Objectives : This study aims to investigate the current situation of domestic patents in Korea on natural products and to provide directions for developing and applying herbal medicinal products by in-depth analyses. Methods : Combinations of words, such as "A61K" or "A61P", "herb" or "Korean medici...
Objectives : This study aims to investigate the current situation of domestic patents in Korea on natural products and to provide directions for developing and applying herbal medicinal products by in-depth analyses. Methods : Combinations of words, such as "A61K" or "A61P", "herb" or "Korean medicinal herb" or "Korean medicine" or "traditional" or "natural" or "$botanic^*$" or "China", and "medicine" or "treatment" or "prevention" or "improvement", were used to search patents in the World Intellectual Property Service (WIPS) database. Three methods were applied to analyze natural products patents. First, the number of patent registrations was sorted by year. Second, the assignees were analyzed by count and country of origin. Finally, cluster map analysis was conducted to explore frequently emerging words in natural products and the relationship amongst those words to treat corresponding diseases/technologies. Results : Results showed that, first, the total number of patents had been increasing. Among the patents, 76.4% were registered by domestic institutes/companies, and 23.6% by foreign institutes/companies. Second, USA, Japan, and China possess a considerable number of Korean patents and, therefore, domestic institutes/companies can seek joint technological development opportunities with their counterparts from those countries in the future. Finally, a total of four clusters were identified by cluster map analysis. Each of the clusters includes natural products related to diseases involving skin, aging, and blood sugar, as well as adult diseases. Conclusions : In this study, natural products patents registered in the Korean Intellectual Property Office were analyzed. The analyses results showed the kinds of natural products that had been employed for the treatment of certain diseases. However, natural products included in existing patents were minimal given that 4,174 species of indigenous plants are found in Korea. Thus, Korean institutes/companies should utilize unexplored plants to develop more value-added drugs.
Objectives : This study aims to investigate the current situation of domestic patents in Korea on natural products and to provide directions for developing and applying herbal medicinal products by in-depth analyses. Methods : Combinations of words, such as "A61K" or "A61P", "herb" or "Korean medicinal herb" or "Korean medicine" or "traditional" or "natural" or "$botanic^*$" or "China", and "medicine" or "treatment" or "prevention" or "improvement", were used to search patents in the World Intellectual Property Service (WIPS) database. Three methods were applied to analyze natural products patents. First, the number of patent registrations was sorted by year. Second, the assignees were analyzed by count and country of origin. Finally, cluster map analysis was conducted to explore frequently emerging words in natural products and the relationship amongst those words to treat corresponding diseases/technologies. Results : Results showed that, first, the total number of patents had been increasing. Among the patents, 76.4% were registered by domestic institutes/companies, and 23.6% by foreign institutes/companies. Second, USA, Japan, and China possess a considerable number of Korean patents and, therefore, domestic institutes/companies can seek joint technological development opportunities with their counterparts from those countries in the future. Finally, a total of four clusters were identified by cluster map analysis. Each of the clusters includes natural products related to diseases involving skin, aging, and blood sugar, as well as adult diseases. Conclusions : In this study, natural products patents registered in the Korean Intellectual Property Office were analyzed. The analyses results showed the kinds of natural products that had been employed for the treatment of certain diseases. However, natural products included in existing patents were minimal given that 4,174 species of indigenous plants are found in Korea. Thus, Korean institutes/companies should utilize unexplored plants to develop more value-added drugs.
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문제 정의
전 세계적인 동향을 살펴보기 위해서는 위와 같은 분석이 필수적이나 정밀한 분석을 동반하지 않아 유관 기관에게 시사점을 제공하기는 부족한 측면이 있다. 따라서 이번 연구는 천연물 신약 관련 국내 특허를 정밀하게 분석하여 관련분야 연구자, 유관 기관 및 기업들에게 현황을 파악가능하게 하고 향후 특허 개발 및 출원을 위한 시사점을 제공하고자 하였다.
