随着近年来心血管疾病的高发，介入医学工程随之迅速发展，其中心脑血管疾病的微创介入治疗是最有代表性的技术，相关器械产业发展的最为迅速和庞大。这主要是由于心脑血管疾病是人类的主要疾病，致死率和致残率很高，同时由于相关的器械是聚集了众多高新技术的产业，并且是一次性耗材，使用量大、范围广，大约占整个微创介入器械产业的80%。可以说对作为主流的心脑血管无源介入医疗器械产业和技术的了解，可基本把握整个介入医疗工程行业的产业及技术现状。本文中的心脑血管无源介入医疗器械主要包括血管支架、其他血管介入器械和通路器械三个分支。
一、全球专利状况
截至2014年8月21日，涉及心脑血管无源介入医疗器械，在德温特WPI数据库检索到该领域的全球专利申请共33783项1。其中，年代以专利申请的优先权日为准，同族申请计为一项进行统计。下面在这一数据基础上对该领域的专利技术进行分析。1.专利申请趋势分析为研究心脑血管无源介入医疗器械专利技术的整体态势，我们对所采集的数据（即33783项专利申请）按时间序列进行了统计分析，以同族专利的最早申请日计算从1963年到2013年2该领域每年的申请量。从图1可以看出，有关心脑血管无源介入医疗器械的全球专利申请趋势可大致分为如下三个阶段。第一阶段（1963年至1983年）：这一阶段历经二十年，其申请总量仅百余项，且增长缓慢。这是由于在20世纪六十年代刚刚出现血管内介入治疗的雏形，由于该项技术的高风险性，将其应用于人体尚需较为成熟的技术和长期的临床实验，导致该阶段专利申请量增长缓慢。第二阶段（1983年至2003年）：在进入20世纪八十年代随后的二十年里，随着经皮腔内血管成形术（PTA）以及管腔内支架治疗技术的兴起，申请量相比第一阶段有了大幅增长，整体上呈加速上升趋势。数据显示，1983年的申请量仅为73项，到1993年达到近500项，而到了2003年已达到1965项，增长了二十多倍，速度惊人。第三阶段（2003年至今）：近十几年来，年度申请量变化不大，一直维持在较高的水平，仅在2005年和2008年前后略有回落。其中在全球经济危机全面爆发的2008年年度申请也超过1500项，这表明医疗器械领域总体上并未受到经济危机的冲击，并已经步入了稳定的发展阶段。2.国家或地区分布为了研究心脑血管无源介入医疗器械专利技术的区域分布情况，我们对采集到该领域的专利数据样本按申请所在国家、地区或组织进行了统计，该领域共涉及33个国家、地区以及区域性组织。参见图2，美国的申请总量最大，达到16497项，占总量的48.8％，几乎占据全球申请总量的一半，不仅在该领域拥有雄厚的实力，专利布局完善，并且坐拥世界上最大的市场占有率，例如，美国的几大公司如波士顿科学公司、美敦力公司、雅培公司等基本形成垄断地位。排名第二和第三的分别是PCT国际申请10247项，以及向欧洲专利局（以下简称欧专局）提交的2505项申请；然后是在中国的1376项申请，在德国的1094项申请，和在日本的922项申请，值得关注的是排名第四的在中国大陆地区的专利申请量，紧随向欧专局提交的申请总量，排名德国、日本之前，说明我国在心脑血管无源介入医疗器械领域拥有较大数量的专利申请，特别是近五年随着中国知识产权战略的进一步实施，中国申请量飞速增长。进一步对欧洲地区3、美国、中国、德国、日本五个国家及地区以及国际申请的专利申请状况进行动态分析，如图3所示。可以看出，在1963年到1983年近二十年里，全球各个国家及地区在心脑血管无源介入医疗器械领域的申请极少，且增长缓慢。自1983年之后，美国申请开始崭露头角，并带动了国际申请数量的增长，其增长趋势遥遥领先，其从1983年的申请总量不足百项，到2003年的单单美国在该领域的年度申请量达到1200项，PCT国际申请在该时期内年度最高申请量也达到600余项，呈膨胀式发展，反应了美国在该领域龙头老大的地位。