浅谈“要素替代”发明创造性判断的若干思考

刘群 李娟

摘要：要素替代的发明是专利创造性判断中经常遇到的一类情况，也是判定发明是否具备创造性的难点问题。本文从两件实际案例出发，分析了要素替代发明中的“相同功能的已知手段的等效替代”、“要素替代产生预料不到的技术效果”的判断方法，对要素替代发明创造性的判定提供了一定的借鉴。

关键词：创造性;要素替代;相同功能;技术效果

中图分类号：G306文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）24-0090-04

1 引言

《审查指南（2010修订版）》第二部分第四章第4.6.2节规定：要素替代的发明，是指已知产品或方法的某一要素由其他已知要素替代的发明。（1）如果发明是相同功能的已知手段的等效替代，或者是为解决同一技术问题，用已知最新研制出的具有相同功能的材料替代公知产品中的相应材料，或者是用某一公知材料替代公知产品中的某材料，而这种公知材料的类似应用是已知的，且没有产生预料不到的技术效果，则该发明不具备创造性。（2）如果要素的替代能使发明产生预料不到的技术效果，则该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。[1]

上述规定给出了创造性审查中判断一项发明是否属于要素替代的发明的判断标准;但如何准确认定“相同功能的已知手段的等效替代”“预料不到的技术效果”，是要素替代的创造性判定过程中的关键环节。本文将从两件实际案例出发，从两个方面分析要素替代发明的创造性的判定问题。[2]

2 案例分析

2.1 相同功能的已知手段的等效替代

案例1：本申请请求保护一种功能性纳米颗粒复合微球，其特征在于，所述功能性纳米颗粒复合微球为功能性纳米颗粒复合PEG微球，包含功能性纳米颗粒和含有PEG链段的聚合物;所述功能性纳米颗粒是下列中的一种或几种：量子点、磁性纳米颗粒、荧光纳米颗粒、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒和半导体纳米颗粒;所述PEG链段接枝于下列聚合物中的一种或几种：聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚己内酯、聚苯乙烯马来酸酐共聚物、聚乙酸乙酯、聚苯乙烯丙烯酸共聚物和马来酸酐-1-十八烯共聚物;制备方法包括膜乳化-乳液溶剂挥发法;所述PEG链段为聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚。其发明点在于：通过将PEG链段接枝到形成纳米颗粒微球的聚合物上，使纳米颗粒复合微球具备提高非特异性吸附抑制的功能。

对比文件1公开了膜乳化-乳液溶剂挥发法制备的功能性纳米颗粒复合微球，并公开了功能性纳米颗粒的类型、聚合物的大部分类型。本申请与对比文件1的区别特征是：聚合物为PEG链段接枝的聚合物、PEG链段为聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚。对比文件2公开了采用PEG链段的聚合物修饰纳米粒子，PEG链段为二氨基聚乙二醇，且与本申请同样都是通过PEG链段接枝引入到复合微球，使微球具有提高非特异性吸附抑制的功能和技术效果。

本案争议的焦点在于：从对比文件2公开的PEG链段为二氨基聚乙二醇，替换为本申请的PEG链段即聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚是否显而易见。

那么，上述区别特征能够解决什么技术问题，能够达到什么样的技术效果呢？根据说明书中的记载可以得知，在本申请中选择聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚的目的是使纳米颗粒复合微球具备提高的抗蛋白非特异性吸附能力。对于上述争议焦点，主要存在两种观点。

一种观点是，对比文件2采用二氨基聚乙二醇进行修饰，对应被修饰的纳米粒子为特定的表面含有丰富羧基的表面离子，修饰的过程是在氧化铁纳米粒子表面部分羧基反应形成酰胺键;本申请中应用的聚乙二醇链段为聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚，聚乙二醇单甲醚末端为羟基，端羧基聚乙二醇单甲醚末端为羧基，两者分别与聚苯乙烯马来酸酐共聚物和聚苯乙烯丙烯酸共聚物反应生成酯键和酸酐键，反应机理不同于对比文件2的酰胺键。对比文件2的PEG链段只能用于特定的含有羧基的纳米粒子的修饰，对比文件2没有给出可以将形成酯键和酸酐键的PEG链段应用于对比文件1的技术启示。

另一种观点是，对比文件2已经明确了决定非特异性吸附抑制性能的是PEG链段上的PEG，且公开了用于提高抗蛋白非特异性吸附能力的PEG链段（如与本申请相同的氨基封端的PEG）以及与PEG链段接枝的具有多个羧基的聚合物。聚乙二醇单甲醚的羟基与聚苯乙烯马来酸酐共聚物的酸酐能够形成酯键、端羧基聚乙二醇单甲醚的羧基与聚苯乙烯丙烯酸共聚物的羧基能够形成酸酐键是本领域技术人员的公知常识，在对比文件2的基础上，本领域技术人员有动机替换能够与其它复合纳米颗粒的聚合物接枝的PEG链段，如聚乙二醇单甲醚或端羧基聚乙二醇单甲醚等，所获得的复合微球的性能或所能达到的技术效果相比对比文件并未产生更优的效果。

