)，鄭州 450001）

探究多感官維度下智能藥品包裝材料的應(yīng)用，使藥品包裝材料在智能化的基礎(chǔ)上發(fā)揮出更高的應(yīng)用價值，更好地滿足人的感官需求，促進(jìn)藥品包裝行業(yè)的發(fā)展。首先，對智能藥品包裝材料和多感官包裝進(jìn)行概述；其次，著重闡述智能藥品包裝材料的視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺以及多感官組合的應(yīng)用；最后，分析其發(fā)展趨勢。智能藥品包裝材料較少探索消費(fèi)者的心理、感官需求，多感官和智能藥品包裝材料的融合是智能藥品包裝的進(jìn)一步發(fā)展。多感官構(gòu)建起了消費(fèi)者與產(chǎn)品的橋梁，滿足消費(fèi)者的生理、心理需求，為智能藥品包裝材料的發(fā)展提供了參考。

智能包裝；藥品包裝；智能材料；多感官

智能包裝是指在包裝過程中綜合應(yīng)用新型包裝技術(shù)、結(jié)構(gòu)及材料，或加入集成技術(shù)元件，使包裝不僅可以模擬人們的某些日常行為，還能替代人們在使用產(chǎn)品及其包裝時的某些行為步驟，積極保障了產(chǎn)品質(zhì)量安全、流通過程可靠、使用方式便捷[1]。智能包裝材料是指能自主識別、判斷及調(diào)整周圍環(huán)境的包裝材料[2]。隨著科技的發(fā)展，智能藥品包裝材料的應(yīng)用越來越廣泛，人的使用需求可以通過材料、技術(shù)等外部因素滿足，而個性心理需求卻沒有得到足夠的重視，人、事、物之間沒有建立深層次的聯(lián)系，因此研究多感官維度下的智能藥品包裝材料應(yīng)用尤為重要，其不僅注重消費(fèi)者與藥品包裝的情感交流，還在交互化、人性化、情感化、安全化等方面實(shí)現(xiàn)了大幅度提升。

1 智能藥品包裝材料概述

1.1 藥品包裝材料的現(xiàn)狀分析

塑料、玻璃、橡膠和金屬是常用的藥品包裝材料[3]。常用藥品包裝材料的分類及功能見圖1。《中華人民共和國藥品管理法》規(guī)定藥品包裝材料應(yīng)該滿足力學(xué)性能、物理性能、導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和生物安全性等方面的性能，見圖2。

1.2 智能藥品包裝材料的功能分析

制藥行業(yè)發(fā)展迅速，然而藥品包裝材料的發(fā)展跟不上步伐，新藥開發(fā)的需求得不到滿足。藥品形態(tài)多樣，包括粉末、液態(tài)、固體顆粒、注射用醫(yī)療藥物等，藥品包裝材料應(yīng)根據(jù)藥品形態(tài)的不同而發(fā)生變化。藥品包裝回收利用不便、過度包裝、藥品質(zhì)量保護(hù)不到位等問題亟待解決，因此智能藥品包裝材料的更新和發(fā)展十分必要。智能藥品包裝材料應(yīng)滿足安全性、易用性、便利性等要求，具備藥品質(zhì)量自檢、防偽、藥品計(jì)量等功能。

1.2.1 藥品質(zhì)量自檢

納米技術(shù)為傳感器提供了多種敏感材料，包括納米氣敏、納米溫敏、納米生物、納米化學(xué)傳感材料等智能包裝材料，可以判別環(huán)境溫度、濕度，也可獲得氧氣、微生物等的含量，為人們提供實(shí)時可靠的數(shù)據(jù)變化，在藥品存儲的過程中扮演著重要的角色[4]。核酸工程納米生物條碼技術(shù)可用于跟蹤藥品被包裝后的狀態(tài)，識別、評判和顯示藥品包裝微空間中的壓力、時間、濕度、溫度、程度、密封速率等，從而延長藥品保質(zhì)期，確保藥品的使用安全[5]。

圖1 常用藥品包裝材料的分類及功能

圖2 藥品包裝材料應(yīng)滿足的性能

劉文良等[6]提出可以用特殊的包裝材料顯示藥品是否過期，比如在藥品包裝上應(yīng)用不斷變化的滲透層材料，當(dāng)藥物臨近失效時，包裝即呈現(xiàn)警示性圖案或符號，提示消費(fèi)者不再食用或使用藥品。圖3是Kanupriya Goel和Gautam Goel研發(fā)的一款能夠“自動過期”的藥品包裝[7]。這款包裝的材料分為表層和底層，表層上印有詳細(xì)的藥品信息，而藥品的過期信息標(biāo)識被隱藏印刷在底層上，表層與底層之間填充有多層的可滲透材料，具有隔離功能。隨著時間的流逝，藥品過期信息標(biāo)識逐漸從底層透過隔離材料向表層轉(zhuǎn)移，當(dāng)藥品過期時，過期標(biāo)識即可在表層材料上清晰地顯示出來。過期標(biāo)識的字體較大，方便老年人識別。

