中药材干燥技术专利分析与启示

张素娟，王彦峰，张云倩，刘海波

·调查与研究·

中药材干燥技术专利分析与启示

张素娟，王彦峰，张云倩，刘海波

100044 北京市科学技术情报研究所（张素娟、王彦峰）；100080 北京，国家中医药管理局传统药物专利信息资源重点研究室（张素娟、王彦峰、刘海波）；100044 北京科技经济信息联合中心（张云倩）；100193 北京，中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所（刘海波）

中药是我国珍贵而又独有的财富。中药材的采收后加工和制剂加工两个过程均涉及干燥。采收后加工是将采集的鲜药及时去除多余水分，避免发霉、虫蛀以及活性成分的分解和破坏，保证药材的质量，利于贮藏。制剂加工是将切制好的药材或者饮片及时干燥，否则容易霉烂变质。我国传统的中药材原产地加工方式一般包括：晒干法（日晒阴晾）、烘烤法、炉烘法、熏硫（或炒鲜、蒸煮）后干燥等[1]。这些传统的方法在实际生产加工中，总是遇到干燥不彻底或者过度干燥，返潮，干燥时间长，药性破坏，泥土、铁屑、微生物污染，设备造价高，占地面积大等各种问题。现有的干燥技术及加工工艺已不能满足产地加工规模化、标准化的需求，急需研究并开发新的、能保证药材品质的干燥及加工工艺。

专利数据作为最有效的技术信息载体，涵盖了世界 90% 以上的最新技术信息，内容详尽、准确。基于专利信息的分析方法是快速获取相关技术领域以及行业最新动向的手段与方法[2-4]。对某一领域专利信息的分析，能够客观地反映该领域的总体情况和发展趋势，进而有效、准确地了解相关的技术创新和技术发展方向[5-7]。目前尚未见针对中药材干燥技术专利信息综合研究报道。本文从信息科学的角度，通过“incoPat 专利数据库”及“世界传统药物专利数据库（world traditional medicine patent database，WTMPD）”获得中药材干燥技术相关专利数据，运用图表软件对数据进行统计和可视化处理，采用文字与图表结合的方式，从中药材干燥技术发展的总体态势、竞争广度与深度 3 个层面进行情报剖析，明确我国所处的位置，指出未来技术发展方向，为国内企业进行相关领域专利布局提供借鉴和参考，并为进一步探寻新的干燥技术提供思路。

1 数据检索

1.1 数据来源

本研究使用北京合享智慧科技有限公司的“incoPat 专利数据库”和北京东方灵盾公司的“WTMPD”作为数据源。

1.2 检索策略

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。具体的检索主题词如表 1 所示。

1.3 数据清洗

首先将检索结果从数据库导出，对每条数据进行逐一阅读与手工筛选，排除发明点不在中药材干燥技术上的专利；其次对专利权人名称、专利号、申请日期、公布日期、IPC 分类号等信息进行了统一化和标准化处理；对具有同一优先权文件的专利进行简单同族合并，避免重复统计。一般发明专利在申请后 3 ～ 18 个月公开，实用新型专利和外观设计专利在申请后 6 个月左右公开，还有一些特殊情况不公布，所以近 18 个月的专利数据不能完全呈现客观情况，仅供参考。检索时间为 2020 年 6 月 1 日，最终得到用于分析的专利 2717 件。

2 竞争态势分析

2.1 总体趋势分析

根据技术生命周期理论，一项技术会经历萌芽期、成长期、成熟期和衰退期 4 个过程。对关键技术专利的年度申请情况和专利成长率进行分析，有助于了解该技术所处阶段以及技术创新活跃度。其中，专利成长率是指当年专利申请量占过去 5 年专利申请量的比例[8]。

对中药材干燥技术专利按申请时间进行可视化分析，年度专利申请状况可以从总体上直观反映中药材干燥技术的发展历程。由图 1 和图 2 可知：①1985 – 2019 年间，全球中药材干燥技术专利申请量呈现逐年加速增长的趋势，2018 年达到历史最高峰，专利申请量为 721 件，2016 年专利技术成长率最高，达 109%；②中药材干燥技术的专利申请可分为 3 个阶段：萌芽期（1985 – 2000年）、缓慢成长期（2001 – 2012 年）和快速成长期（2013 – 2018年）；2019 和 2020 年的专利数据由于其公开时间及数据收录的滞后原因，暂时不纳入分析。③中国中药材干燥技术专利申请量远高于世界其他国家和地区，成为全球中药材干燥技术专利申请的主力军。

