全球栀子技术专利分析及创新趋势研究——基于Innography平台＊

张素娟，王彦峰，董 洁，曹 元

（1. 北京市科学技术情报研究所 北京 100044；2. 国家中医药管理局传统药物专利信息资源重点研究室 北京 100080）

栀子来源于茜草科植物栀子（Gardenia jasminoidesEllis）的干燥成熟果实，味苦性寒，归心、肺、三焦经，具有泻火除烦、清热利尿、凉血解毒等功效；外用可消肿止痛[1-4]。在中医临床常用于治疗黄疸型肝炎、扭挫伤、高血压、糖尿病等症，含番红花色素苷基，也可作黄色染料[5,6]。目前我国栀子药材供给市场主要区域是：樟树、江西九江湖口、宜春丰城、吉安泰、赣州和抚州金溪；四川广元、宜宾；福建分水关、福鼎贯岭、茗洋；河南桐柏。其中江西和福建是栀子产量最多的省份。

从产业链角度分析，栀子相关专利技术涉及到种植、采收加工、贮藏、炮制、提取、分离、纯化、制剂、质量检测等领域，目前大多数学者对栀子的相关专利和文献研究主要从单方面做出总结，偏向于栀子的栽培技术、化学成分、药理作用、作用机制和临床运用等5个领域；但利用专利计量学方法从产业链角度探析栀子的技术现状和发展趋势，尚未见相关研究报道。本文基于Innography 专利分析平台对全球栀子专利技术进行全面系统分析，阐述栀子产业技术的发展现状和创新趋势，以期为栀子相关技术研发决策提供支持，为栀子产业的创新发展提供有用的竞争情报。

1 研究工具及方法

1.1 Innography专利平台

Innography 是美国Dialog 和Innography 公司联合开发的一套先进的专利检索与分析系统，其中包含90多个国家和地区的发明和实用新型专利，收录超过9000 多万件全球专利数据，可以查询和获取同族专利、法律状态及专利原文[7,8]。Innography 专利分析平台在专利情报分析方面具有强大的功能优势，使其在科学研究、情报挖掘中发挥了重要作用，目前已有许多研究者借助该平台开展了大量的专利情报研究工作。

图1 全球栀子技术生命周期图

1.2 检索方法

本研究采用《国际专利分类表》（IPC）分类号和主题词相结合的检索方法，通过关键词、IPC 分类号和人工阅读检验等途径反复去噪，获得分析数据。涉及的IPC 号主要有A61K（医用、牙科用或梳妆用的配制品）、A61P（化合物或药物制剂的特定治疗活性）、C07H（糖类；及其衍生物；核苷；核苷酸；核酸）、C12N（微生物或酶；其组合物；繁殖、保藏或维持微生物；变异或遗传工程；培养基）、C08J（加工；配料的一般工艺过程）；涉及的主题词包括栀子及其伪品、混淆品相关关键词“Cape Jasmine Fruit、Gardenia jasminoidesEllis、Gardenia jasminoides、Gardeniae Fructus、stir-bakedGardeniae Fructus、Gardeniae Fructus Preparatus、CharcoalofGardenia、Gardenia jasm inoides var. grandiflora、Gardenia stenophyllaMerr.、Gardenia grandiflora、Gardenia jasminoides Ellis var. grandiflora Nakai、Big FlowerGardenia、Gardenia hainanensisMerr.、Gardenia angkorensisPitard、Gardenia sootepensisHutchins”；技术相关关键词“sowing、introduction、cultivat*、processing、crush、drying 、crush*、smash、break up、purify、refine、extraction、extract、isolate、testing、distill、sterilization、separate、 plant*、 counterflow、 storage、 granulation、enzymolysis、propagation、pharmaceutical、quality testing、identification、 identificat*、 preparation、 preparat*、bacteriostatic、purification”。

截止到2018 年7 月底，本研究最终检索到全球范围内栀子技术领域专利总数14 548 件，简单的同族专利扩展15 959 件，同族去重（优先保留授权文件）11 748件，全是发明专利，基于Innography专利平台，对这些专利进行分析。

