智能化药品包装研究与设计

■ 文/天津科技大学轻工科学与工程学院 李宇晴，孙彬青，严宇，俞文婷，陈兆璇，张慧，高保容

本文从用药习惯背景、药品包装结构、智能包装等原理出发，将其与包装设计相结合，将常规的用药习惯改为更加智能化的方式。从定量设计、智能标签，语音播报到结构上的易开盖、防窃装置，设计并制作智能药盒和微信小程序，可实现自主设定提醒时间，药品速查以及储存使用记录等功能。

一、智能药品包装研究现状

随着智能科技的发展，智能包装在产品包装上发挥着越来越重要的作用，其中的高科技含量已不断延伸至各种行业,大部分生活领域都有涉及，像食品、医药等行业。

由于人们越来越关注自身的安全性，市场上逐渐推出诸多药品包装并且还带有更多智能方面的功能。一款名为PhutureMed的智能药品包装设计，有多种功能传感器，能够记录所在药品的环境信息，例如湿度、温度等。除此以外，该包装还具有计时器、激活扳机，并有一个如果想要获取相关位置信息，可以通过观看由E-ink设计与添加的显示界面。除此以外，还有一些企业提出了几种新颖的药物包装概念，它能在一个按钮的连锁带动下，依据“水平指示器”的信息，即可确定剩余药物在包装中的位置。折叠纸盒的解决方法是这个设计的创新点。这是一个新颖的解决方法，尤其是针对能够流动的药物。该种智能设计更加便于用户接受药物治疗，增强交互感和体验感。

伴随着消费者消费能力的日益增长和相关行业出台新的规定与药物标准，药品的包装业将会出现比较大的改变。如今中国的社会现状是高龄化环境与小型家庭结构相结合，因此向老年人普及安全用药的知识极为困难,同时老年人的安全医疗问题也极为严重。为了满足一直在改变的市场要求，制作药品包装的公司需要不断设计智能化产品，开发出能够不断迎合医药包装发展需求的产品。从一些信息中可以知道，伴随着现在多种学科的发展，比如现代智能控制领域、材料科技、人工智能和计算机科学等一些领域科技的提高，智能药品包装的发展逐渐加快。

二、用药情况分析

经过市场调研并结合生活中的用药习惯调查，将用药人群大致分为两大类: 老年人群体和儿童群体。这两大群体对用药有特殊的要求。

（一）用药特点调查

购药地点按所占比例从大到小依次为:药店、医院、诊所、网上购买以及村里社区保健站等。当下最普遍的取药方式为:在大医院诊断并确定所患疾病类型,接着本人或家属可以通过零散时间到家庭所在社区根据大医院诊断得到的处方获取药品。

如今许多年轻人非常关注产品的保质期，尽管他们使用药品频率不高，但依然会关注药品的保质期，定期对家庭药品清理。对于年纪相对较大的人群而言，他们用药频率高，但是缺乏对保质期的一定了解，他们会有“节约，不浪费”等保守思想，不会及时清理药品，也存在着用药的安全隐患。近半数中老年人有时会在使用前注意生产日期和保质期，少数的中老年人不会及时关注生产日期和保质期。而服用过期药物不仅不能够达到药物原本得治疗作用，还可能产生副作用威胁人们身体健康。

主要针对药品的包装有:铝塑材料、塑料瓶装、袋装，还有少量的玻璃瓶装和注射剂型。塑料瓶装质量轻便于携带；玻璃包装不容易与药品发生化学反应，增加了药品的储藏时间。一般药片的保质期为3年，进口药的使用期限在5年左右。药物的储藏要保证在空气通畅、干燥、避免阳光、阴凉潮湿地方。如果已经开封外包装也不见了，药物存放过程中可能已经变质，不能够保留并再次服用。

（二）老年人群体用药特点

老年人这个特定的群体容易患有一些慢性病，例如心脏病、脑血栓、肾脏功能退化、心理疾病等。患有这些疾病的病人往往需要长期服用调节身体机能的药物。该人群普遍用药频率较高，超过半数以上的人每天服药。患有不同疾病或多种疾病的老年群体一般会出现身体行动不方便且容易产生安全隐患，他们最需要家属子女的照顾。老年人的生活作息一般在正常情况下都比较规律，有少量的时间户外运动，在室外的活动时间也比较多。这时老年人就需要简单、方便携带的户外用药盒，方便他们在外出时服药。