이 연구는 국내에 등록된 천연물 신약 관련 특허를 분석하는 것을 목적으로 하였다. 천연물 신약 특허 분석과 관련해서는 기존 연구에서도 종종 다루어져 왔지만, 전 세계적인 동향을 분석하는데 초점을 맞추어 우리나라 기관/기업들에게 구체적인 시사점을 주기 어려웠다.
특히, 본 연구에서는 기술/질병 분야를 미리 분류하고, 이에 해당하는 특허의 개수 및 내용을 분석하는 방법이 아니라 클러스터맵을 활용하여 천연물을 중심으로 한 해석에 초점을 맞추었다. 이를 통해, 기술/질병 분야별로 단순히 특허건수를 집계하는 것 이외에도 어떠한 질병 치료를 위해 어떠한 천연물이 활용되었는가를 한 눈에 볼 수 있도록 하였다. 또한 한 가지 천연물이 다양한 질병의 치료에 활용될 경우 다수의 해당 질병을 그룹화 하여 보여주었다.
제안 방법
두 번째 차이점은, 기존 연구는 세부기술 분야를 연구자가 자의적으로 나눈 뒤, 특허건수 및 상위 출원인 등에 대해 분석을 시행하였다. 특허청(2010)6)은 소화기계, 비뇨/생식기계, 내분비/대사, 피부, 심혈관계, 관절, 호흡기계, 신경, 암, 면역, 감염 등으로 나누어 특허건수 및 출원인을 분석하였다.
첫째, 연도 및 출원 주체를 기준으로 건수를 분석하여 증가/감소 경향을 알아보았다. 둘째, 우리나라 특허청에 특허를 출원한 국내외 기업/기관의 출원 현황을 분석함으로써 향후 협력 방향에 대한 시사점을 도출하였다. 마지막으로, 천연물 신약 특허 가운데 가장 활발히 개발되었던 기술 분야를 보여줄 수 있도록 클러스터 맵 분석을 시행하였다.
마지막으로, 천연물 신약 특허 가운데 가장 활발히 개발되었던 기술 분야를 보여줄 수 있도록 클러스터 맵 분석을 시행하였다.
먼저, 기존연구에서는 기술/질병 분야별로 몇 건의 특허가 출원되었는지, 즉 단순 건수만 제시한 반면, 이번 연구에서는 한 화면에 해당 기술/질병과 이의 치료를 위해 어떠한 천연물이 활용되어 있는가를 동시에 보여주어 단순히 출원 건수 외에도 어떤 원료로 어느 질환 및 증상의 치료를 목표로 개발되었는지에 대한 정보도 제공한다.
이번 연구에서는 천연물 신약과 관련된 한국특허에 대해 서론에서 소개한 연구 방법에 따라 다음 세 가지 분석을 시행하였다. 첫째, 연도 및 출원 주체를 기준으로 건수를 분석하여 증가/감소 경향을 알아보았다.
진희정외(2015)24)도 위 두 연구와 마찬가지로 시스템(system), 진단 방법(diagnosis method), 진단 장치 (diagnosis device), 치료 방법(treatment method), 치료 장치(treatment device), 치료 복합물(treatment compositions)로 나누고 각 분야별로 해당되는 특허건수를 집계하였다. 이에 반해 이번 연구는 미리 세부 기술 분야를 나누지 않고, 특허 문서 요약 필드의 기술 내용을 토대로 단어 간의 관계에 기반하여 클러스터를 도출하였다. 이러한 방법은 기존연구에 비해서 크게 두 가지 장점을 지닌다.
천연물 신약 관련 키워드는 특허청(2010)6)과 마찬가지로 A61K, A61P로 분류된 서브클래스*** 수준에서 ‘허브’, ‘한약’, ‘한방’, ‘전통’, ‘천연’, ‘식물’, ‘중국’ 및 ‘의약’, ‘치료’, ‘예방’, ‘개선’으로 검색하였다****. 천연물 신약 관련 특허를 수집하기 위해 특허청에 등록되어 있는 특허문서에 대한 서지정보 및 주요 필드에 대한 정보를 추출하였다.