圖3 “自動過期”的藥品包裝

1.2.2 藥品防偽

充分運(yùn)用感覺器官，在多感官維度下鑒別藥品的真?zhèn)蝃8]。在視覺方面，可以直接觀察或借助尺子、放大鏡等工具鑒別藥品及包裝，觀察標(biāo)簽印刷質(zhì)量、藥品包裝形狀及片劑顏色等[9]。在聽覺方面，應(yīng)注意簡單的外力作用于藥品和包裝時發(fā)出的聲音，比如說明書的摩擦與折疊聲、藥品燃燒時的聲音、包裝與藥品碰撞的聲音等。在嗅覺方面，可以對藥品進(jìn)行簡單的物理實(shí)驗(yàn)，辨別藥品加熱、燃燒時的氣味特征，從而鑒別藥品真?zhèn)?。在味覺方面，藥品特性不同，其獨(dú)具的酸、甜、苦、辣、咸的味道特征則不同，藥品的味道對其鑒別有重要的作用。不過，在不了解藥品的性質(zhì)及不良反應(yīng)等情況下，切勿輕易品嘗。在觸覺方面，可以對藥品進(jìn)行捻、壓、觸摸等操作，檢查說明書紙質(zhì)、包裝硬度、包裝表面光潔度、片劑硬度、糖漿劑黏度、顆粒劑粒度等。

張晉美等[10]把隱形熒光油墨和水性油墨結(jié)合起來，得到了可噴墨打印的隱形水性熒光油墨顏料，其特點(diǎn)是發(fā)光穩(wěn)定，且水溶性能好，在藥品包裝的防偽中有很好的應(yīng)用前景。Leem等[11]研發(fā)設(shè)計(jì)出了一種可食用的熒光絲蛋白標(biāo)簽，即在可食用的絲素蛋白上附著紅色、綠色或青色熒光蛋白，放置在藥丸或液體藥物中，用智能手機(jī)應(yīng)用程序可讀取標(biāo)簽中的熒光代碼，不僅可以追溯到藥品的來源，還能驗(yàn)證藥品的質(zhì)量安全。研究發(fā)現(xiàn)這種熒光絲蛋白標(biāo)簽可以被胃腸道酶分解，表明其不僅可以食用，還可以被人體消化。每種藥品貼上的可食用編碼，可以在劑量層面起到序列化、追溯和認(rèn)證的作用，為藥品防偽提供了新的思路，讓每位患者都能在打擊非法藥品中發(fā)揮作用。

1.2.3 藥品計(jì)量

患者不容易掌控藥品處方的劑量，因此研究開發(fā)有獨(dú)立計(jì)量功能的新型藥品包裝材料非常重要。滅菌包裝技術(shù)和新型復(fù)合材料的巧妙結(jié)合，可以保證固體劑、液劑藥品一次用量控制的準(zhǔn)確性，為采用這種包裝形式提供了技術(shù)支持[12]。計(jì)量包裝結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使包裝本身即可完成藥品計(jì)量的過程，并不需要使用專門的工具或產(chǎn)品，既準(zhǔn)確又便捷?？捎?jì)量控制的丸劑藥品包裝設(shè)計(jì)見圖4，使用時需要先取下密封卡條，拔出藥瓶的瓶塞，按壓的同時，通過旋轉(zhuǎn)瓶蓋帶動旋轉(zhuǎn)曲環(huán)的旋轉(zhuǎn)，保證瓶塞口的刻度數(shù)字和所需藥丸的顆粒數(shù)一致，后翻轉(zhuǎn)藥瓶即可取出所需藥丸，旋轉(zhuǎn)曲環(huán)的回旋還可以將多余的藥丸顆粒反推送至藥瓶中，從而達(dá)到取藥快速、準(zhǔn)確及安全的目的[13]。為了實(shí)現(xiàn)藥品的計(jì)量功能，除了應(yīng)用包裝材料和計(jì)量包裝結(jié)構(gòu)，還可以使用預(yù)灌裝注射器系統(tǒng)。預(yù)灌裝注射器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于疫苗、抗血栓藥及生物技術(shù)藥物中，具有快速給藥、給藥劑量準(zhǔn)確、避免給藥污染、方便省力等優(yōu)點(diǎn)[14]。

圖4 可計(jì)量控制的丸劑藥品包裝設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)上述基本功能的前提下，智能藥品包裝材料還應(yīng)滿足延長藥品保質(zhì)期、抗菌自清潔、提醒患者吃藥等要求，為患者量身定制需要的藥品包裝。