2 全球栀子技术专利分析

2.1 全球栀子技术专利生命周期

技术生命周期是一项技术从出现、发展、成熟，到产品开发设计、导入市场直至退出市场的过程。一般来讲技术生命周期划分为：起步阶段、发展阶段、成熟阶段、衰退阶段和复活阶段。技术起步期阶段，专利申请数量和申请人数都较少，处于实验研发阶段；技术发展阶段，申请数量和申请人大幅增长，大量人力资金进入市场；技术成熟阶段，专利数量持续增加，但申请人数量基本维持不变，前期取得优势的几家公司主导着技术发展，技术趋于成熟；技术衰退阶段，申请数量和申请人数下降，技术基本无进展；此后，技术能否进入复活期，主要取决于是否有突破性创新技术出现[9-10]。通过对技术生命周期进行分析，可以在不同的技术生命周期阶段制定与之相适应的技术发展策略。图1 绘制的是1979－2016 年全球栀子技术专利申请数量和专利申请人数量间的数据关系图，即全球栀子技术生命周期图（由于专利申请的公开时间和国际专利进入国家阶段时间的滞后性，故2017 年和2018 年专利数据不纳入分析范围）。

从上图中可以看出，全球栀子技术从出现到2012年，专利申请处于漫长的起步阶段，起步阶段专利累计申请量只占全部专利申请量的32.4%，专利累计申请人数量占全部专利申请人数的36.1%，这一时期全球栀子技术研发处于实验阶段。在这个过程中，由于技术发展处于探索时期，某些年份的专利申请量会呈现同比下降的现象。2012 年至今步入快速发展阶段，随着介入的企业增多，市场扩大，全球栀子技术专利申请数量和申请人数量均呈现大幅度增长趋势，短短5 年间，专利申请和申请人的累计数分别占全部的67.6%和63.9%。这一时期，专利申请数量和专利申请人数量均出现了快速增长，专利技术处于高速成长阶段，这主要得益于全球各国出台的各项政策措施。

2.2 专利申请趋势

由于专利申请的公开时间和国际专利进入国家阶段的时间有一定的滞后性，所以近两年的专利数据不纳入分析范围，结果见图2。2012 年以前全球栀子技术专利申请量增长缓慢，随着全球市场对栀子需求的提高和市场研发创新能力的增强，2012 年以后相关专利申请快速增长，可见，栀子技术创新逐渐引起全球关注，相关栀子技术研发已引起全球研发热潮。

在中国、韩国、日本和美国这4个栀子技术专利主要申请国家中，日本最早开始专利布局，1979 年一项关于从栀子果实提取京尼平（genipin）作为抗癌剂的有效成分（JPS55164625A）的日本专利，首次出现栀子，随后一直保持着稳定的年均申请数量。而中国专利申请则是2000年开始平稳增长，2010年后开始爆炸式增长。

图2 全球栀子技术专利申请趋势图

2.3 专利布局国家/地区分布

专利布局反映了某项技术未来可能实施的国家或地区。将所有专利根据其申请人的所在国家或地区（Source Jurisdiction）进行统计，得到栀子技术专利在全球的布局状况（见图3）。可见，当前全球有21 个国家进行了栀子技术相关专利布局，分布范围较为广泛，主要集中于中、韩、日、美四国，这四个国家是栀子技术的主要应用地区。其中，中国专利申请量占全球总量的93.7%，因此中国是全球最主要的栀子市场，处于绝对优势地位。此外，韩国拥有专利304件，日本为203 件，美国为128 件，其他国家均少于100 件。可见，中国、韩国、日本、美国四国市场吸引了全球目光，已成为主要的栀子技术专利布局地。

2.4 技术来源国家/地区分布

通过对全球栀子技术专利第一发明人的国别（Location）进行统计，可反映出该专利技术的来源国家或地区（表1）。可见，中国大陆是全球栀子技术专利发明人的主要集中地，拥有13654件专利（约为专利总量的93.9%），因此，中国在全球栀子技术研发领域处于绝对主导地位，技术实力雄厚。紧随其后的依次是韩国（拥有专利350 件）和日本（拥有专利255 件），依然具有较强的技术创新实力。美国、中国台湾、澳大利亚、法国、中国香港等国家和地区的栀子技术专利的拥有量相对较少，均未超过100件，技术创新实力相对薄弱。

将图3 与表1 进行对比，可见中国不仅是栀子技术专利最主要的布局地，还是最重要的技术来源地，可见中国是世界头号栀子技术大国，在栀子技术领域处于世界领先地位，技术来源地区和专利申请地区的排序相一致。通过对比其他国家或地区，可以发现有些国家或地区发明人申请的专利数量远多于其仅在本国（地区）申请的专利数量。例如日本发明人（表1）共申请专利255 件，而日本专利的申请量（图3）则为203 件，这表明日本至少有52 件（占总量的20%）专利是在其他国家申请的，同样，韩国发明人共申请专利350 件，而韩国专利的申请量则为304 件，这表明韩国至少有46 件（占总量的13%）专利是在别国申请的，可见日本和韩国均比较重视专利的全球布局和保护。然而，美国发明人申请的专利98 件，远远低于美国国内专利数量（128 件），由此可见美国虽是当今世界头号经济、科技强国，但在本国以外的国家（地区）进行栀子技术专利布局还不够重视。

