賈立娜 王科

隨著全球環(huán)境污染問題越來越受到重視，各國政府紛紛頒發(fā)“限塑令”“禁塑令”。我國自1991年開始就陸續(xù)出臺限制、禁止塑料制品使用的政策，以推進對不可降解塑料逐漸禁止、限制使用?？山到馑芰嫌捎谠谧匀画h(huán)境下能降解成對環(huán)境沒有危害的物質(zhì)，因此成為塑料的理想替代品。

可降解塑料應(yīng)用范圍十分廣泛，可用于包裝材料、農(nóng)用地膜、紡織材料、3D打印等領(lǐng)域。而由于可降解塑料具有與人體相容性好，在人體內(nèi)降解后能夠被人體吸收或完全排出體外[1]，因而在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中需要發(fā)揮臨時治療作用的醫(yī)藥和器械方向也獲得越來越多的應(yīng)用。

因應(yīng)用前景廣闊，并具有高附加值特點，可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和專利布局尤為突出。本文以全球及中國可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的專利數(shù)據(jù)為研究樣本，通過分析該領(lǐng)域?qū)＠暾堏厔?，專利布局和技術(shù)構(gòu)成情況，對可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的專利布局情況有所了解，從專利角度解讀可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀。

1 技術(shù)發(fā)展趨勢與區(qū)域布局

可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代。1963年，美國氰胺公司申請了1件外科手術(shù)縫線的專利，其采用聚羥基乙酸酯材料，在手術(shù)中使用后會被人體組織吸收（US3297033A）。此后，在此基礎(chǔ)上，美國氰胺公司又研發(fā)并申請了多件采用相同材質(zhì)的海綿、紗布、組織修復(fù)用假體等可被人體組織吸收的外科修復(fù)材料。自此，可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用被越來越多企業(yè)關(guān)注，強生公司、輝瑞公司等也分別在可吸收外科材料、藥物緩釋控釋等領(lǐng)域進行應(yīng)用研發(fā)，產(chǎn)生了較多專利技術(shù)。20世紀(jì)70年代，使用可降解塑料在矯形及骨科領(lǐng)域應(yīng)用的專利申請數(shù)量逐漸增多，在骨假體錨定位置使用可降解塑料，可以促進天然骨組織生長，并逐漸取代錨定位置的可降解材料。至90年代，較多的可降解塑料開始應(yīng)用于心腦血管及體內(nèi)移植領(lǐng)域，可降解塑料制造的人工血管、血管支架等在人體天然血管恢復(fù)功能后逐漸降解，既發(fā)揮了臨時的治療作用，又避免了患者受到二次創(chuàng)傷。自2000年以來，醫(yī)用生物降解塑料得到迅速發(fā)展，其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用范圍幾乎涉及到所有非永久性的植入裝置[2]。

從20世紀(jì)60年代至今，可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)累計專利申請超過2.5萬件。1990年以前，專利申請數(shù)量較少，技術(shù)主要集中在縫合線繃帶敷料、藥物緩釋控釋、矯形骨科等應(yīng)用方向。1990年后，隨著生物醫(yī)藥技術(shù)的快速發(fā)展，可降解塑料在該領(lǐng)域的應(yīng)用也廣泛增加，國外在該領(lǐng)域?qū)＠暾埩匡w速增長。2000年至今，國外在該領(lǐng)域的研發(fā)處于穩(wěn)定狀態(tài)，年專利申請量變化不大。與之相對的，由于人民生活水平日益提高，社會對生物醫(yī)藥的需求明顯增加，我國可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展，專利申請量迅速增加。目前中國已成為全球可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)主要來源地，我國自2000年起至今已累計專利申請9789件（見圖1）。