2 多感官包裝概述

2.1 研究現(xiàn)狀

多感官的概念最早出現(xiàn)在傳播、教育等領(lǐng)域，指不以視覺要素的整合為中心，而是注重人類感官的原始特點(diǎn)，逐漸發(fā)掘更多視覺以外的感官效用，而這些感官效用大多具有敏感、本能的特點(diǎn)[15]。多感官包裝，即設(shè)計(jì)者從視、聽、觸、味和嗅覺著手，多方面、多層次地開發(fā)消費(fèi)者的感官機(jī)能，刺激多種感官，豐富感官體驗(yàn)，使消費(fèi)者與包裝產(chǎn)生共鳴。與傳統(tǒng)包裝相比，多感官包裝更加注重消費(fèi)者的生理、心理需求，展現(xiàn)了“以人為本”的人文關(guān)懷理念。2006年，Pro Carton德國代表大會首次提出在包裝設(shè)計(jì)中運(yùn)用“多感官”理念。此后，國內(nèi)外許多學(xué)者對多感官包裝進(jìn)行了研究，部分國外學(xué)者對多感官包裝的研究見表1[16-21]，部分國內(nèi)學(xué)者對多感官包裝的研究見表2[22-27]。

2.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

視覺是光作用于視覺器官使細(xì)胞興奮，視覺神經(jīng)系統(tǒng)將信息加工后產(chǎn)生的感覺。視覺是最容易引起人類共鳴的一種感覺，在感官系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位。相較于其他感覺，視覺具有功能遮蔽性和時間優(yōu)先性。視覺在包裝中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在色彩、造型、圖形、文字、材料等方面[28]。

聽覺是外界聲波通過介質(zhì)傳到外耳道，再傳到鼓膜，信號被聽小骨放大后再傳到內(nèi)耳，經(jīng)過耳蝸內(nèi)的纖毛細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)沖動，聽神經(jīng)將神經(jīng)沖動傳到大腦皮層的聽覺中樞，受到刺激后從而形成的感覺。通過聽覺表達(dá)信息的優(yōu)勢是限制小、范圍廣、易于傳播、方式靈活等，能夠賦予包裝更加獨(dú)特的個性[29]。利用音樂、傳媒等傳播渠道為商品作廣告，也屬于聽覺包裝的范疇[30]。廣告語容易被廣泛傳播，比如聽到“今年過節(jié)不收禮，收禮只收腦白金”的廣告語想到腦白金，聽到“我們不生產(chǎn)水，我們只是大自然的搬運(yùn)工”的廣告語想到農(nóng)夫山泉，聽到“好吃看得見”的廣告語想到康師傅。將某些看起來沒有關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域連接起來，在借鑒、融合的過程中尋求新的靈感，使聽覺在包裝方面的應(yīng)用又邁出了重要的一步。

嗅覺是人體對外界信息的接收器，可以給人帶來獨(dú)特的感覺。與其他4種感覺不同，只有嗅覺不需要經(jīng)過下丘腦，其是一種遠(yuǎn)感，即長距離感受化學(xué)刺激的知覺[31]。與其他感覺刺激相比，氣味到達(dá)人們大腦的邊緣區(qū)域的速度更快，因此人類可以直接通過嗅覺與外界交換信息[32]。視覺與聽覺是由后期進(jìn)化得到的，因此嗅覺比視覺與聽覺更能直接地與情感、記憶聯(lián)系起來[33]。將嗅覺應(yīng)用到包裝中是一種比較創(chuàng)新的方式，消費(fèi)者通過包裝的獨(dú)特氣味與其產(chǎn)生共鳴，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)品的銷售。

表1 部分國外學(xué)者對多感官包裝的研究

Tab.1 Some foreign scholars' research on multi-sensory packaging

表2 部分國內(nèi)學(xué)者對多感官包裝的研究

Tab.2 Some domestic scholars' research on multi-sensory packaging

味覺是一種直接體驗(yàn)，當(dāng)可溶性物質(zhì)刺激味蕾時即產(chǎn)生味覺。味覺包括口感和舌感，口感指的是堅(jiān)硬、松軟、順滑等咀嚼感受，舌感指的是酸、甜、咸、辣等知覺品味[34]。傳統(tǒng)包裝中應(yīng)用味覺不需要通過品嘗實(shí)現(xiàn)，而是將視覺與味覺聯(lián)系起來，即將非視覺感官的味作視覺化，通過產(chǎn)品包裝的色彩、材質(zhì)、造型、圖案等要素來暗示味覺的表達(dá)[35]。智能包裝中的味覺表達(dá)方式不僅包括傳統(tǒng)包裝的味覺表達(dá)，還可以應(yīng)用新型材料，使包裝可被直接食用，從而使包裝和消費(fèi)者之間的聯(lián)系更為緊密。

觸覺是震動、壓力、溫度、濕度等外界的機(jī)械性刺激接觸皮膚上的感受器時形成的感覺。觸覺是比較復(fù)合的感覺[36]，包含干濕、軟硬、冷熱等對比性感覺，壓覺、痛覺等程度性感覺，以及恐懼、愉悅、驚喜等感覺[37]。在5種感覺中，觸覺是唯一一個需要零距離、直接接觸的感覺[38]。將觸覺應(yīng)用到包裝中，可以給消費(fèi)者帶來最真實(shí)、最直接的感覺，厚實(shí)的材質(zhì)帶有安全的感覺，光滑的材質(zhì)帶有流暢的感覺，磨砂的材質(zhì)帶有粗糙的感覺。