针对上述两种观点进行讨论、考证与分析，发现基于当前的证据，确认本申请与对比文件1的区别特征实际解决的技术问题是如何提高微球的非特异性吸附抑制效果，认为本申请的聚乙二醇单甲醚、端羧基聚乙二醇单甲醚替换对比文件2的二氨基聚乙二醇对于纳米颗粒复合微球的制备，虽然两者的技术方案略有不同，但两者原理相同，且达到的技术效果也是相同的。

通过对该案进行回顾，权利要求1中用聚乙二醇单甲醚、端羧基聚乙二醇单甲醚替代了二氨基聚乙二醇，如何判断这样的替代是否具有创造性？结合审查指南中的相關定义和规定，首先需要考虑是否属于“相同功能的已知手段的等效替代”。本案所寻求到的已知手段具体替换了对比文件2中的“二氨基聚乙二醇”后，成球的聚合物或活性基团与PEG链段键合，导致引入PEG形成功能性纳米颗粒复合微球，从而解决提高抗蛋白非特异性吸附能力的技术问题。可见，上述替代能够实现相同的功能，即提高抗蛋白非特异性吸附能力，并且聚乙二醇单甲醚的羟基与聚苯乙烯马来酸酐共聚物的酸酐能够形成酯键、端羧基聚乙二醇单甲醚的羧基与聚苯乙烯丙烯酸共聚物的羧基能够形成酸酐键是本领域技术人员公知的已知手段，通过该技术手段达到了相同的技术效果。

要素替代发明的创造性判断中的“相同功能的已知手段的等效替代”，关键要看替代与被替代的两个技术手段是否属于真正意义上的“等效替代”。如何判断真正意义上的“等效替代”？从以上案例也可以看出，寻求到的已知手段替换对比文件的技术特征，该已知手段所解决的技术问题、产生的技术效果、实现的功能是否与本申请相同是判断是否为等效替代的前提条件。经过判断分析，属于相同功能的已知手段的等效替代时，则该替代是显而易见的，本申请不具备创造性。

2.2 要素替代产生预料不到的技术效果

案例2：如图1所示为本申请含隔板容器的剖面图，本申请请求保护一种用于流体的容器（如附图标记1所示），包括：由柔性材料形成的容积，至少部分地装配在所述容器的所述容积内的叶轮组件（如附图标记16所示），以及在所述容器的所述容积中的柔性隔板，柔性隔板定位在所述容器中且是X形的以便具有所述容器中的水平构件和竖直构件，X形隔板（如附图标记51、52所示）从所述容器的下部分延伸至所述容器的上部分以便形成相对于水平线的对角，并且仅部分地浸入在所述流体体积中，使得X形的所述隔板的上支腿定位成高于所述容器中流体容积水平，以便破坏在流体表面所述流体的圆形流动路径并且在所述叶轮组件的操作期间跨越整个容器高度增强对涡旋的破坏。本申请的发明构思在于：通过在流体容器中设置X形隔板的结构，即将X形隔板设置成从容器的下部分延伸至所述容器的上部分以便形成相对于水平线的对角，结合容器中的搅拌部件，达到在整个容器高度内有效地破坏涡旋、以最少的混合时间实现均质混合的效果。

如图2所示为对比文件1含隔板混合容器的俯视图，对比文件1公开了一次性混合系统（如附图标记4所示），其中包括混合部件（如附图标记8所示）、在混合系统底部的叶轮（如附图标记33所示）、磁性驱动器以及包括在混合系统的袋内的涡流破坏器板（如附图标记18C、18D所示），两个涡流破坏器板相互以30～120度之間的角度交汇。两板俯视图呈交叉的X形且在两个板之间包括开口。当开启底部安装或顶部安装设计的混合装置时，板占据至少部分的通常形成涡流的空间，由此干扰涡流形成，并能使混合器混合而无涡流。

本申请与对比文件1的区别特征是：X形隔板从所述容器的下部分延伸至所述容器的上部分以便形成相对于水平线的对角。

本案争议的焦点在于：采用X形隔板从所述容器的下部分延伸至所述容器的上部分以便形成相对于水平线的对角（即“立式”的X形隔板）替换对比文件1的隔板从容器的下部分延伸至容器的上部分以形成与水平线平行的夹角（即“卧式”X形隔板）是否产生了预料不到的技术效果，能否带来创造性。

根据说明书记载可知，在本申请中的混合容器的流体容积中设置不同结构的隔板能够破坏涡旋的形成，实现均质时间少、混合均匀的技术效果。本申请将隔板的不同结构设置的容器混合情况进行对比试验，X形隔板从所述容器的下部分延伸至所述容器的上部分以便形成相对于水平线的对角（“立式”的X形隔板）的结构设置，使系统具有在均质混合情况下的最少混合时间、提供了在最低和最高高宽比时都具有一致混合性能的技术效果。对于本案争议焦点，主要存在如下两种观点：