이번 연구에서는 천연물 신약과 관련된 한국특허에 대해 서론에서 소개한 연구 방법에 따라 다음 세 가지 분석을 시행하였다. 첫째, 연도 및 출원 주체를 기준으로 건수를 분석하여 증가/감소 경향을 알아보았다. 둘째, 우리나라 특허청에 특허를 출원한 국내외 기업/기관의 출원 현황을 분석함으로써 향후 협력 방향에 대한 시사점을 도출하였다.
특히, 본 연구에서는 기술/질병 분야를 미리 분류하고, 이에 해당하는 특허의 개수 및 내용을 분석하는 방법이 아니라 클러스터맵을 활용하여 천연물을 중심으로 한 해석에 초점을 맞추었다. 이를 통해, 기술/질병 분야별로 단순히 특허건수를 집계하는 것 이외에도 어떠한 질병 치료를 위해 어떠한 천연물이 활용되었는가를 한 눈에 볼 수 있도록 하였다.
대상 데이터
WIPS 검색 결과, 총 1,661건이 검색되었으나, 이 가운데 『천연물신약연구개발촉진법』이 발효된 2000년 이후에 등록된 1,607건을 분석 대상으로 하였다.
대부분의 기관이 단독출원을 주로 하고 있었으며, 농촌진흥청의 경우 차바이오텍, 농성제약, 연세대학교, 청진바이오텍, 충북대학교, 한국과학기술원, 한림대학교, 바이오엔그린텍등과 공동출원을 하고 있었다. 개인 출원으로는 황성연이 주로 한국전통의학연구소 및 안동대학교와 공동출원을 하였다.
해당 천연물로는 해조식물, 갈근, 단삼 등이 있었으며, 관련 질병/효과는 비만, 당뇨, 알츠하이머, 동맥경화, 암, 간염, 골다공증, 고지혈증으로 나타났다. 둘째, 초록색으로 표시된 클러스터에는 총 57개 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 번행초가 있었으며, 관련 질병/효과는 피부, 아토피, 여드름, 위장질환, 항염증으로 나타났다.
해당 천연물로는 번행초가 있었으며, 관련 질병/효과는 피부, 아토피, 여드름, 위장질환, 항염증으로 나타났다. 셋째, 파랑색으로 표시된 클러스터에는 총 46개의 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 당귀, 인삼, 하수오, 어성초, 쑥, 구기자, 등이 있었으며, 관련 질병/효과는 가려움증, 미백, 탈모, 노화, 성기능으로 나타났다.
전체적으로 클러스터는 총 4개로 구성되어 있으며(Figure 1), 각각에 포함된 해당 천연물 혹은 추출물 및 관련 질병/효과는 다음과 같다(Table 4). 첫째, 빨강색으로 표시된 클러스터에는 총 92개의 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 해조식물, 갈근, 단삼 등이 있었으며, 관련 질병/효과는 비만, 당뇨, 알츠하이머, 동맥경화, 암, 간염, 골다공증, 고지혈증으로 나타났다.
현재 우리나라 특허에 대한 가장 포괄적인 정보를 제공하는 데이터베이스인 윕스(WIPS: World Intellectual Property Service)**에서 천연물 신약 관련 검색식을 입력하여 해당되는 특허에 대한 정보를 수집하였다. 천연물 신약 관련 키워드는 특허청(2010)6)과 마찬가지로 A61K, A61P로 분류된 서브클래스*** 수준에서 ‘허브’, ‘한약’, ‘한방’, ‘전통’, ‘천연’, ‘식물’, ‘중국’ 및 ‘의약’, ‘치료’, ‘예방’, ‘개선’으로 검색하였다****.