美國品牌大師戴維·阿克研究得到，大腦中心部位的海馬區(qū)對粗糙的物體表面、響亮或刺耳的聲音、豐富的顏色等信息特別敏感[39]，因此，人們只從視覺層面獲取信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還可以通過非視覺感官獲得更多體驗(yàn)。對圖5進(jìn)行分析，能夠影響消費(fèi)者購買決定的感官體驗(yàn)要素不僅有視覺，還有諸如嗅覺、觸覺、味覺與聽覺等多種感官，按照感官體驗(yàn)要素與購買決定的關(guān)聯(lián)性由強(qiáng)到弱排序?yàn)橐曈X（57%）、嗅覺（45%）、聽覺（41%）、味覺（31%）、觸覺（25%）[40]。由此可見，在包裝中加入更多形式的感官刺激，可以促使消費(fèi)者做出購買決定，促進(jìn)銷售。融入多感官理念是包裝發(fā)展的方向，也是智能藥品包裝材料發(fā)展的出路。人們在使用智能藥品包裝時，可以通過感官的參與，體驗(yàn)智能藥品包裝材料帶來的獨(dú)特感受，不僅在物質(zhì)上得到了滿足，還在精神上得到了享受，這是傳統(tǒng)包裝所不具備的。

圖5 購買決定和感官體驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)性

3 智能藥品包裝材料在多感官維度下的應(yīng)用

智能藥品包裝材料具有感應(yīng)、識別和變化的特點(diǎn)，其與藥品質(zhì)量生命周期聯(lián)動，輔以多樣的藝術(shù)表現(xiàn)方式，既能展示藥品信息，又能使消費(fèi)者產(chǎn)生更多的精神愉悅感，在藥品包裝的保質(zhì)提醒、安全防護(hù)、商品防偽等方面的應(yīng)用越來越廣泛。在多感官維度下探究智能藥品包裝材料的應(yīng)用，可以更好地滿足消費(fèi)者對于藥品包裝的心理、感官需求，為智能藥品包裝的發(fā)展提供了新的思路。

根據(jù)材料本身及其應(yīng)用在智能藥品包裝上表現(xiàn)的功能特點(diǎn)，對智能藥品包裝材料進(jìn)行了歸納分類，見表3[41]。根據(jù)多感官維度下的應(yīng)用不同，智能藥品包裝材料的劃分又有所不同。

3.1 智能藥品包裝材料的視覺應(yīng)用

智能藥品包裝材料的視覺應(yīng)用范圍廣泛，其視覺變化的形式、內(nèi)容及作用見表4[42]。

表3 智能藥品包裝材料的分類體系

Tab.3 Classification system of intelligent drug packaging materials

表4 視覺變化的形式、內(nèi)容及作用

Tab.4 Form, content and effect of visual change

3.1.1 智能變色包裝材料

智能變色包裝材料是在包裝上應(yīng)用智能變色材料，外界因素如光、電、壓力、溫度、溶劑含量和化學(xué)環(huán)境等對包裝產(chǎn)生刺激時，通過顏色變化來反饋信息，實(shí)現(xiàn)包裝的防偽、圖案顯示、警示信息提醒、信息顯示記錄等功能[43]。顏色變化的表現(xiàn)形式不一，可以單一變色，也可連續(xù)變色；可以利用漸變的顏色破壞關(guān)鍵信息，也可以運(yùn)用單一漸變的顏色更精準(zhǔn)地傳達(dá)信息；圖形創(chuàng)意和顏色變化的相互結(jié)合，能夠賦予商品更為獨(dú)特的魅力。

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院與香港中文大學(xué)物理系合作研制出了一種智能變色標(biāo)簽，這種標(biāo)簽的成本低、無毒、無污染，適合于對溫度、時間敏感的藥品包裝[44]。該智能變色標(biāo)簽應(yīng)用的化學(xué)原理是金納米棒外延銀殼生長，維生素C與硝酸銀形成“核殼運(yùn)動”，當(dāng)外界溫度產(chǎn)生刺激變化時，包裝上的智能變色標(biāo)簽可自動快速地記錄其過程，并且在視覺維度下改變顏色，紅色、黃色、綠色3種顏色分別表示為“新鮮”、“不新鮮”、“變質(zhì)”，見圖6。韓國Nanobrick公司率先將納米技術(shù)應(yīng)用于防偽市場，生產(chǎn)出以磁致變色光結(jié)晶材料為核心材料的M?Tag磁感應(yīng)變色防偽標(biāo)簽，其應(yīng)用了新型納米材料，通過磁場感應(yīng)產(chǎn)生顏色變化，消費(fèi)者根據(jù)顏色變化即時認(rèn)證產(chǎn)品真?zhèn)?，見圖7。當(dāng)用磁鐵扣、冰箱貼等帶有磁性的物體靠近M?Tag時，如果標(biāo)簽顏色或紋路發(fā)生變化，即為真品。M?Tag不僅用于藥品包裝方面，還在食品、煙酒類、服裝、配飾、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