美國和日本是國外累計專利申請量最多的2個國家。美國至今仍維持較穩(wěn)定的專利申請態(tài)勢，年專利申請量約200件左右，雅培公司（含雅培實驗室、雅培心血管系統(tǒng)有限公司、雅培制藥有限公司、雅培醫(yī)護站股份有限公司等）、阿勒根公司、波士頓科學(xué)國際有限公司、華沙整形外科股份有限公司是美國目前在該領(lǐng)域?qū)＠暾埖闹匾獎?chuàng)新主體。日本在2000年前專利申請較為活躍，但在2000年時達到峰頂后專利申請量逐年減少，年專利申請量均不足100件，泰爾茂株式會社、郡是株式會社是目前其專利申請數(shù)量較為突出的創(chuàng)新主體。

2 專利技術(shù)分布

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的主要可降解塑料有聚乳酸（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等，專利申請情況見圖2。其中PLA在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，主要應(yīng)用于藥物緩釋控釋載體、縫合線繃帶敷料等普通外科材料，此外，在心血管及體內(nèi)植入物、組織工程、矯形骨科及牙科等領(lǐng)域也有較多應(yīng)用。從近5年專利申請占比來看，PBS近年來專利申請量增加明顯，近5年專利占比超過50%，顯示出其近年來在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用研究愈發(fā)活躍。

藥物緩釋控釋方向是可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域最為主要的應(yīng)用方向，可降解塑料作為藥物緩釋控釋的載體，可以避免患者在用藥時藥量過大超出可承受的濃度，或藥量過小達不到血藥濃度。同時，藥物緩釋控釋技術(shù)也能有效避免因濃度過高造成的浪費[3]。除藥物緩釋控釋方向外，普通外科用醫(yī)療器械也是可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域重要的應(yīng)用方向，產(chǎn)品包括縫合線、繃帶、敷料、粘合劑等。該方向產(chǎn)品研發(fā)難度相對較小，容易產(chǎn)生專利技術(shù)，因而專利申請數(shù)量也較多（圖3）。除藥物緩釋控釋、普通外科外，心血管及體內(nèi)植入物、組織工程及假體、矯形骨科及牙科、體外與人體連接裝置（包括氧合器、透析及血液分離裝置、各種導(dǎo)管尿管等）也都是可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的方向。

3 全球重要申請人

可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用相關(guān)專利申請的全球TOP20申請人中，有9位美國申請人、7位中國申請人、2位日本申請人、1位韓國申請人以及1位瑞士申請人（表1）。TOP20申請人中的國外申請人以企業(yè)居多，只有麻省理工學(xué)院是唯一的高校申請人，而我國位居全球TOP20的申請人中，大部分為高校，只有山東藍金生物工程有限公司（含其子公司濟南帥華醫(yī)藥科技有限公司和濟南康泉醫(yī)藥科技有限公司，以下簡稱“山東藍金生物”）是唯一的企業(yè)申請人。顯示出國外該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化較強，而中國在該領(lǐng)域的發(fā)展距離產(chǎn)業(yè)化還有較大距離。

中國的山東藍金生物公司是可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用相關(guān)專利申請最多的申請人，專利申請量達470件，其專利技術(shù)集中在藥物緩釋控釋方向，在其他方向沒有專利布局。位居第2位的強生公司（含強生醫(yī)療有限公司、強生骨科有限公司、強生醫(yī)院、強生再生療法有限責(zé)任公司等）不僅專利申請數(shù)量非常大，而且其產(chǎn)品范圍廣泛，在心血管及體內(nèi)植入物、組織工程、普通外科及藥物緩釋控釋方向均有較多專利布局。總體來看，國外大型醫(yī)療器械跨國公司以及國內(nèi)高校在可降解塑料的生物醫(yī)藥應(yīng)用領(lǐng)域布局方向均較為廣泛，規(guī)模相對較小的企業(yè)會將研發(fā)力量集中在一個方向，以獲得特定方向的專利優(yōu)勢。