图3 全球栀子技术专利布局图

表1 栀子技术专利全球发明人所在国家或地区分布情况

2.5 全球竞争态势

气泡图能直观体现专利权人之间专利技术差距与综合实力的对比[11,12]。通过比较不同气泡在竞争态势图中的位置，多维度了解行业竞争者之间差距，用以分析栀子技术领域竞争态势和整体状况[13]。图4 为全球栀子技术专利申请Top20的专利权人气泡分布图，通过统计所有专利权人，发现当前栀子技术研发共集中在3002 个专利权人手中，表明栀子技术相关研发分布较为分散。由图5可见，在全球栀子技术专利申请中，排名前20位的企业中有19家来自中国的企业和组织，也就是说在栀子技术领域的专利数量上中国企业处于绝对的霸主地位。其中，北京艺信堂医药研究所（Beijing Yixintang Inst Med RES）拥有59 件相关专利，居各专利权人之首；颜怀伟（Yan Huaiwei）团队拥有57件专利，排名第二；四川金堂海纳生物医药技术研究所（Sichuan Jintang Haina Biomedical Technology Research Institute）和天津生机集团股份有限公司（Tianjin Shengji Group Co.,Ltd.）均以33件专利位居第三，其他专利权人拥有的专利均较少，表明上述四位专利权人均拥有较强的技术创新实力。但该四位专利权人拥有专利数仅占总量的2.5%，可见在全球栀子技术研发领域还未形成较为核心的创新群体。

图4 全球主要专利权人竞争态势图

图4 代表花王株式会社（Kao Corporation）的绿色气泡位于A 象限，气泡较大，位置最高，表明其掌握着较多的相关技术专利，技术实力与综合实力均较强；代表江苏康缘药业股份有限公司（Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co.,Ltd.）的红色气泡位于B 象限，其气泡在整个竞争态势图的最上方，可见该公司的市场性较强，整体实力突出，但是气泡相对较小，表明其在栀子技术领域专利相对较少，对栀子技术领域的研发关注较少，是成果转化与合作的潜在对象；代表泰一和浦（北京）中医药研究院有限公司的紫色气泡位于C象限，在整个竞争态势图的最右边，可见该公司的专利性较强，是该项技术专利的领军企业，通过查询资料可知，该公司在中医药领域拥有大量的专利，已形成和完善了两大中医药学创新体系，是中医药领域知名的高新技术企业；紧随其后的北京艺信堂医药研究所和颜怀伟团队，他们拥有大量的专利技术，市场潜力巨大，是潜在的销售方；其他的专利权人数量较多且集中分布在D 象限，此象限的专利权人综合实力和技术创新能力均相对薄弱，可见当前大多数专利权人有关栀子技术的研发尚未成熟。

2.6 专利发明人

表2 是全球栀子技术专利申请量Top20 发明人的情况。可见，中国发明人申请的专利数量最多，表明该项技术的研发主要集中在中国，北京艺信堂医药研究所、四川金堂海纳生物医药技术研究所、泰一和浦（北京）中医药研究院有限公司等知名医药企业为专利的主要拥有机构。中国是栀子的生产地、加工地和应用大国，其中北京艺信堂医药研究所和泰一和浦（北京）中医药研究院有限公司均属于北京，由此可以看出栀子技术的研发主要在中国首都北京。

表2 全球主要发明人分布表

2.7 主要技术研发领域

IPC（国际专利分类）是目前惟一国际通用的专利文献分类和检索工具[14]。基于Innography 平台，对全球栀子技术领域的IPC 构成进行分析（表3）。从中可以看出，全球栀子技术的专利申请主要集中在A 部，其中A61K36（含有来自藻类、苔藓、真菌或植物或其派生物）的专利数量最多，占专利总量的72.9%，可见药物制剂是栀子技术研发的关键和热点领域，代表着栀子产业技术创新的未来发展方向。此外，A61K9（以特殊物理形状为特征的医药配制品）；A61K35（含有其有不明结构的原材料或其反应产物的医用配制）和A61K8（化妆品或类似的梳妆用配制品）等领域也是全球栀子技术研发的重要关注点。