圖6 智能變色標(biāo)簽

圖7 M?Tag磁感應(yīng)變色防偽標(biāo)簽

3.1.2 智能發(fā)光包裝材料

智能發(fā)光包裝材料是在包裝上應(yīng)用智能發(fā)光材料，通過某種渠道吸收能量，并以發(fā)光的方式表現(xiàn)出來，包裝本體顏色與環(huán)境光顏色疊加后得到第三方色彩，形成動態(tài)色彩的多樣化表達(dá)，以此實(shí)現(xiàn)包裝的視覺傳達(dá)[45]。與傳統(tǒng)包裝材料不同，智能發(fā)光包裝材料擁有獨(dú)特的視覺美感與藝術(shù)效果，當(dāng)其與實(shí)際使用環(huán)境相結(jié)合時，呈現(xiàn)出最佳的視覺效果，快速吸引消費(fèi)者的注意力。

安徽大學(xué)魏培發(fā)教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出具有動態(tài)構(gòu)型的發(fā)光分子，實(shí)現(xiàn)了多孔智能材料的發(fā)光可控，解決了簡單分子構(gòu)筑高級智能發(fā)光材料困難的難題，還提出了柔性環(huán)境誘導(dǎo)有機(jī)白光發(fā)射新策略[46]。大多數(shù)智能發(fā)光材料只能兩態(tài)切換，其多重轉(zhuǎn)變的實(shí)現(xiàn)有一定困難，為了解決上述問題，研究發(fā)現(xiàn)具有通道的多孔材料能夠讓刺激源與樣品中的分子輕松且深入地作用，設(shè)計(jì)具有柔性空腔的氫鍵有機(jī)骨架（HOFs）與不同客體適配，誘導(dǎo)框架產(chǎn)生動態(tài)響應(yīng)，并伴隨宏觀光學(xué)性質(zhì)改變，可以實(shí)現(xiàn)材料發(fā)光的可控調(diào)節(jié)，接著引入同樣具有柔性特征的刺激源（軟長鏈烷烴），通過柔性框架和柔性客體的協(xié)同作用，促進(jìn)激發(fā)態(tài)從本征藍(lán)光發(fā)射到黃光發(fā)射的弛豫，從而產(chǎn)生純白光發(fā)射。研究工作為智能發(fā)光材料的合理化設(shè)計(jì)提供了新思路，柔性環(huán)境誘導(dǎo)的激發(fā)態(tài)弛豫代表了一種制備有機(jī)白光發(fā)射材料的新策略，將其應(yīng)用到藥品包裝上有無限的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.2 智能藥品包裝材料的聽覺應(yīng)用

3.2.1 藥品語音二維碼標(biāo)簽

許曉強(qiáng)等[47]將語音二維碼技術(shù)與藥品標(biāo)簽結(jié)合起來，開發(fā)了新型的藥品語音二維碼標(biāo)簽，在兒童安全用藥和藥物科普宣教等方面發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)的用藥文字指導(dǎo)的專業(yè)性和有效性均不達(dá)標(biāo)，而藥品語音二維碼標(biāo)簽利用口語的形式傳遞用藥指導(dǎo)的內(nèi)容，使用者利用聽覺感官獲取信息，更加通俗易懂。ChsVoice軟件能把各種藥品的用藥指導(dǎo)文字內(nèi)容轉(zhuǎn)變成語音文件，應(yīng)用二維碼管理系統(tǒng)、云存儲技術(shù)獲得藥品語音二維碼。接著測試解碼是否穩(wěn)定，測試通過后打印成藥品語音標(biāo)簽，將其貼到藥品的外包裝盒上。藥品語音標(biāo)簽經(jīng)移動客戶端掃描后，患者即可讀取、瀏覽數(shù)據(jù)，隨時隨地獲取用藥語音指導(dǎo)，使安全用藥的遠(yuǎn)程化和全程化得到保障。

3.2.2 智能聲控裝置

美國Weatherchem公司研發(fā)出智能化聲控流量藥瓶，可以精確控制倒出藥液的劑量，同時伴隨著非常清晰的滴答聲[48]。老年人服藥時將瓶蓋按住，然后將瓶身傾斜，藥液便以細(xì)線狀流出。聽到的滴答聲數(shù)應(yīng)與說明書指示數(shù)一致，從而控制流出的藥液劑量，防止服藥過量。此外，國外研究者設(shè)計(jì)了一種新型的智能藥品包裝形式——錢夾式泡罩藥品包裝，包裝盒內(nèi)裝有新型信息技術(shù)材料——有聲芯片，若患者沒有按時用藥，芯片會立刻自動發(fā)出警示聲，提醒患者用藥[49]。