이론/모형
또한 시각화가 잘 될 수 있도록 일정 빈도 이상 출현한 키워드만을 고려했다13). 클러스터맵 분석을 실시하기 위한 프로그램에는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 Van Eck and Waltman (2010)13)가 개발한 VOS Viewer를 사용한다. 이 프로그램의 장점은 단어의 출현 빈도에 따라 크기가 다르게 표시되어 그 중요성에 대해 쉽게 파악할 수 있도록 하고, 클러스터간 구분을 용이하게 한다는 장점이 있다13).
성능/효과
기존연구에서는 기술 분야를 미리 나누었기 때문에 질병과 하나의 천연물이 여러 질병의 치료에 쓰일 경우, 어느 한쪽으로만 분류되는 결과를 보여준다. 그러나, 이번 연구에서는 하나의 천연물이라고 하더라도 다양한 질병치료에 쓰이고 있다는 것을 한 눈에 확인할 수 있다.
우리나라에 출원한 특허는 인슐린 관련 특허 4건, 비만 관련 특허 2건, 세포 증식 관련 특허 1건, 췌장 기능 관련 특허 1건, 항바이러스 관련 특허 1건으로 총 9건의 특허를 등록하고 있다. 마지막으로, 중국 기관/기업 가운데는 중국과학원(Chinese Academy of Sciences) 산하의 상하이 인스티튜트 오브 마테리아 메디카(Shanghai Institute of Materia Medica) 기관에서의 등록이 가장 활발한 것으로 나타났다. 뇌졸중 관련 특허 2건, 염증 관련 특허 1건, 간염 관련 특허 1건으로 총 4건의 특허를 등록하고 있다.
외국 기관/기업에 대해 국가별로 살펴보면, 미국이 125건으로 가장 많은 특허를 등록하고 있었고, 일본이 82건, 중국이 66건으로 그 뒤를 잇고 있었다. 먼저, 미국 기관/기업 가운데는 유니젠이 가장 많은 특허를 출원하였다. 유니젠(Unigen)은 미국 화장품, 영양제, 약품을 생산하는 업체로서, 염증 관련 특허 2건, 살균 관련 특허 1건, 혈당강하 관련 특허 1건, 피부재생 관련 특허 1건으로 총 5건의 특허를 등록하고 있다.
따라서 중국 및 미국 등에 비해 상대적으로 특허수가 적은 한국 특허에 대한 세부적인 분석이 이루어질 수 없었다. 이에 비해 본 연구는 한국 특허만을 대상으로 전반적인 증가/감소 추이 및 출원인 분석을 시행함으로써 국내 천연물 신약 개발 동향에 대한 시사점을 도출할 수 있었다.
셋째, 파랑색으로 표시된 클러스터에는 총 46개의 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 당귀, 인삼, 하수오, 어성초, 쑥, 구기자, 등이 있었으며, 관련 질병/효과는 가려움증, 미백, 탈모, 노화, 성기능으로 나타났다. 마지막으로, 노랑색으로 표시된 클러스터에는 총 23개의 키워드가 포함되었다.
둘째, 초록색으로 표시된 클러스터에는 총 57개 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 번행초가 있었으며, 관련 질병/효과는 피부, 아토피, 여드름, 위장질환, 항염증으로 나타났다. 셋째, 파랑색으로 표시된 클러스터에는 총 46개의 키워드가 포함되었다.
첫째, 빨강색으로 표시된 클러스터에는 총 92개의 키워드가 포함되었다. 해당 천연물로는 해조식물, 갈근, 단삼 등이 있었으며, 관련 질병/효과는 비만, 당뇨, 알츠하이머, 동맥경화, 암, 간염, 골다공증, 고지혈증으로 나타났다. 둘째, 초록색으로 표시된 클러스터에는 총 57개 키워드가 포함되었다.