一种观点是，对比文件1的隔板不是权利要求1的意义内的X形。

另一种观点是，对比文件1的说明书第53-54段及其含隔板混合容器的俯视图公开了混合系统内包括两隔板呈相应角度交汇或交叉，也即是以一定角度彼此交叉以形成X形隔板，公开了X形隔板从所述容器的下部分延伸至所述容器的上部分（即隔板从容器的下部分延伸至容器的上部分以形成与水平线平行的夹角，为“卧式”X形隔板），且对比文件1所述的隔板是起到减小在混合期间所形成的涡旋的作用。在此基础上，用隔板从容器的下部分延伸至容器的上部分以形成相对于水平线的对角（“立式”X形隔板）的结构替换“卧式”X形隔板结构属于本领域的常规选择，且对比文件1所述的隔板与本申请同样都是中断、防止或最小化在混合期间所形成的涡旋的作用，本申请相比对比文件1并没有产生预料不到的技术效果。

针对上述两种观点进行讨论、考证与分析，发现基于当前的证据，确认本申请与对比文件1的该区别特征实际解决的技术问题是如何实现均质混合。虽然对比文件1与本申请同样是设置在流体容积中的破坏涡旋的X形隔板，但是由于隔板的放置方式会对容器内流体的流动状态产生较大影响，例如，隔板的交叉部位的取向会导致涡流被打散的位置和状态不同。本申请限定的X形隔板结构替换对比文件1的X形隔板结构能够带来预料不到的技术效果，因此，本申请的技术方案具备创造性。

回顾本案，虽然对比文件1的“卧式”X形隔板的设置能够呈现同类技术效果即破坏涡旋增强混合的效果，但其替代后产生的技术效果的质量和程度明显不同。要从预料不到的技术效果出发判断发明的创造性，需要对等效替代做出进一步解释。本申请“立式”X形隔板的设置经与其他多个隔板设置类型的对比试验证明能够获得更少的混合时间、在更宽的高宽比范围条件下均具有较优的打散状态，所以不能认定为等效替代。由于隔板的放置方式会对容器内流体的流动状态产生较大影响，隔板的交叉部位的取向与容器中产生涡旋的搅拌部件、流体容积的选择相互关联，本申请权利要求限定的X形隔板的具体结构设置达到了质量和程度较优的技术效果。本案的“立式”X形隔板替代对比文件1的“卧式”X形隔板所产生的不同的技术效果并不是该替代要素固有的，而是与混合容器中的流体关系以及容器中的搅拌部件等结合以后协同产生的，因此，该技术效果被认为是预料不到的，即具备创造性。

对于产生预料不到的技术效果的要素替代的判断，要看对比文件的技术特征与本申请的相关技术手段产生的是否属于同类技术效果。若属于同类技术效果，还需判断替代后产生的技术效果的质量和程度是否明显不同，该不同是替代的技术特征固有的，还是该技术特征与本申请的其他技术特征协同导致的。如果是替代的技术特征与本申请的其他技术特征协同产生了质量和程度明显优于对比文件1的技术效果，则不能判定为等效替代，技术效果被认定为是预料不到的，本申请具备创造性。

3 结论

选择基于已知功能寻求替代要素是一种常规的创新逻辑。考虑是否属于“相同功能的已知手段的等效替代”时，关键要看是否属于真正意义上的“等效替代”。等效替代的判断离不开“三要”：一是，替代与被替代的两个技术手段要解决相同的技术问题;二是，替代的手段要属于已知的技术手段;三是，替代与被替代的两个技术手段要实现相同的功能、达到相同的技术效果。这个“三要”也是界定是否为等效替代的前提条件。经判断分析，其属于相同功能的已知手段的等效替代时，该替代是显而易见的，本申请不具备创造性。[3]

发明产生了现有技术同类技术效果但是所产生的技术效果的质量、程度不同时，不能认定为等效的技术效果，或者不能认为具备相同的功能，不能判定为等效替代;在以预料不到的技术效果作为发明具备创造性的依据时应当注意，如果替代后产生不同的技术效果且其是与现有技术的具体的技术方案结合协同产生的，则技术效果被认为是预料不到的，即具备创造性。[4]

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家知识产权局.专利审查指南[M].北京：知识产权出版社，2010：180-181.

[2] 温丽萍.一项涉及“要素替代”发明的审查带来的思考[J].电子知识产权，2005：（12）：29-31.

[3] 石必胜.专利创造性判断比较研究[D].北京：中国政法大学，2011：110-120.

[4] 郑明.浅析要素替代的创造性判定[J].2014年中华全国专利代理人协会年会第五届知识产权论坛论文（第三部分），2014.