3.3 智能藥品包裝材料的嗅覺應(yīng)用

王洋[50]研制出了一種氣味標(biāo)識標(biāo)簽，將其貼到藥品包裝上，無需破壞包裝氣密性即可體驗(yàn)到包裝內(nèi)物質(zhì)的氣味。氣味標(biāo)識標(biāo)簽由基膜層和覆蓋層組成，基膜層的主要原材料是紙張或塑料薄膜或塑料不干膠或紙張不干膠，并且印有與包裝內(nèi)物質(zhì)氣味相同的氣味物質(zhì)層；覆蓋層的主要原材料是紙張或塑料薄膜，并且印有指示說明的圖案、符號和文字；基膜層和覆蓋層之間的四周邊沿有一層膠水層。不破壞包裝的氣密性，將覆蓋層揭開即可聞到氣味，既方便又實(shí)用。將氣味標(biāo)識標(biāo)簽應(yīng)用到藥品包裝上，可以鑒別藥品的真?zhèn)?，如?fù)方醋酸地塞米松乳膏（皮炎平）的成分中包含帶有特異芳香的樟腦，揭開氣味標(biāo)識標(biāo)簽的覆蓋層，若無芳香氣味則判斷為假藥；胃蘇顆粒的成分中含有陳皮、香櫞等，因此正品具有較濃的芳香氣味，若沒有則為假藥。

3.4 智能藥品包裝材料的味覺應(yīng)用

美國細(xì)胞生物工程有限公司研制出了一種可食用標(biāo)簽，將其融入藥片內(nèi)部，能夠鑒別、跟蹤和追溯每一片藥片，可以食用，并且不影響藥效[51]。這種可食用標(biāo)簽的主要材料是二氧化硅，成本價格不到1美分，利用配套設(shè)備掃描標(biāo)簽后即可獲取藥品的相關(guān)信息。與通過傳統(tǒng)的外包裝獲取信息相比，直接在藥片上獲取信息在根源上確保了藥品的安全性。

3.5 智能藥品包裝材料的觸覺應(yīng)用

3.5.1 柔性可穿戴觸摸傳感器

傳統(tǒng)的觸摸傳感器由剛性材料（金屬或半導(dǎo)體）制成，笨重、復(fù)雜、不靈活且難以佩戴，相比之下，柔性可穿戴觸摸傳感器無毒且質(zhì)量小，可以舒適地佩戴在身上，包括電阻式、電容式、摩擦電式和壓電式觸摸傳感器[52]。除此之外，多功能傳感混合機(jī)制是提高柔性可穿戴觸摸傳感器的關(guān)鍵工具，其涉及2個或多個原理的集成機(jī)制，雙原理機(jī)制由各種集成機(jī)制組成，例如摩擦電–壓電機(jī)制和電容–壓電機(jī)制，這2種原理的機(jī)制廣泛用于可穿戴設(shè)備，涉及3種集成機(jī)制的混合將在未來的人機(jī)界面、智能機(jī)器人和可穿戴電子設(shè)備中發(fā)揮作用。柔性可穿戴觸摸傳感器的功能和概念隨著新材料的開發(fā)而擴(kuò)展，在電子醫(yī)療、電子皮膚、電子控制、電子紡織品等領(lǐng)域有極大的應(yīng)用潛力[53]。柔性可穿戴觸摸傳感器是下一代健康監(jiān)護(hù)技術(shù)的核心解決方案，監(jiān)護(hù)設(shè)備不斷地感知、獲取、分析和存儲大量人體日?；顒又械纳頂?shù)據(jù)，為人體的健康狀況提供必要、準(zhǔn)確、長期的評估和反饋。

圖8是柯勝海團(tuán)隊(duì)[54]設(shè)計(jì)的可穿戴冠心病安全警示智能藥品包裝，內(nèi)置有心電傳感器，通過與患者皮膚接觸來快速測量人體的心臟電活動，檢查患者自身的心臟跳動頻率是否在正常心跳頻率范圍內(nèi)。若在正常心跳頻率范圍外，心電傳感器會傳達(dá)指令到手機(jī)，手機(jī)端APP收到信號后震動手機(jī)來提醒患者服藥，開啟包裝時解除警報，若警報未及時解除，將發(fā)送緊急求救信號，確保患者及時得到救治。

3.5.2 盲文標(biāo)簽

目前，大多數(shù)藥品包裝面向的是有健全功能的人，卻忽視了視障人群的需求，盲文標(biāo)簽在藥品包裝上的應(yīng)用為視障人群提供了極大的便利[55]。圖9是帶有盲文標(biāo)簽的藥品包裝。根據(jù)感官代償理論，視障人群由于視覺的缺失，對觸覺非常敏感，用手代替眼睛，通過觸覺“看見”事物，去感受物體的大小、形狀、紋理等，在大腦中進(jìn)行信息分類及儲存。中國首個在藥品包裝上應(yīng)用盲文標(biāo)簽的是華潤三九藥業(yè)有限公司，在紅盒皮炎平包裝上加印盲文標(biāo)簽；后來進(jìn)行嘗試的是阿斯利康（中國）有限公司，采用壓凹凸的方法在藥品包裝上標(biāo)注布萊爾凸點(diǎn)盲文；接著是浙江貝德藥業(yè)有限公司，其采用絲網(wǎng)印刷的方式印制盲文標(biāo)簽的藥品多達(dá)5種，保證視障人群在無人陪同的情況下可以正確識別藥品名稱，并安全用藥。可見，將適用于視障人群的信息以盲文標(biāo)簽的形式表達(dá)，在藥品包裝中有廣泛應(yīng)用的趨勢。