1985 – 2019 年中国专利申请总量为 2486 件，占全球申请总量的 91.50%，可见中国是全球最主要的中药材干燥技术市场，处于绝对优势地位。在中国，中药材干燥技术的发展可谓厚积薄发。自 1985 年以来，中国专利经历了26 年的探索沉寂期之后，该领域于 2005 年迎来了平稳期，该时期的专利申请总量是沉寂期的 8 倍左右，且平均每年的申请量是沉寂期的 24 倍，意味着技术研发和应用有了一定的进展，未来具有良好的市场潜力和发展空间。2014 – 2018 年，专利申请出现井喷式快速增长，并于 2018 年达到顶峰，申请量高达 721 件，该时期内所申请的专利总量占目前申请总量的 88.05%，专利技术处于高速成长阶段，相关干燥技术研发已引起全国研发热潮。这主要得益于国内各项政策措施的出台、介入企业增多和市场需求扩大（图 2 和表 2）。

表 1 中药材干燥技术专利检索涉及主题词及 IPC 分类号

图 1 1985 – 2019 年全球专利申请趋势图

图 2 1985 – 2019 年我国和其他国家地区专利申请趋势图

相对于中国而言，世界其他国家和地区专利申请量始终较少，年度申请量不足 20 件，总申请量占比仅为 8.50%。国外于 1986 年开始对中药材干燥技术专利研究，专利申请从 2000 年开始呈现快速发展势头，到 2002 年达到历史最多，专利申请量为 19 件，2013 年开始专利申请总量迅速下降。总体可分为缓慢萌芽期（1991 – 1999年）、快速成长期（2000 – 2003 年）、调整成熟期（2004 – 2012 年）和快速衰退期（2013 年至今），与中国申请量趋势差异较大。

表 2 中国专利申请总量情况表

2.2 全球分布情况

专利申请人所在地区是专利权保护区域，是该产品的市场和产业所在地；发明人所在国家和地区为技术来源地，是研发所在地[9]。通过分析各专利的优先权申请信息，可以获取专利的空间（国家或地区）分布情况，进而可进行该技术领域的国家（地区）竞争态势分析。

将样本专利根据其申请人所在国家或地区进行统计，得到中药材干燥技术专利的区域分布状况，如表 3 所示，中国 2486 件专利，是最主要的中药材干燥技术产品市场和产业所在地。日、美分别为 56 和 53 件专利，其他国家则均不足 50 件，中、日、美 3 国是最重要的中药材干燥技术专利布局地。中国是中药材干燥技术发明人的主要集中地，共申请相关专利 2495 件，居于主导地位，其次为美国（66 件）、日本（62 件）。可见中国既是中药材干燥技术来源的主要地区，也是中药材干燥技术专利的主要布局地区，亦是世界头号中药材干燥技术大国，在中药材干燥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。此外，美、日两国的发明人申请的专利数量稍多于其仅在本国（地区）申请的专利数量，说明美、韩两国比较重视专利的全球布局和保护。

综上所述，我国是该领域技术的活跃者，目前的专利申请数量位于第一梯队。相对于其他国家，我国目前的发展势头迅猛，将继续领跑中药材干燥技术领域。

2.3 IPC 技术主题分析

IPC 小类分析是指分析对象在各技术方向的数量分布情况，通过该分析可以了解分析对象覆盖的技术类别以及各技术分支的创新热度。表 4 为中药材干燥技术专利 IPC 分类构成及中文释义，从中可以看出，中药材干燥技术专利申请主要集中在 F 部和 A 部。其中在 F26B（从固体材料或制品中消除液体的干燥）技术领域共申请专利 1434 件，数量最多，占总量的39.21%，为关键和热点技术领域，代表着中药材干燥技术创新的未来发展趋势；在 A61K（医用、牙科用或梳妆用的配制品）技术领域共申请专利 1194 件，占总量的 32.65%，这主要是大量的中药材组合物中使用了干燥技术，增加了 A61K 的数量。两类申请专利之和占专利总量的 71.86%，为中药材干燥技术领域最主要的技术分布类别。

从图 3 可以看出，2013 年开始，F26B 小类申请数量呈爆发式增长趋势。2017 年申请数量达 454 件，约是2013 年的 20 倍。预计 2019、2020 年仍会保持较快的增长速度。A61K 小类自 2005 年开始保持稳定增长，2014 年开始快速增长，年申请量突破 50 件，近 4 年年均申请量约 202 件，未来几年仍会继续保持快速增长。B08B、A23L、B02C、A61L、B07B、A61Q、B26D 小类亦是从 2015 年开始呈现快速增长，但年均增长不足 60 件，经历了短暂的快速增长期，2018 年开始下降。A61P 小类专利申请量从 2000 年开始呈现跳跃式增长，2016 年达到最大值 54 件，随后快速下降。对比图 1 可见，中药材干燥技术专利申请量和技术成长率从 2013 年开始出现快速增长，主要来源于 F26B和 A61K 小类中干燥技术相关专利的增加，其他小类中的贡献较少。