其次，向欧专局提交的专利申请自1983年起也有小幅增长，德国、日本也开始出现企业涉及该领域的技术研发和专利申请。中国起步略晚，自2005年开始其申请走势逐渐攀高，进入快速发展期，并且发展速度明显高于德国、日本以及欧洲的专利申请速度。德国、日本在2000年前后申请略有增长，并在随后的十几年中保持较为稳定的申请，一定程度上反应了德国和日本在心脑血管无源介入医疗器械技术上发展动力不足，这与国家的整体经济发展紧密相关，并且比较有实力的日、德企业重点多在于大型医疗器械设备的研发投入和专利申请上。2008年全球经济危机的因素，使得除中国之外上述各国家及地区当年申请量出现小幅下滑。美国受影响最大，于当年形成该阶段的波谷，申请量600项左右，仅占2003年当年申请量的一半。而中国虽然起步较晚，但从2005年持续高速增长，经过三年左右的积累，于2008年本基与欧洲、日本、德国持平。2009年中国在该领域的年度申请量已达到近200项，明显超过欧日德的年度申请量，仅次于美国和PCT申请总量。随着我国心脑血管病患数量的增长，对于心脑血管无源介入医疗器械已经逐渐为大家所了解，其市场关注度和企业对该领域研发新产品新技术的重视，在我国知识产权战略的进一步实施，近五年发展势头良好，预计未来仍将保持该发展势头持续增长。3.主要申请人分析为了分析该技术领域的主要竞争者，我们对所采集的全球专利申请数据按主要申请人进行统计4，如图54所示。其中专利申请量前八位的公司分别为波士顿科学公司（BSCI，3867项，11.4%）、美敦力公司（MEDT，1670项，4.9%）、先进心血管系统公司（ADCA，1533项，4.5%）、雅培公司（ABBO，1311项，3.9%）、库克公司（COKC，1293项，3.8%）、科迪斯（CRDC，1097项，3.2%）、泰尔茂（TERU，537项，1.6%）和CR巴德（BRDC，401项，1.2%）。前八位专利申请人的专利数量占总量的34.7%，表明它们是本领域的主要专利申请人，也是我国企业应当重点关注的主要竞争对手。其中美国企业占有绝对优势，前八位中有七位美国公司，仅泰尔茂是日本企业，可见美国公司在心脑血管无源介入医疗器械领域的技术研发和关注度远高于其他国家和地区，并重视相关专利的保护和布局，构成全球该领域的主导力量。根据图4前八位主要申请人的申请量排名及占比情况，可以看出，波士顿科学公司申请量最大，逼近4000项申请，占据超过全球十分之一的市场，并且在血管支架、其他血管介入器械、通路器械三个技术主题领域的申请量均遥遥领先。美敦力公司和先进心血管系统公司的申请总量相差不多，均超过1500项，其中两公司在血管支架和通路器械技术主题的申请量相当，仅在其他血管介入器械该领域，先进心血管系统公司略低于美敦力公司。排名第四的雅培公司在血管支架领域申请量与排名二、三的公司申请量基本抗衡，但在其他血管介入器械以及通路器械方面申请略低。相比之下，排名第五、第六的库克公司、科迪斯公司与雅培公司申请总量相差无几，但专利申请各有侧重，库克公司在其他血管介入器械以及通路器械方面申请略占优势。另外，泰尔茂公司申请重点集中在通路器械领域，CR巴德在三个技术主题领域各有涉足。为了进一步研究专利技术主要申请人的历年的申请量变化趋势，对前五位专利技术申请人历年数据作进一步分析，参见图5。从图5可以看出，其申请总量排名第四的雅培公司看准介入治疗的先机起步最早，1976年抢先申请心脑血管无源介入医疗器械领域的专利。总量排名第一的波士顿科学公司和排名第三的先进心血管系统公司紧随其后，分别在1977年和1978年出现相关专利的申请。随后几年，总量排名第二的美敦力公司和排名第五的库克公司相继进入通路器械领域，尝试小数量的申请。