후속연구
따라서 기존 연구에서 전 세계적으로 천연물 신약의 대부분을 차지했던 중국과의 일대일 비교가 어렵다는 단점이 있다. 따라서 본 연구의 결과는 한국 특허와 관련된 우리나라 기관/기업들에 대한 시사점을 제공하는 정도로만 활용 될 수 있다는 한계가 존재한다.
에 달하지만, 국내에서 현재 신약 개발을 위해 활용된 천연물은 불과 몇 십종에 지나지 않는다. 따라서 향후에는 본 연구에 분석된 결과를 토대로 미 활용된 천연물 활용, 활용된 천연물의 보다 다양한 응용, 국내 외 출원인간의 공동 연구 활성화 방안 등에 대해서 고려해 볼 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
미국과 유럽에서는 천연물 신약을 무엇이라고 부르는가?
천연물 유래 의약품은 국가에 따라 생약(crude drug), 생약제제(herbal medicinal preparation), 천연물의약품(botanical drug), 식물제제(HMP : herbal medicinal product) 등으로 다양한 용어로 불린다. 미국에서는 공식적으로 식물성 약품(botanical drug)이라는 용어를 사용하고 있고, 유럽에서는 생약의약제품(HMP: herbal medical product)라고 부르고 있다. 중국에서는 이를 중약(TCM: traditional Chinese medicine)으로 표시하며, 1~6류로 분류하고 있다.
신약은 무엇으로 나누어지는가?
일반적으로 신약은 화합물(chemical), 바이오(biotech), 천연물(natural) 신약으로 나뉜다. 천연물은 광의로 자연계에서 얻을 수 있는 동식물, 광물 및 미생물과 이들의 대사산물을 모두 칭하는데, 우리나라 『천연물신약연구개발촉진법 (약칭 천연물 신약개발법)』에 의하면 “천연물신약”이란 천연물 성분을 이용하여 연구⋅개발한 의약품으로서 조성성분⋅효능 등이 새로운 의약품을 말한다2).
특허분석은 어떤 정보를 제공하며 어떻게 활용되는가?
특허분석은 발명에 대한 내용은 물론, 출원 및 등록 날짜, 기술 분야, 선행기술과의 관계 등에 대한 종합적인 정보를 제공하고 있기 때문에, 기술의 변화를 추적하는데 매우 유용한 자료로 활용되고 있다8). 특허분석은 발명에 대한 내용은 물론, 출원 및 등록 날짜, 기술 분야, 선행기술과의 관계 등에 대한 종합적인 정보를 제공하고 있기 때문에, 기술의 변화를 추적하는데 매우 유용한 자료로 활용되고 있다9). 또한 정부가 권리를 부여하고 있기 때문에 권리의 행사 측면에 있어서도 합법성과 정당성을 충분히 가질 수 있다.
Wagner, S., Wakeman, W. What do patent-based measures tell us about product commercialization? Evidence from the pharmaceutical industry. Research Policy. 2016; 45(5), 1091-1102.
Huang, M.H., Chiang, L.Y., Chen, D.Z. Constructing a patent citation map using bibliographic coupling: A Study of Taiwan's high-tech companies. Scientometrics. 2003;58(3): 489-506.
Kay, L., Newman, N., Youtle, J., Porter, A.L., Rafols, I. Patent overlay mapping: Visualizing technological distance. Journal of the Association for Information Science and Technology. 2014;65(12):2432-2443.
Kartal, M. 2007. Intellectual property protection in natural product drug discovery, traditional herbal medicine and herbal medicinal products. Phytotherapy Research 21, 113-119.
Cheng, J., Xiao, S., Liu, T. Analysis of active patents to investigate the frequency and patterns of Chinese herbal extract combinations claiming to treat heart disease. Journal of Traditional Chinese Medical Sciences. 2016;In Press.
Zhu, S., Takigawa, I., Zeng, J. and Mamitsuka, H. Field independent probabilistic model for clustering multi-field documents. Information Processing and Management. 2009;45(5):555-570.
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