表3 专利IPC Top20分布情况

2.8 关键技术

文本聚类是基于文档间的某种联系或相关性对文档集进行有效组织、摘要和导航，以使彼此相近的对象尽可能分到同一组别的聚类方法[15]。通过对全球栀子技术专利聚类分析，共分为441个文本簇，内环代表一级技术点，外环代表二级技术点，大小代表专利量多少，（图5）。从图中可见全球栀子技术专利的最主要的6 个核心研究主题为：①药物组合物（Medicime compositions，含原药材、组方、枳壳、当归、连翘、黄连、丹参、牡丹等）；②副作用（Side effect 含药理、血液循环、蒙医、口服液等）；③药用部位（Parts of radix，含根、根茎、花、果实、草药的部位）；④栀子（Fructus Gardeniae，含黄芩、当归、白术、莲子、佐药等）；⑤疗效（Curative effect，含药效、治疗作用、血瘀、治疗药物、烫伤、烧伤等）；⑥中草药（Chinese Herbal Medicine，含药粉、栀子、口服液等）等技术。

栀子作为药食两用的中药材，申请的相关专利不仅在中药材的种植、采收、炮制、提取、制剂和配伍用药等领域，还常用在保健品、药膳、饮料等领域。通过专利文本聚类分析，显示栀子多与枳壳、当归、连翘、黄连、丹参、牡丹、黄芩、白术、莲子、三七等药材配伍使用，多用于高血压、肝炎、血瘀、普通感冒、烧伤、烫伤等疾病的治疗。

图5 文本聚类图谱

表4 专利强度分布表

3 核心专利挖掘

核心专利是指生产制造特定技术领域的某一产品必须使用的技术所对应的专利,一般不能通过规避设计手段绕开[15]。根据Innography 独创的专利评价新指标——专利强度,将所有专利划分为3 个等级（表4）。表4 可知，强度在0%-30%之间的一般专利为10957件，占专利总量的93.3%，强度在30%-80%之间的重要专利为781 件，占比7.3%，强度在8%-100%之间的核心专利为9 件，占比0.1%，三种等级专利在数量上呈金字塔型分布。

图6 为全球栀子技术领域的专利强度VS 专利数量图，可见全球栀子技术领域的专利总量较多，但高强度专利数量不多,专利强度主要集中于0%-10%区间，大于70%的高强度专利数量寥寥无几。

将专利强度（Patent Strength）＞80%的核心专利9件进行同族扩增后共计52 件，对该52 件核心专利进行分析。从近10 年的逐年申请数量上来看（图7），2000-2001 年有关栀子技术领域核心专利进入研发高峰期，说明人们开始对栀子提取工艺和制剂进行深入的开发与应用，其中2003 年核心专利数量最多。

图6 专利强度VS专利数量

图7 核心专利申请趋势

3.1 核心专利布局国家/地区分布

将同族扩增后的52 件核心专利按照其申请人的所在国家或地区（Source Jurisdiction）进行统计分析，发现栀子技术的核心专利主要集中于美、中、日三国，这些国家是该核心专利技术的主要应用国家（见图8）。

图8 核心专利国家或地区分布

3.2 核心专利技术来源国家/地区分布

将同族扩增后的52 件核心专利按照第一发明人的国别进行统计分析，可见栀子技术的核心专利主要掌握在日本（22 件）和中国（12 件）等国家专利权人手中，日本在专利申请总量上远不如中国和韩国，但是核心专利最多，由此可见日本更加注重专利的质量和保护，（图9）。

图9 核心专利技术来源国家或地区分布

3.3 核心专利全球竞争态势

将所有核心专利按其所属专利权人进行竞争态势分析（图10）。可以看出52 件核心专利分散于8 个专利权人手中，其中中国企业5 家，日本企业2 家，爱尔兰1 家。代表日本花王株式会社的绿色气泡位于A象限，气泡较大，位置最高，表明其掌握大量核心专利，技术实力与综合实力均较强；代表中国台湾工业技术研究所（Industrial Technology Research Institute）的蓝色气泡位于B象限，气泡位置较高，气泡明显偏小且位置靠左，表明其技术创新实力相对薄弱；爱尔兰直布罗陀公理化有限公司（Axiomedic Ltd., Gibraltar）位于C象限，其气泡位置最靠右，拥有的核心专利数量较多（11 件），但综合实力相对薄弱；其他核心专利专利权人均位于D 象限，可见当前栀子技术领域的核心专利分布较为分散，大部分专利权人仅掌握少量核心技术。对比图10 与图4 可见，栀子技术领域的全球竞争态势与该技术领域核心专利的竞争态势并不完全相同。图4 中拥有大量专利的颜怀伟团队、四川金堂海纳生物医药技术研究所、天津生机集团股份有限公司等并未出现在图10 中，其具体原因还需要进一步探讨。