圖8 可穿戴冠心病安全警示智能藥品包裝

圖9 帶有盲文標(biāo)簽的藥品包裝

3.6 多感官維度下智能藥品包裝材料的組合應(yīng)用

3.6.1 視覺和聽覺組合表達(dá)

圖10是阿根廷設(shè)計(jì)師研發(fā)的PillClok智能藥盒，其應(yīng)用智能發(fā)光包裝材料和智能聲控裝置，通過調(diào)動視覺和聽覺感官，準(zhǔn)時提醒老年人服藥。首先，應(yīng)提前設(shè)置好每天提醒老年人吃藥的時間，各個藥格和不同的吃藥時間對應(yīng)；接著，向藥格中添加相應(yīng)的藥物，并蓋好盒子；提醒吃藥時，哪一格發(fā)出聲音和光就要服哪一劑藥，而且盒邊還有跳字鐘顯示時間，讓老年人清楚劑量，也不會忘記服藥時間。圖11所示的GlowCap藥瓶是一種智能藥品包裝瓶，瓶蓋中設(shè)有智能語音提醒裝置和計(jì)時器[56]。預(yù)先設(shè)置吃藥時間，時間到時橘黃色的光會閃爍，調(diào)動患者的視覺感官來提醒吃藥；若燈光閃爍1 h未回應(yīng)，藥瓶則會發(fā)出聲音，調(diào)動患者的聽覺感官來提醒吃藥。無論對青年人還是老年人，這款智能藥品包裝瓶使用起來都非常方便。

3.6.2 聽覺和觸覺組合表達(dá)

斯道拉恩索公司研發(fā)出了Pharma DDSi Wireless智能包裝，見圖12，可以充分調(diào)動患者的聽覺和觸覺感官[57]。特殊的紙質(zhì)材料中裝有微芯片，患者的服藥時間及地點(diǎn)都能被準(zhǔn)確記錄；包裝紙盒上裝有智能聲控裝置，可以發(fā)出“嘟嘟”聲來提醒患者服藥；根據(jù)藥盒表面的提示信息，患者觸摸相應(yīng)按鈕，即可將服藥后的一系列身體反應(yīng)記錄下來，無需將醫(yī)患雙方長時間禁錮在同一診治空間環(huán)境中，醫(yī)生能隨時隨地根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)時評估藥物療效的變化，同時調(diào)整用藥方案[58]。

圖10 PillClok智能藥盒

圖11 GlowCap藥瓶

圖12 Pharma DDSi Wireless智能包裝

4 智能藥品包裝材料在多感官維度下的發(fā)展趨勢

4.1 針對群體特征調(diào)動不同感官

兒童、殘疾人、老年人群體在智力、體力等方面有較大的劣勢，選用智能藥品包裝材料時，考慮到兒童好奇心強(qiáng)，智力等方面發(fā)育不成熟，應(yīng)調(diào)動視覺、聽覺、觸覺等多種感官，同時增大藥品包裝的開啟難度，保證兒童安全用藥；考慮到視障人群在視覺方面有所不便，應(yīng)調(diào)動聽覺、觸覺等多種感官；考慮到聽障人群在聽覺方面有所不便，應(yīng)調(diào)動視覺、觸覺等多種感官；考慮到老年人的視覺、聽覺、理解力衰退，應(yīng)調(diào)動視覺、聽覺、觸覺等多種感官，同時在觸覺方面，老人與幼兒、成年人的觸覺握力各不相同，進(jìn)行藥品的包裝設(shè)計(jì)時應(yīng)將其考慮在內(nèi)。從視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺感官方面出發(fā)，針對不同弱勢群體的使用需求進(jìn)行藥品包裝設(shè)計(jì)，不只是局限于在多感官維度下應(yīng)用智能包裝材料，還可以利用傳感器、發(fā)光設(shè)備、語音設(shè)備等元器件，或者應(yīng)用障礙式結(jié)構(gòu)和自加熱結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)包裝的警示提醒、無障礙獲取信息等功能，滿足弱勢群體的物質(zhì)與精神層面的雙重需求，使弱勢群體可以享受正常的生活，減小弱勢群體和普通人之間的差距。

4.2 加強(qiáng)嗅覺和味覺的應(yīng)用研究

不同年齡層次的消費(fèi)者對藥品包裝的需求各不相同，還有更多層次的用戶需求有賴于設(shè)計(jì)者去挖掘。購買藥品前，消費(fèi)者首先通過視覺對藥品包裝的色彩、外形等產(chǎn)生關(guān)注，進(jìn)而用手觸摸藥品包裝，進(jìn)一步探索包裝的造型、材料、肌理等帶來的生理觸覺。使用藥品時，部分智能藥品包裝可通過語音播報來提醒用藥或解說用藥指導(dǎo)，充分調(diào)動消費(fèi)者的聽覺感官，用藥過程更加安全方便。無論是在購買藥品的過程中，還是使用藥品時，藥品包裝并沒有積極調(diào)動消費(fèi)者的嗅覺和味覺感官，這更需要設(shè)計(jì)者加以關(guān)注。從運(yùn)用的感官方面來看，視覺占有極高的主導(dǎo)地位，其次是觸覺和聽覺，嗅覺和味覺相對較少，因此應(yīng)該加強(qiáng)智能藥品包裝材料在嗅覺和味覺感官的應(yīng)用研究，不僅能提高藥品包裝的交互性、新奇性和附加值，還可以拓寬消費(fèi)人群，滿足更多層次的用戶需求。在多感官維度下應(yīng)用智能藥品包裝材料，應(yīng)踐行以人為本的理念，合理運(yùn)用感官體驗(yàn)，使藥品包裝更加多元化和人性化。