4 中國專利申請現(xiàn)狀

我國的可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚，早期的專利申請主要為國外來華企業(yè)所申請，自2000年后，我國本土可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用專利申請才逐漸增多，并在數(shù)量上超過國外來華專利申請。目前我國的可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用專利中，有91%來自本土申請人，只有1%來源于國外來華申請人。國外來華專利申請中，來自美國、日本、韓國、瑞士的專利有近70%（圖4）。其中來自美國的阿勒根公司、強生公司、萬能醫(yī)藥公司，來自日本的天藤制藥株式會社、東麗株式會社、武田藥品工業(yè)株式會社、來自韓國的株式會社三養(yǎng)和瑞士的諾華股份有限公司均針對我國市場進行了不同程度的專利布局。

按照省份排名來看，江蘇省、山東省和廣東省是中國可降解塑料生物醫(yī)藥應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＠暾埮琶?位的省份，專利申請占比均超過中國總體專利申請的10%，與其他省份相比具有較大優(yōu)勢。來自江蘇省的東南大學(xué)、蘇州大學(xué)、無錫中科光遠生物材料有限公司等，來自山東省的山東藍金生物工程有限公司、山東大學(xué)、山東理工大學(xué)，來自廣東省的華南理工大學(xué)、暨南大學(xué)、中山大學(xué)在可降解塑料生物醫(yī)藥應(yīng)用領(lǐng)域積極探索并實施專利布局策略。

按照城市排名來看，上海市、北京市和濟南市位列前3，來自上海市的東華大學(xué)、上海交通大學(xué)和同濟大學(xué)，來自北京市的清華大學(xué)、北京化工大學(xué)和樂普（北京）醫(yī)療器械股份有限公司，來自濟南市的山東藍金生物工程有限公司、山東大學(xué)和濟南基福醫(yī)藥科技有限公司在可降解塑料生物醫(yī)藥應(yīng)用領(lǐng)域積極探索并實施專利布局策略（表2）。

中國專利申請的TOP20申請人全部為本土申請人，且主要為高校和研究機構(gòu)，企業(yè)申請人較少，只有3家。其中山東藍金生物工程有限公司以其可降解塑料在藥物緩釋控釋領(lǐng)域應(yīng)用的470件專利申請位居第一位，遠超位居其后的四川大學(xué)、上海交通大學(xué)等申請人，具有突出的技術(shù)研發(fā)實力和專利布局意識。但其余企業(yè)的專利儲備仍有較大提升空間。

5 結(jié)語

2000年以后，國外在可降解塑料生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用專利申請?zhí)幱诜€(wěn)定狀態(tài)，已經(jīng)形成較為成熟的發(fā)展模式，跨國企業(yè)在各自優(yōu)勢方向也擁有較為夯實的市場優(yōu)勢。當(dāng)前我國在該領(lǐng)域?qū)＠暾埩吭黾用黠@，已成為全球可降解塑料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)主要來源地，但我國的創(chuàng)新主體主要是高校和科研機構(gòu)，企業(yè)創(chuàng)新數(shù)量較少，產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有較大提升空間。此外國外企業(yè)雖然專利申請數(shù)量較大，但在我國專利布局?jǐn)?shù)量并不突出。我國企業(yè)仍有通過加快發(fā)展，在本土超越國外企業(yè)，占有本土市場一席之地的機會。

因此，我國企業(yè)可以利用高校和科研院所的技術(shù)優(yōu)勢，快速提高自身技術(shù)實力，利用企業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢快速將產(chǎn)品推向市場。一方面可以通過合作研發(fā)或者外聘專家的方式；另一方面，企業(yè)可以通過專利權(quán)轉(zhuǎn)移和專利實施許可等運營方式，將高校和科研院所技術(shù)直接轉(zhuǎn)化為自有技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化。

10.19599/j.issn.1008-892x.2021.06.007

參考文獻

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[2] 劉志民，牛艷華，吳智華.醫(yī)用生物降解塑料[J].塑料科技，2004，160（20）：53—57.

[3] 身體里的隱形秘密——揭秘醫(yī)療器械可降解材料[DB/OL].http：//www.360doc.cn/mip/477611433.html ivk_sa=1024320u.