基于德温特数据库的纳米载药技术发展态势分析

姜菁菁，任富忠

(铜仁学院材料与化学工程学院， 贵州 铜仁 554300)

纳米载药是纳米科学、生物学和医学的交叉学科，具有保护药物、缓释、控释和靶向给药等优点。在疾病治疗和医学造影方面有着巨大的潜力和发展空间，在世界范围内引起了广泛关注[1]。2011年，全球纳米医药产业达到728亿美元，据估计，该产业市场将以12.5 %的年均增长率继续增长，到2016年将达到1309亿美元。纳米医药在普通市场和军用领域都有极大的潜力，各国政府都投入了大笔资金：美国为37亿美元，欧盟投资12亿美元，日本为7.5亿美元。尽管每年有很多相关科学文献发表和专利申请，但是非特异性吸收和人体安全性等问题使得纳米载药的应用远落后于科学研究。到目前为止，仅有少数产品进入临床应用。

纳米载药是纳米科学、生物学和医学的交叉学科，通过将药物溶解、吸附、包埋或链接于纳米载体上，利用纳米载体的理化特性和选择性分布的特点，解决药物在输运过程中存在的溶解度低、稳定性差和吸附受限等问题，增加药物的溶出速率和吸收速率，提高药物的稳定性和生物利用度，或将药物特异性的导入靶器官、靶组织或靶细胞，降低药物毒副作用，提高疗效[2]。

1 数据来源与分析方法

采用文献计量学的方法，对纳米载药领域国际科学技术前沿发展及趋势进行定量分析。首先利用Derwent Innovation Index数据库对大数据主题论文和专利进行文献检索，然后采用数学、统计学等计量方法，利用TDA分析工具，对检索结果进行数据挖掘和可视化分析。

2 统计结果与分析

据统计，世界上的新技术新发明90%以上都体现在专利文献上，专利数据能直接反映科技活动和技术应用的水平。本研究利用Derwent Innovations Index数据库对纳米载药专利进行了检索，检索式为主题="drug loading nanoparticle" or "drug loaded nanoparticle" or "nanoscale drug delivery" or "nanosized drug delivery" or "nanocarrier"，共检索到专利163项。

2.1 纳米载药专利的总体概况

从专利权类型看，科研院所/政府申请的专利占总量的60%，公司企业专利权人占22%，个人专利权人占18%。科研院所/政府作为专利申请的主体表明纳米载药领域的技术还处在基础研究阶段，应用还处于起步阶段。

图1 专利权类型

通过分析图2的专利申请数量随年度变化曲线发现，2001～2013年，纳米载药专利数量呈逐年增加趋势，经过了2001～2005年的起步期，从2006年开始，专利数量迅速增加，现在纳米载药技术研究正处于成长期，研发步伐不断加快。需要注意的是，由于Derwent Innovations Index数据库收集和录入专利文献的延迟以及专利申请的周期性缘故，2012年和2013年的专利数量不能代表实际情况，仅供参考。

图2 2001-2013年纳米载药专利申请年度分布

2.2 纳米载药专利的地域分析

迄今为止，纳米载药领域的163件专利共在15个国家申请了优先权。其中，在美国(UN)申请的专利 (46%)最多，其后依次为中国 (CN, 37%)、加拿大 (CA, 12%)和韩国 (KR, 5%)。见图3。

图3 纳米载药专利优先权国家/地区分布

从各优先权国家专利数量的年度变化可以看出 (表1)，美国在该领域的技术研究起步较早，中国、加拿大和韩国起步较晚，但发展迅速。日本和德国受理专利数量极少，分别只有1件。

表2列出了美国、中国、加拿大和韩国四个主要专利优先权国在各国的专利布局。美国、加拿大和韩国都很重视专利权保护，加拿大是专利布局最全面的国家，而中国并没有在其他国家展开专利布局。此外，从各国专利保护展开的数量看，美国比较重视欧洲、加拿大和日本的市场，加拿大重视美国、欧洲和日本市场，而韩国重视美国、加拿大、欧洲、中国和日本市场。图4和图5分析了纳米载药技术领域国际合作和竞争关系。美国、加拿大和韩国是国际合作专利最多的三个国家，而中国主要依靠本国的科研力量开展纳米载药研究，没有同其他国家开展合作。就竞争关系而言，美国、欧洲、韩国和加拿大的研究方向类似，欧洲和韩国是美国最大的两个竞争对手，中国在该领域有自己独立的研究方向，与其他国家几乎不存在竞争。

表1 各优先权国/地区专利受理数量的年度分布

表1(续)

表2 美国、中国、加拿大和韩国的原创专利布局

表2(续)

图4 各专利优先权国家间的合作关系。点的大小代表该国专利数量，点之间的连线表示合作关系的紧密程度

图5各专利优先权国家的竞争关系。点的大小代表该国文献数量，点之间的线粗线代表两国研究的相近程度

2.3 纳米载药专利的技术领域分布

通过德温特手工代码将纳米载药专利分成不同的技术领域，排名前20的技术领域包括化学表面修饰、纳米技术、抗癌、抗菌等 (图6)，覆盖了化学、材料、临床医学等诸多方面。相应的德温特手工代码对应的主题含义如表3所示。

图6 纳米载药专利的主要技术领域

表3 德温特手工代码的技术领域

表3(续)

从表4主要专利申请国的技术领域分布来看，美国、中国、加拿大和韩国在应用领域的布局和投入相似，集中分布的方向有A12-V01 (Medicines, Pharmaceuticals)、B04-N04(Protein/Polypeptide of Undefined Origin)、B14-H01 (Anticancer General And Other)、A10-E01 (Chemical Modification [General])等。相较而言，中国没有在B04-C03 (Polymers [General])、B14-A02 (Antiviral [General])、B14-A01 ( Antibacterial [General])、B14-A04 (Antifungal General And Other)技术领域申请专利。

表4 纳米载药专利数量Top4国家的技术领域分布

3 加强我国纳米载药领域研究的建议

纳米载药领域是一个蓬勃发展的崭新领域，我国在这一领域的起步虽然稍晚于美国和欧洲等发达国家，但发展迅速，在国际上有很大的影响力。我国应该在巩固现有研究优势的基础上，采取更合理的政策和布局，抓住这一新兴研究领域的产业机会。

从目前我国纳米生物医药工作整体部署和具体实施状况看，有些研究方向存在分散重复现象，有些研究方向工作较为薄弱。研究群体目前也比较分散，缺乏有良好研究成果的研究基地，缺乏真正开放的高水平公共技术平台。尽管专利申请量位居前列，但缺乏重大的原创性成果，应用开发和工程化研究成果不够丰富。在专利申请上，我国纳米载药领域的原创专利都没有在国外申请专利保护，表明我国目前的研究技术人员严重缺乏知识产权意识，需要加强专利法的科普宣传。

纳米载药是一个多学科交叉的研究领域，需要国际间的交流合作。我国的研究方向和应用领域与世界主流方向存在较大差距，局限于本国范围。因此，在今后的国家科技项目中，要鼓励和优先支持国际合作项目。

[1] 赵晓宇,王 磊,刁天喜.纳米医药相关专利问题分析[J].中国新药杂志,2008,17(18):1553-1556.

[2] 余家会.纳米生物医药[M].上海：华东理工大学出版社,2011：69.