雅培公司虽然申请最早，但在之后近二十年里都鲜有申请，直至1998开始才逐渐加大专利申请，整体呈震荡上升势头，在总量排名中位居第四。走势图中最突出的波士顿科学公司不管从申请年份还是从申请增长趋势上，明显高于其他公司，申请总量遥遥领先，并在2001年达到巅峰，超过350项。可见，波士顿科学公司在巅峰时期无论从专利申请投入上还是技术研发水平上，已经达到了其他公司无法企及的高度。排名第二的美敦力公司虽然起步略晚，但一直保持较为平稳的上升势头，并在2002年2003年有小幅攀升；而排名第三的先进心血管系统公司在早年申请较为活跃，直到1987年之前，甚至领先于波士顿科学公司，但在之后的发展中，仅仅2000年前后的两三年间有较为突出的表现，并在2000年当年申请量攀升迅猛，超过较长时间内处于领先地位的波士顿科学公司申请量，随后急速下降，可见其专利申请布局以及研发投入力量并不稳定，专利技术重点可能有所转移。排名第五的库克公司起步较晚、发展缓慢，直到1996年其申请量还处于个位数阶段，但进入2003年出现较为强劲的发展势头，2005年当年申请量跻身第二，尤其近年来申请水平维持稳定，相较于龙头公司波士顿科学近年的下降趋势，在2012年库克公司已经高于波士顿科学公司在该领域的申请量。值得一提的是，2008年前后三年内，美敦力公司和库克公司还维持着比较稳定的专利申请量，而其他三大公司，包括波士顿科学公司，其专利申请均出现了较为明显的低谷，并于近年来申请逐渐萎缩，一方面是受累于该时间段内全球总体经济形式不好，市场需求不旺，导致总体科研投入减少，另一方面我们判断也有可能专利技术的申请重点有所转移。
二、中国专利状况
截至2014年7月21日，涉及心脑血管无源介入医疗器械，在中国专利文献数据库CNPAT检索到该领域的全球专利申请共3125项。其中，年代以专利申请的优先权日为准，同族申请计为一项进行统计。下面在这一数据基础上对该领域的专利技术进行分析。1.专利申请趋势分析为研究心脑血管无源介入医疗器械专利技术整体态势，我们对所采集的数据（即3125项专利申请）按时间序列进行了统计分析，数据的采集范围从1985年到2013年。从图中可以看出，心脑血管无源介入医疗器械的专利申请在1988年才刚刚涉及，经过二十余年的发展，其在中国专利申请的趋势可大致分为如下三个阶段。第一阶段（1988年至1998年），这一阶段属于起步阶段，从前五年的个位数申请量徘徊，到后五年中略有起色，但年申请量也不足30件。究其原因主要由于该类器械的高风险性以及特殊性，属于审批最为严格的第三类医疗器械，并且以国际市场来看，此时也正处于初步发展阶段，技术上并未获得较大进展，导致国内企业在该领域处于摸索阶段，一直保持观望态度。第二阶段（1999年至2003年），这一阶段进入了初期稳定发展阶段，申请量相比第一阶段有较大程度的增长，2002年申请量突破100件。第三阶段（2003年至今），进入高速发展阶段，整体呈加速上升趋势，血管支架、其他血管介入器械、通路器械这三大心脑血管无源介入医疗器械的申请量均进入快速增长期，申请总量也呈现快速增长，2011年的申请量达到峰值408件。在1996年之前国外来华和国内申请量均处于个位数水平，发展缓慢，到了2001年两者的申请量也都在50件以下，这与国内血管介入技术发展起步较晚，而国外技术由于涉及介入类医疗器械这一特殊行业，尚未进入中国市场比较吻合。从2002年开始进入第一增长期，国外来华与国内申请基本保持同步上升趋势，其中2002—2007年的上升趋势比较稳定；2008年国内申请量虽略有回落，与国外来华申请量基本持平，不仅说明医疗行业良好的抗跌性，也说明国外企业看好国内市场，对在中国发展具有足够的信心。