生物反应器---制药领域的利器

一、什么是生物反应器？

    生物反应器是利用酶或生物体（如微生物、细胞）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等（一次性生物反应器此处暂不讨论）。随着制药产业的快速发展，借助于生物反应器技术进行生物药物分子及其他化合物生物合成的生产已经成为当前制药行业的主流，并呈快速上升的趋势。

二、生物反应器发展态势如何？

图1  制药领域生物反应器专利（族）时间分布图

     制药领域的生物反应器技术专利最早出现在1979年，由日本可乐丽株式会社申请，随着时间的变化，专利数量逐步增多，并呈现出一定的波动性，2009年以后专利数量有一个大幅度的提升，并在最近几年维持一个相对高位水平。

三、谁是生物反应器研究的

大国？

 图2 制药领域生物反应器优先权

专利（族）的地域分布

     对专利的优先权国进行统计分析，制药领域的生物反应器专利申请地区较为集中。主要集中在美国（US）、中国（CN+TW）、日本（JP）、德国（DE）等国家。

四、哪里是生物反应器研发

活动最活跃的国家？

国    家

近三年专

利申请量

该国近三年专利量与该国专利申请总量比（%）

活跃

程度

美国（US）

64

25.1%

2

中国（CN+TW)

102

59.3%

1

日本（JP）

8

6.7%

4

德国（DE）

9

15.5%

3

表1：前四位国家专利优先权时间分布

（近三年指2012-2014年）

    选取1979年-2015年，作为一个整体时间段，每个国家的专利总量记为100%，以3年为计量分段，1979年-2015年，共计12个时间跨度，按照专利申请匀速发展状态，每个时间跨度上该国专利占其整个专利总量为8.3%，从表1中可以看出，前四位主要国家的近3年专利申请量占该国专利总量比，仅日本不足7%，低于按照时间段划分平均水平（8.3%），中国制药领域生物反应器技术的发展最为快速，美国次之，德国紧随其后。

五、谁是生物反应器开发的

王者？

表2 排名前十位的专利权人情况

   从前十位企业所属国家看，主要集中在美国、日本，其中美国4家，占总量的40%，日本4家，占总量的40%，中国和德国各1家，分别占10%。从企业拥有专利数量上看，其中德国SARTORIUS STEDIM BIOTECH GMBH（赛多利斯公司）拥有专利数量最多，达到13 件，日本KONICA MINOLTA MG KK（柯尼卡美能达）次之，拥有7件，中国DALIAN GELAN QINGSHUI ENVIRONMENT（大连格兰清水环境工程有限公司，制药废水生物反应器处理企业）拥有专利5件，位于第六位。

六、哪里是生物反应器研究

领域的焦点？

表3  排名前十位的国际专利分类号

    从国际专利分类统计结果看，制药领域生物反应器技术发展领域主要集中在微生物领域、细胞和组织工程领域，以及服务于二者的检验检测技术三大领域。

七、哪里是生物反应器研究

的当前热点？

图3  德温特手工代码网络共现图谱

    进一步通过德温特手工代码贡献网络与词频分析，微生物领域主要集中在发酵领域、（固定）酶或微生物，微生物学（聚合物的使用）；细胞和组织工程领域主要是细胞和组织培养，细胞、宿主细胞的培养；检验检测技术主要是涵盖生物反应器的检验检测领域。

八、生物反应器的未来发展

路在何方？

图4   1979-2015 德温特手工代码时区图

    通过对生物反应器的研发前沿的分析，生物反应器技术已经从生物反应器的发明、生物反应器工艺优化阶段进入到生物反应器的二次工艺的优化阶段，最大的限度克服现存生物反应器的技术问题，以适应当前制药领域的生产质量要求，并伴随着对制药生产引发的环境问题的重视，以绿色生产为代表的医药废水生物反应器处理技术开始兴起。

END

作者介绍：赵绘存

 

赵绘存，天津市科学学研究所工程师。天津市专利传播利用讲师，首期全国专利信息实务人才。

原文刊载于《中国生物工程杂志》，2016年三十六卷第一期，如有需要，请进一步联系。

本文作者观点不代表主办机构立场。

本文封面和内文标题配图来自网络

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