一般老年人往往患有多种疾病，具有特殊的病例生理状况。因此联合用药方案需要避免过度和滥用药物，也需要服用有效药物，服用过程较为繁琐中药和西药需要联合组成配方注意不良反应；一般为从小剂量缓慢加大用量，直到添加到最适剂量为止，一般使用成人剂量的1/2～3/4。产品亲民设计不仅易识别，而且同时还可以有效地减少老年人的误操作。

三、智能药品包装方案设计

（一）推拉式定量取药瓶

随着我国老年人的生理健康年龄的逐渐增长，不仅他们的心理健康身体每况愈下，随之而来的健康问题还有他们逐渐降低生活自理能力，并且老年人往往更加喜欢操作简单的产品，在服药时需要易开启的功能。针对市面上药瓶取药不便的情况，本文结合简便取药的要求，设计一款推拉式定量取药瓶，如图1所示。药瓶盖子表面通过凹槽结构设计增加轻松开启时的着力点，从而实现可单手开盖，更加省力。本设计使用时手掌握住瓶体，大拇指向凹槽处用力，即可旋开瓶盖。药瓶内体采用推拉式，外侧瓶身划体与内体相连，随着大拇指推动划体，承装药品的内体随之向外推出，实现拉取定量取药。使用后轻轻往回推送，瓶身归位，药品落回，即可关闭药瓶。在瓶盖内部可加入智能电子设备，结合智能手机记录用药数据、提醒用药、播报用药说明书等服务。本产品操作简单容易上手，所需力气小，使用的场景多样且适用人群广，具有易开启、便携性等特点。

（二）智能药箱

本设计针对常常固定在家服药的情况。使用者可将智能药箱置于家中长期使用，特别是用药种类较多较为复杂的情况。药箱的3面各有7个抽屉式空间，可存储大量药品。3面各为早中晚，7个抽屉为周一到周日，由于存储空间较多，使用时还可根据自身情况放置特殊时间服用的药品，例如：餐前服用、餐辅服用以及餐后服用，如图2、图3所示。

图2 智能药箱

图3 智能药箱提醒状态

在服药时间到达时，智能药箱会响铃提醒服药，同时按下按键后，可语音播放所服用药品药名、用药说明以及部分禁忌情况等。需要服用的抽屉会亮红色，指示服药。若在时间到达时未开启药箱服用药品，则该抽屉会持续显示红色，代表还未服药。其余药品空间为绿色，表示已服用或此时间无需服用。该设计在色彩上有较明显的区分度，易于辨识，方便使用者及时清晰地了解各个药品的服用状况，避免错服或者漏服。

（三）微信小程序设计

老年人可能需要购买和服用不同种类和剂量的指示性药品，药物的种类和药品数量的不同往往会对老年人的记忆造成困难。所以为老年人设计一本可“听”的药品说明书能够有效地用来帮助和提醒独居老年人了解药物的种类和药品计量。基于微信小程序，操作简单方便易行，线上小程序内自定提醒时间，药品速查以及储存使用记录等功能。针对可以使用微信的中老年人，可通过微信小程序自主设定提醒时间，更具有个性化。其子女还可通过关联父母账号，了解父母服药种类以及用药情况，及时关心并提醒其服药。同时，其就诊医生可通过微信小程序端在复诊时了解该患者真实的服药情况，更加科学地对其进行下一步就诊安排。

图4是微信小程序端定时提醒设计，采取倒计时的方式进行计时，时间到达后将会弹出提醒服药界面。子女可在手机端速查药理学介绍，了解父母正在服用的药品种类及功能等。图5为药品信息速查界面，可添加常用的药品种类，一键了解药品信息。

图4 定时提醒设计界面

图5 药品类型信息界面

四、结 语

智能药品包装是药品包装设计中一个崭新的设计理念，结构设计上采用定量取药理念，方便病人每次定量拿取药品，防止药品回放而导致药品污染，并增加电子语音提醒功能提醒用户服药的同时播报患者服用的药品名称和药品数量。设计微信小程序并与药盒关联，可自主设定提醒时间、药品速查以及储存使用记录等功能。智能药品包装的探索与研究还处于初级阶段，随着新材料、新技术、新工艺的产生与发展，高成本和技术难题终将被解决，智能药品包装将会进入一个新的时代。