很明显从2008年开始，国内申请和国外来华的申请量均呈快速上升态势，国内申请在2012年达到峰值，接近250件，说明我国具备心脑血管疾病患者市场的巨大潜力，同时中国政府提出多项积极的财政和货币政策，安排专项投资资金扩大内需，其中医疗设备行业率先受益，市场需求加资金投入为心脑血管无源介入医疗器械领域的发展提供了天时地利的良机。与此同时，国外来华申请开始活跃，考虑到PCT申请进入中国国家阶段公开的时间滞后等因素，国外来华申请增长势头不亚于国内申请增长，可能国外企业正准备大举进入中国，试图在中国市场上跑马圈地。2.国家或地区分析在3125件中国专利申请中，国外来华专利申请1211件，国内专利申请总量1914件，图8分别示出了国内和国外来华国家申请量份额以及国外来华国家申请量情况。从图8可以看出，国外来华的申请量占申请总量的38.8%，低于国内申请的61.2%。相比较之前的全球数据申请而言，国外申请人尽管在心脑血管无源介入医疗器械领域拥有很强的实力，也较为重视在中国的专利布局，但由于该类器械进入中国市场具有一定的门槛，因此并未出现规模较大的专利布局。根据研究，心脑血管无源介入医疗器械所包括的三个技术主题，其专利技术首先由国外走入国内，再带动国内技术分别经历稳定发展和快速发展阶段，国内申请量甚至超过国外来华的申请量。下面我们从国外来华主要申请国家中选取了在中国申请量较大的前三位，即美国、日本、德国，分析其在中国的专利申请情况。图9示出了其在中国的历年申请量。从图9可以看到，心脑血管无源介入医疗器械领域由美国于1988年在中国始开先河，并坐拥中国最大的申请量，其历年申请量总体上呈一路上升的趋势，尤其在2004年后申请量剧增，虽在2007年、2008年有所回落，但近五年的发展势不可挡。日本在中国的专利申请走势总体增长缓慢，从1989年较早进入中国市场，至今二十多年来，未有明显增长趋势，仅在2004年、2010年形成两个小峰值，申请量分别达到20件和40件，但总体增长动力不足。联邦德国自1994年出现在中国的专利申请，但总体申请量很少，历年申请量最高也不过十件左右，属于德国个别企业在中国的市场行为，并未形成规模。数据表明，心脑血管无源介入医疗器械领域实力雄厚的美国非常重视在中国的专利布局，尤其在近年来发展迅猛，而日本、德国等国家在中国的申请量总体增长迟缓，近年来都有不同程度的下降，未显现明显的专利战略布局意图，预计在未来的中国市场将形成中美专利之战。图10和图11示出了国内申请地区分布，以及排名前四的上海、北京、广东、江苏等城市和地区的历年申请量情况。可以看出，上海、北京、广东这三个城市和地区的申请量占据了国内申请总量的55.5%，北上广的经济和研发实力名不虚传。其中，上海申请量最大，达到444件，约占国内申请总量的23.2%，上海的科学园区、开发区拥有较大规模的医疗器械公司，例如微创医疗，在血管支架和通路器械领域均拥有最多数量的中国专利。北京拥有众多高校、科研院所以及高新企业紧随其后，申请数量383件，约占20％，其中乐普医疗在血管支架领域的申请较为突出，略少于上海的微创医疗排名第二。广东也是属于医疗器械分布比较集中的地方，其申请量235件，约占申请总量的12.3％，排名第三，例如，先健科技在其他血管介入器械领域的专利申请量领先微创医疗，排名全国第一。再就是江苏、山东，分别排名第四和第五，在该领域申请量超过百件，分别为181件和125件，与省政府对知识产权的大力扶持和政策鼓励密不可分，除了高校和公司的申请外，个人和医院也积极提交了大量专利申请。排名前五位的总计申请量已经占据总申请的71.5%，将近四分之三。一方面是由于这些地区经济较为发达，许多国内本行业的龙头企业如微创医疗、乐普医疗、先健科技、山东吉威等坐落在这些地区，另一方面是由于很多重点大学、科研院所的所在地均在上述地区，由此可见心脑血管无源介入医疗器械是一个涉及多学科，技术复杂度较高的领域，需要国家和有关部门加大扶持力度，整合资源加快相关技术的发展。