4.3 智能藥品包裝材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)相互結(jié)合

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，多感官智能包裝應(yīng)運(yùn)而生，成為現(xiàn)代包裝發(fā)展的新方向?，F(xiàn)代包裝已具備完整的理論體系和豐富的實(shí)踐成果，為多感官智能包裝奠定了堅(jiān)實(shí)的基石，而多感官智能包裝也為現(xiàn)代包裝注入了新鮮的血液，實(shí)現(xiàn)了智能化、人文主義等設(shè)計(jì)理念?，F(xiàn)代包裝呈現(xiàn)綠色、環(huán)保、安全、以人為本的趨勢，這也是多感官智能包裝所強(qiáng)調(diào)的?，F(xiàn)代藥品行業(yè)中，單一的保護(hù)藥品質(zhì)量的傳統(tǒng)藥品包裝，已經(jīng)無法滿足人們的需求，傳統(tǒng)藥品包裝逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詽M足人的多感官需求為中心的智能藥品包裝，強(qiáng)調(diào)人性化的多感官智能藥品包裝的應(yīng)用越來越廣泛。實(shí)現(xiàn)藥品的多感官智能包裝，僅應(yīng)用智能藥品包裝材料是行不通的，應(yīng)將智能藥品包裝材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)相互結(jié)合，更加注重藥品包裝的安全性和環(huán)保性，有效減少藥品信息的堆積，使藥品包裝更具有針對性，為智能藥品包裝的多感官體驗(yàn)開辟新的方向。智能包裝材料能補(bǔ)足原有藥品包裝材料的短板，智能包裝結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)藥品包裝的安全智能效用，智能包裝技術(shù)能收集、控制、管理藥品信息，獲得藥品包裝的特殊性能，從而滿足多種藥品、環(huán)境及消費(fèi)者的不同要求。隨著科技在藥品包裝中的不斷滲透，新材料、新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)等被應(yīng)用在多感官智能藥品包裝中，對于人們來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該不斷開拓創(chuàng)新，銳意進(jìn)取，為多感官智能藥品包裝的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，包裝的技術(shù)與設(shè)備呈現(xiàn)智能化的趨勢，包裝材料更加智能化和多元化，智能藥品包裝材料的應(yīng)用也愈加廣泛。藥品特性各不相同，選擇的智能包裝材料需適應(yīng)藥品的特性，在相匹配的藥品包裝中準(zhǔn)確應(yīng)用智能包裝材料的色彩、發(fā)光、軟硬、肌理等特質(zhì)。以人為本的理念已滲入到生活中，人作為包裝的主要使用者，在其中的感官感受尤為重要，在多感官維度下應(yīng)用智能藥品包裝材料能滿足消費(fèi)者的心理、感官需求，并向更加交互化、人性化、情感化、安全化的趨勢發(fā)展，使藥品包裝材料在智能化的基礎(chǔ)上發(fā)揮出更高的應(yīng)用價值，促進(jìn)藥品包裝行業(yè)的發(fā)展，慢慢地改善人們的生活。

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Application of Intelligent Drug Packaging Materials in the Multi-sensory Dimension

WANG Shuai, YU Ping, FAN Guo-ling, ZHANG Zu-jiang, YANG Bing-hai, LI Hui

(Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)

The work aims to explore the application of intelligent drug packaging materials in the multi-sensory dimension, so that drug packaging materials can play a higher application value on the basis of intelligence, better meet people’s sensory needs, and promote the development of the drug packaging industry. Firstly, intelligent drug packaging materials and multi-sensory packaging were summarized. Secondly, the vision, hearing, smell, taste, touch and multi-sensory combination applications of intelligent drug packaging materials were emphatically expounded. Finally, the development trend was analyzed to mobilize different senses according to group characteristics, enhance research on applications in smell and taste, and combine intelligent drug packaging materials, structures and technologies. As for intelligent drug packaging materials, the psychological and sensory needs of consumers are less explored. The integration of multi-sensory combination and intelligent drug packaging materials is a further development of intelligent drug packaging. Multi-sensory combination builds a bridge between consumers and products, meets consumers’ physical and psychological needs, and provides a reference for the development of intelligent drug packaging materials.

intelligent packaging;drug packaging;intelligent material;multi-sensory

TB484；TB34

A

1001-3563(2022)19-0076-12

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.19.008

2022–07–31

王帥（1998—），女，碩士生，主攻感性工學(xué)、智能包裝。

李輝（1971—），男，碩士，副教授，主要研究方向?yàn)榘b設(shè)計(jì)。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