图10 核心专利竞争态势气泡图

3.4 技术主题分析

对栀子技术领域的9件核心专利进行技术主题词统计分析（表5）。当前栀子技术研发领域的核心技术热点主要集中于16个领域：组合物、栀子、提取、中药、提取物、回流法、检测、煎煮法、鉴定、治疗疗效、糖苷、皮肤、肝炎、抗抑郁、抗焦虑、关节炎。其中，前四大领域为重点技术领域，是专利权人进行专利保护布局的重要领域。

4 结论及建议

本文利用Innography 专利检索与分析平台，通过对技术生命周期、专利布局、竞争态势、IPC 分类和关键技术等重要专利指标分析，探讨全球栀子专利技术领域的发展态势，并从技术布局国家、来源国家、竞争态势及技术主题等角度进一步挖掘该领域的核心专利。研究表明：

（1）从技术生命周期上来看，全球栀子技术目前处于生命周期的第二个阶段，即发展阶段；栀子技术创新能力自1992年起步，其演进过程与《专利法》的发展改革进程基本一致，这体现了专利法对知识创造的保护力度和中药知识产权保护意识的不断加强；在专利申请数量上，中国一枝独秀，即是全球栀子主要的技术应用地又是主要的技术来源地；此外，韩国、日本和美国三国也是全球重要的栀子技术专利布局地；韩国和日本处于栀子技术研发领域的第二等级，具有较强的技术创新实力。北京艺信堂医药研究所、颜怀伟团队、四川金堂海纳生物医药技术研究所和天津生机集团是全球重要的专利权人，拥有较强的技术创新实力；A61K36 类是全球栀子的关键和热点技术研发领域，代表着栀子技术创新的未来发展方向，企业在申请专利时应着重考虑该技术领域；栀子技术相关的药物组合物、副作用、药用部位、疗效、中草药等是主要的技术研发领域。

（2）在核心专利方面，核心专利主要布局在美国、中国和日本，核心专利技术主要来源于日本和中国，其中日本花王株式会社掌握大量核心专利，技术实力与综合实力均较强；当前栀子研发领域的核心技术热点主要集中在组合物、栀子、提取、中药领域，即是专利申请的热门领域，也是专利权人进行专利保护布局的重要领域。

表5 栀子核心专利技术领域分布表

综述所述，为提高我国栀子产业技术研发的进一步发展，应从以下几个方面改善：第一，挖掘核心技术，引导主要技术由传统向高端发展，提高专利质量：虽然我国是栀子技术专利申请数量大国，但是专利价值不高，核心专利只有5件，缺乏具有重大创新技术的原创发明。其他国家的专利权人申请专利虽少，但含金量较高，市场优势明显。中国的专利技术主要应用在栀子的种植、提取、分离、纯化等粗加工阶段，在药物的制剂和新药研发阶段新技术的应用还比较少。因此，中国专利权人在注重专利申请数量的同时，更应积极挖掘新技术和新方法，提升主要技术向高端发展，不断提高申请专利的质量。第二，调整专利申请策略，注重国内与国外的双布局：首先要讲究专利申请策略，控制栀子产业优势技术领域，将现有的核心技术或基础研究成果积极申请核心专利，以形成对该领域关键技术的垄断和控制，占领技术制高点；其次，围绕核心专利，大量申请相关专利，形成专利保护网。这样，通过实施核心专利与外围专利相结合的申请战略，提高自主知识产权质量，提升技术创新能力和综合竞争力[16-17]。中国作为栀子大国，栀子产量世界领先，然而专利申请多数局限于国内，国外申请相对较少，不如日本和韩国更加注重在本国以外的国家/地区进行专利布局。因此，中国专利权人应当充分发挥自身的资源优势，加强我国栀子技术专利的国际布局，抢占国际市场。第三，科学规划研发方向，制定合理的研究方案：当前对栀子的研究方向主要集中在组合物、提取、副作用、药用部位、疗效等领域，尤其是栀子相关的药物制剂，更是当前的技术关注重点。企业和科研人员应当依据上述信息，在注重多样化发展的大趋势下，一方面，应注重培育核心竞争优势领域，另一方面，也需要实现产品或技术的多样化，实现产业技术创新能力向更高层次提升。第四，构建产-学-研相结合技术创新体系，促进科技成果转化：通过对专利权人和发明人分析，发现当前栀子药物研发领域共集中有3002个专利权人，在全球范围内的研发分布非常离散，并且大部分集中在个人手中，极少数企业的专利申请量占据前列，真正实现产业化的更是少之又少，对产业技术创新能力的进程做出的贡献杯水车薪。因此，中国高校、科研院所、个人团队与企业之间应加强合作，通过专利转让或专利实施，促进科技成果转化，提高技术创新质量，增加专利的含金量。