表 3 全球中药材干燥技术专利主要国家和地区（前 10 名）

表 4 中药材干燥技术专利主要 IPC 小类分布

2.4 专利权人分析

企业是科技创新的主体，国家科技实力的竞争具体到微观层面，则体现为企业之间的竞争。对中药材干燥技术专利的专利权人类型进行统计分析，可以看出，中药材干燥技术专利申请的创新主体主要为企业，占比为 58.69%，其次为个人，占比为 26.73%；高校、科研机构和医院在该领域的专利申请数量较少，占比约 10%（图 4）。因此，中药材干燥技术研究属于比较成熟的技术领域，其研发工作由企业占主导地位，高校、科研机构和医院占比较少，产学研相结合的模式尚未形成。

表 5 统计了 F26B 和 A61K 两技术领域国内外专利申请数量排名前 10名的专利权人，由此可以看出各技术领域的竞争格局。在中国，F26B 技术领域排名前 10 的专利权人有 8 家为企业，其余为个人团队，且前五名均为生产企业；A61K 技术领域排名前 10 的专利权人有 4 家为企事业单位，6 个为个人团队，且前两名均为个人团队，与F26B 技术领域格局不同。可见在 F26B 领域，企业在市场研发上占主导地位；而在 A61K 领域，个人团队研究占优势。在中药材制剂领域，干燥技术的研发要求比较高，个人团队研发能力有限，相关专利质量水平不高。个人申请人过多，占用大量专利审查资源，应给予关注。通过统计发明类型看出，中药材干燥技术领域专利主要分为发明专利和实用新型专利两类，其中发明专利申请 1685 件，占比 64.14%；实用新型专利 942 件。F26B 小类以实用新型专利为主，A61K 小类以发明专利为主。两大技术领域下不同的申请专利权人类型可能与此有关。在其他国家和地区，申请专利主要集中在 A61K技术领域，从国家分布上看，美国和日本各占3 名，德国、新西兰、法国和英国各占 1 名，其中德国的Eckardt 团队申请最多，申请专利 11 件。总体来说其他国家和地区关于中药材专利申请较少，相关企业以日用品和化妆品为主。

图 4 专利权人类型分布

表 5 中药材干燥技术主要专利权人（前 10 名）

表 6 显示了F26B 和 A61K 技术领域专利申请国内省市分布情况，可以了解两个技术领域的专利市场格局。A61K 是中药材组合物及其制剂中干燥技术研发领域，相关专利权人主要分布在安徽，其次山东、浙江和江苏等沿海地区，说明该技术的研发主要在华东地区比较发达；F26B 是干燥技术相关仪器研发领域，相关专利权人主要分布在安徽，其次山东、四川、河南、甘肃等，布局范围较广，产业比较发达。安徽在两大技术领域专利申请量均排第一，可能与安徽亳州是全国最大的中药材市场有关，以丰富的中药材资源，吸引了大量的企业和研发机构。

表 6 中药材干燥技术专利国内重点省市分布情况

2.5 热点技术识别分析

2.5.1 细分技术分析 中药材的干燥技术分为传统干燥技术和现代干燥技术，传统干燥技术主要包括阴干法、晒干法和烘干法；现代干燥技术是针对传统干燥方法自动化程度低、中药材干燥过程复杂、特殊等特点，将新型的科学技术应用在中药材干燥中，包括喷雾干燥、冷冻干燥、微波干燥、低温干燥、红外干燥、热泵干燥、高压电场干燥和太阳能干燥等[10-11]。将专利数据按照技术类别统计其申请专利量、专利权人和干燥对象情况，结果见表 7、8。

表 7 不同干燥技术专利申请情况

统计表明，传统干燥技术占主要优势，在专利申请总量中占比达 62.93%，其中烘干法在专利申请总量中占比达 61.44%，为中药材加工和生产中最常用的干燥方法，晒干法和阴干法应用较少。现代干燥技术在专利申请总量中占比为 37.07%，为传统干燥技术的一半左右，其中以喷雾干燥和冷冻干燥技术为主，红外干燥和热泵干燥等新型干燥技术应用较少，专利量分别为 4 件，需要继续改善技术方法和加大推广力度。