在心脑血管无源介入医疗器械领域，国内申请占比优于国外来华专利申请的占比。国内企业在该领域的研发力量和专利布局都有着不俗的表现，尽管全球市场有三分之一被前八位大型企业占据，但在中国市场并未形成明显的垄断势态。在某些技术领域，国内企业已经开始与国外大公司抗衡，其产品和技术已经向国内心脑血管患者提供。随着中国医疗器械市场的壮大和国家知识产权战略的实施，各省份专利申请量的不断增加反应了我国心脑血管无源介入医疗器械领域的持续活跃。3.主要申请人分析为了分析心脑血管无源介入医疗器械技术在中国的主要竞争者，我们对所采集的中国专利申请数据按主要申请人进行统计。图12示出了排名前八位的申请人中国专利申请量情况。专利申请量前八位的公司分别为微创医疗，158件；乐普医疗，70件；先健科技，67件；美敦力，64件；爱德华兹，57件；朝日英达科，54件；科迪斯，51件；泰尔茂，46件。其中，仅微创医疗在心脑血管无源介入医疗器械领域的专利申请超过了百件，后七位公司申请数量相差并不很大，基本以五件以内的数量递减。前八位公司的总计申请量约占总量的18.1%，占五分之一。排名前三位的均为国内企业，排名第四到第八位的申请人为国外公司，其中三家美国企业，两家日本企业。可见，国内申请人在该领域已占有一席之地，并且在国内还未形成类似专利壁垒的格局，百家争鸣、百花齐放，申请活跃度较高。微创医疗申请量最大，约占中国申请总量的5.1%，尤其在血管支架领域的申请数量远远高于其他公司，通路器械领域微创医疗也处于优势。乐普医疗和先健科技的申请总量相差不大，但乐普偏向于血管支架和通路器械，而先健在其他血管介入器械领域申请更胜一筹。排名第四到第八位的申请人其专利申请共同的特点在于他们在血管支架、其他血管介入器械、通路器械中的专利布局并不均衡，专利申请各有侧重。除科迪斯公司较为注重在血管支架的专利申请外，其他四家外国公司均将专利申请重点放在通路器械上，这与国内将专利布局重点置于血管支架领域略有不同。值得一提的是，该领域的主要竞争对手集中在美国和日本，其申请人分布还有一个明显特点，就是分布较为分散，排名前八位公司的数据量约占总量的五分之一，并没有形成大公司对通路器械领域某项或某几项技术分支的垄断势态。国内企业的兴起和快速发展，对于医疗市场大大降低心脑血管无源介入医疗器械类用品的成本和医疗费用，使得医生和患者在使用该类器械产品时有了更多的选择余地。图13示出了在中国专利申请排名前四位的主要申请的人历年申请量情况。可以看出，先健科技于1998年最早在中国进行专利申请，其申请总量排名第三。然而，之后的申请中增长较为缓慢，逐年申请量维持在五件左右，虽未出现较为显著的增量但一直在该领域有小量专利申请，维持稳定格局。乐普医疗随后于1999年开始专利申请，但后五年几乎处于停滞状态，直到2005年出现增长势头，并维持较为稳定的申请至今。排名第一的微创医疗，自2000年出现专利申请，后几年的发展一直保持较为稳定的步伐，2008年开始急速上升。可见，微创医疗在该领域的专利布局策略是稳中有升，并非盲目申请。美敦力公司2008年才开始在中国进行专利申请，虽然申请时间最晚，但近几年增长迅速，且专利布局主要集中在通路器械。2011年当年申请量就超过25件，远远超过其他公司的年份申请量，其申请总量排名第二，考虑到PCT进入中国的因素，预计近三年还有进一步的上涨。美敦力公司发现了通路器械在中国市场的商机，并采用稳、狠、快的策略企图快速占领中国市场。上述数据表明中国一直是全球关注的重点市场之一，心脑血管无源介入医疗器械技术已日渐成熟呈扩张式发展。国外来华申请人已呈现抢占中国市场的苗头，一旦看准某个技术主体或领域，便迅速进行专利布局，加大马力抢占市场，需要我国企业引起高度重视。