2.5.2 技术关联分析 根据技术类别、专利权人、干燥对象和技术联合应用情况进行分类分析，结果见表 8 和图 5。就专利权人而言，烘干法在中药材加工和生产中最常用，专利权人数量远超其他干燥方法，以医药企业为主，技术比较成熟，其次为冷冻干燥和喷雾干燥技术；但以红外干燥和热泵干燥为代表的新型现代干燥技术应用较少，专利权人主要为大学和研究院，说明该技术还处在基础研发阶段。就干燥对象而言，喷雾干燥技术以其干燥速度快、受热时间短、干燥效率高的优势用于干燥的中药材最广，多达 111 味，其次为冷冻干燥技术；阴干法主要应用于如广藿香、天冬、麦冬、槐米、黄芩、附子、乌头等含有挥发油，以及易走油、变色的中药材；红外干燥技术主要应用于如红花、灵芝、莪术、天麻、川芎等对热不稳定的中药材；热泵干燥技术由于其设备成本较高，目前只应用于金银花、黄芪和番石榴叶。技术联合使用方面，烘干法与其他各类技术结合运用得最多，主要是与热泵、红外、低温和微波等现代干燥技术联合使用；其次是冷冻干燥与微波、低温等干燥技术联合使用。近年来，微波-真空干燥技术和超声波-真空干燥技术的研究大量增加。

表 8 不同干燥技术专利权人和干燥对象情况

图5 不同技术联合应用情况

3 研究结论与启示

3.1 中药材干燥技术专利分析结论

①中国既是中药材干燥技术来源的主要地区，也是中药材干燥技术专利的主要布局地区，在中药材干燥技术领域中国将继续领跑；②中药材干燥技术研发正进入一个快速发展时期，F26B 和 A61K 小类是当前干燥技术研发最活跃的技术类别，在 F26B21 和 A61K35 大组是当前干燥技术领域研发热点；③中药材干燥技术专利申请的创新主体主要为企业，其次为个人，高校、科研机构和医院在该领域的专利申请数量较少；④国内专利分布显示，安徽在 F26B 和 A61K 两大技术领域专利申请均排第一，呈现鲜明的地域优势；⑤热点技术识别分析中，仍以传统干燥技术（阴干法、晒干法和烘干法）为主，喷雾干燥技术用于干燥的中药材最广，传统烘干法常与热泵、红外、低温和微波等现代干燥技术联合使用。虽然中药材干燥技术总体上呈现向好的发展，但仍存在着地区分布差异大，现代干燥技术应用较少，发明专利授权率和有效率均较低，实用新型专利寿命短等问题，阻碍了干燥技术的规模化和产业化发展。

3.2 中国中药材干燥技术未来发展启示

⑴注重发明选题要契合市场和技术发展方向，从源头提高专利撰写质量。在中药材干燥技术领域专利权人为个人团队的占有一定比例，尤其在A61K 技术领域，可能存在研发人员直接撰写专利申报文本的情况，这就导致了专利授权率低，有效率低，寿命周期短等问题。因此，有必要提供专利学习资源提高发明人素养，发明人在确立发明选题时，顺应技术和市场的走向，找准“创新点”，力避“显而易见”，提高专利整体质量[12]。

⑵调整专利申请策略，注重国内与国外的双布局：中国在中药材干燥技术领域占主导地位，但专利申请多数局限于国内，加之其他国家和地区关于中药材专利申请较少，相关企业以日用品和化妆品为主，造成海外专利布局相对薄弱的局面。因此，中国专利权人应当充分发挥自身的资源优势，抓住机遇，加强我国专利的国际布局，抢占国际市场，积极开展前瞻性布局，加强专利的组合应用与运营。

⑶针对热点和关键技术全方位提升风险防范能力。中药材干燥技术的研究主要集中在传统和现代干燥技术两大方向，尤其是烘干法、喷雾干燥和冷冻干燥技术是当前的技术关注重点。首先，要提升中国企业的知识产权保护和风险防范意识，鼓励企业进行干燥技术领域的专利申请，除了要积极在国内外进行专利布局以外，还要预防未来可能发生的侵权风险[13]。其次，充分发挥国内领头企业的作用，鼓励企业参与到国际标准的制定中。最后，督促地方政府制定中药产业发展规划，推动安徽、山东、四川、河南等中药材聚集地区干燥技术的研发和应用。

⑷加强干燥技术的改革创新，积极推动多种干燥手段集成技术相关专利的申请和成果转化，以满足中药材生产需求。专利技术关联分析已呈现多种技术联合使用来提升干燥效率，应深入挖掘此项技术，推动成果转化，进而提高中药材的干燥质量。传统的干燥方法存在干燥不均匀、时间长、劳动强度大、易污染等问题；而现代中药材干燥技术却存在成本高、能耗大的问题。因此，在提高干燥效率、降低设备成本方面，亟需加大研发投入力度，提高技术间融合水平，并在融合过程中发现和创造新的技术机会。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2021.06.013

国家知识产权局专利战略推进工程（PS2018-013）

刘海波，Email：hbliu@implad.ac.cn

2021-05-06