三、小结
1.近二十年里，中国专利申请由缓慢增长逐渐增势走强，全球专利申请在前一阶段迅猛增长转而在近十年相对稳定发展在进入20世纪八十年代随后的二十年里，经皮腔内血管成形术（PTA）以及管腔内支架治疗技术的兴起，使得心脑血管无源介入医疗器械领域的专利申请量进入了快速增长阶段，整体呈加速上升趋势。数据显示，经过这二十年的发展，全球申请量增长二十余倍，2003年已接近2000项，发展速度惊人。但自2003年开始的近十年期间，全球范围的年度申请量变化不大，一直维持在较高的水平，步入稳定的发展阶段。而中国起步较晚，但整体呈加速上升趋势。2.在全球专利中，美国拥有近一半专利申请；中国专利申请中，国内申请相对于国外来华申请略占优势，美国在华专利申请量远大于其他国家在华申请量从全球申请来看，美国在心脑血管无源介入医疗器械领域的研发投入较大，也是专利布局的重要区域，仅2003年当年美国在该领域的申请量就达到1200项。同时，美国在该领域具有多家国际知名的企业，不仅在该领域拥有雄厚的实力，并且坐拥最大市场占有率，基本形成垄断地位。在全球，美国毫无疑问将是中国在该领域的最大竞争对手，日本和德国相对发展平稳，也具备着相当的实力，也是中国在该领域的主要竞争对手。在中国专利申请中，国内申请的数量占到该领域总申请量的61.2%，申请数量上较国外来华申请量占据较大优势，但从技术层面上，实用新型占有不小的数量，国内申请人拥有的核心技术数量不容乐观。国内专利申请中，位于申请量前三位的上海、北京、广东这三个地区的申请量占据了国内申请总量的55.5%，北上广的经济和研发实力名不虚传。国外来华专利申请中，美国在中国申请量最大且专利布局最全面完善，占国外来华申请总量的21％。位于美国之后的是日本和德国，分别拥有占国外来华6.5%和2.0%的比例，其专利布局更有针对性地在通路器械领域拥有大量专利申请。并且日本、德国等国家在中国的申请量总体增长迟缓，近年来都有不同程度的下降，未显现明显的专利战略布局意图，预计在未来的中国市场将形成中美专利之战。3.通路器械和血管支架的申请量占绝对优势，体现了心脑血管无源介入医疗器械的主流发展趋势心脑血管无源介入医疗器械领域的中国专利申请，通路器械和血管支架均占比总申请量的四成有余，且该占比数据与全球专利申请中通路器械和血管支架占比数据比较接近。反映了国内通路器械和血管支架两大领域的技术发展速度快且相对活跃。从技术层面讲，血管支架和通路器械领域的技术发展早，历经时间久，相对较为成熟。从产业发展的角度看，对于血管支架和通路器械的受众群体需求更大。随着微创介入医疗技术近年来的迅速发展，各种类型的血管支架以及通路器械成为心脑血管疾病治疗的主要手段。4.全球和中国专利重点申请人有所差异，在全球拥有霸主地位的国外企业有选择地进入中国市场，并且更加注重申请质量从全球主要申请人来看，波士顿科学公司申请量最大，占据超过全球十分之一的市场，并且在血管支架、其他血管介入器械、通路器械三个技术领域的申请量均遥遥领先，占有较为主动的控制权。其次是美敦力公司和先进心血管系统公司，也分别在上述三个技术领域进行了积极有效地布控并持续发力。在中国申请的前八位申请人中，国内申请人占有52％，国外来华申请人占有48％，国内申请人略占优势。排名前三位的均为国内企业，分别是微创医疗，乐普医疗和先健科技。可见，国内申请人在该领域已占有一席之地，但在国内还未形成类似专利骨科医学论文壁垒的格局，百家争鸣、百花齐放，申请活跃度较高。
作者：王洋 崔文昊 颜涛
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