Größe, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse des Organ-on-Chip-Marktes, nach Typ (Brain-on-Chip, Liver-on-Chip, Kidney-on-Chip, Lung-on-Chip und Heart-on-Chip), nach Anwendung (Pharma- und Biotechnologieunternehmen, akademische und Forschungsinstitute sowie Kosmetikindustrie) und regionale Prognose bis 2035

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ORGAN-ON-CHIP-MARKTÜBERBLICK

Der weltweite Organ-on-Chip-Markt soll von 0,2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 auf 3,41 Milliarden US-Dollar im Jahr 2035 ansteigen und zwischen 2026 und 2035 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 36,4 % wachsen.

Der Schwerpunkt auf tierversuchsfreien Tests treibt vor allem das Wachstum des Organ-on-Chip-Marktes, den verstärkten Einsatz von Organ-on-Chip- und Pharmatechnologie voran, und Biotech-Unternehmen werden für die Arzneimittelforschung und -entwicklung eingesetzt. Organ-on-Chip ist ein Mikroflüssigkeitssystem, das den menschlichen Körper nachahmt und eine kostengünstige Alternative zu Tierversuchen darstellt. Diese Chips ahmen den menschlichen Körper nach, indem sie winzige Chips einsetzen, die die menschlichen Zellen nachbilden. Dieser biologische Prozess hilft Forschern, Arzneimitteltests durchzuführen und Krankheiten virtuell zu untersuchen. Darüber hinaus haben zunehmende Fortschritte in der Technologie für den Organchip-Markt dazu beigetragen, dass der Markt wächst und präklinische Arzneimittelstudien vorangetrieben werden. Der Marktanteil von Organ-on-Chip soll durch steigende Investitionen in Forschung und Methodik ausgebaut werden. Auch Pharmaunternehmen, wachsende Anwendungen und Präzisionsmedizin. Auch die Zusammenarbeit mit akademischen Instituten und Technologieanbietern erhöht die Marktnachfrage. Darüber hinaus nutzt der Organchip-Markt auch die In-vitro-Modellierung, indem er physiologisch relevantere Plattformen für das Studium der Humanbiologie bereitstellt. Diese mikrofluidischen Geräte ahmen die Architektur und Funktion menschlicher Organe nach und bieten daher zahlreiche Vorteile gegenüber den herkömmlichen In-vitro-Modellen. Im Juni 2023 brachte Emulate, Inc. den Emulate Chip-A1 Accessible Chip als Teil seiner fortschrittlichen Organ-Chip-Technologie auf den Markt. Dieses membranfreie Mikrofluidikmodell der Blut-Hirn-Schranke (BHS) auf einem Chip mit hohem Durchsatz bietet ein für den Menschen relevanteres System zur Untersuchung von Neuroinflammationen und zur Bewertung therapeutischer Strategien. Seine Bildgebungsfähigkeit hilft insbesondere bei der Untersuchung von Arzneimitteltests, um die Infiltration von Immunzellen zu reduzieren und die Wiederherstellung der BHS zu fördern. Dies wiederum wird voraussichtlich die Nachfrage nach Organ-on-a-Chip im Laufe des Zeitraums steigern.

WICHTIGSTE ERKENNTNISSE

AUSWIRKUNGEN VON COVID-19 

Steigender Einsatz von Organ-on-Chip für die Arzneimittelentwicklung

Die globale COVID-19-Pandemie war beispiellos und erschütternd, da der Markt im Vergleich zum Niveau vor der Pandemie in allen Regionen eine geringere Nachfrage als erwartet verzeichnete. Das plötzliche Marktwachstum, das sich im Anstieg der CAGR widerspiegelt, ist darauf zurückzuführen, dass das Marktwachstum und die Nachfrage wieder das Niveau vor der Pandemie erreichen.

Die Pandemie hat die traditionelle Art der Arzneimittelentwicklung und Testprozesse durcheinander gebracht und fordert auch schnellere und effizientere Testmethoden. Als Forscher eine Alternative zu Tierversuchen fanden, stieg die Nachfrage auf dem Markt. Auch der Rückgang der Tierquälerei und der Marktnachfrage nach Organ-on-Chips nahm mit der Zeit zu, da es menschliche Zellen nachahmt und es für Forscher einfacher ist, Tests durchzuführen. Gleichzeitig kann der Forscher durch Organ-on-Chip-Tests bis hin zu antiviralen Tests die Auswirkungen von Viren auf menschliche Organe identifizieren. Dieser Nachfrageschub hat zum Wachstum des Organ-on-Chip-Marktes geführt. Als Reaktion darauf erhöhten die Unternehmen ihre Investitionen in diesem Markt, um fortschrittlichere Medikamente zu entwickeln. Dieser Markt konnte auch während der COVID-19-Krise bei der medikamentösen Stimulation helfen. Auch die Pandemie hat zu Störungen der Lieferkette bei Mikroflüssigkeiten geführt. Aber es gab auch einen wachsenden Fokus auf die Entwicklung fortschrittlicher Medikamente. Um die zukünftige Gesundheitskrise zu bewältigen.

NEUESTE TRENDS

Wachsender Fokus auf Multiorgansysteme und auch erhöhte Genauigkeit bei Drogentests

Forscher sind mehr von der zunehmenden Konzentration auf die Implementierung von Multiorgan-Chips fasziniert, damit diese die Interaktion zwischen mehreren Organen stimulieren können. Dieser neue Ansatz wird umfassendere Drogentests ermöglichen. Durch die Erfassung einzelner Organmodelle, sodass diese nicht reproduziert werden können. Beispielsweise werden Leber-on-Chip und Niere-on-Chip jetzt gemeinsam untersucht, um zu sehen, wie Arzneimittel verstoffwechselt und ausgeschieden werden, was zu korrekteren Vorhersagen und zur Arzneimittelsicherheit führt. Dieser neueste Trend wird von Pharmazeutika vorangetrieben. Um diesen Trend weiter zu verarbeiten, benötigen Forscher zuverlässigere Daten, damit diese in klinischen Studien verarbeitet werden können, um kostspielige Ausfälle zu reduzieren. Multiorgan-Chips gewinnen auch bei komplexen Krankheiten wie Diabetes und Krebs, bei denen mehrere Organe betroffen sind, zunehmend an Bedeutung. Die Entwicklung fortschrittlicher Materialtechnologien und Mikrofabrikationstechniken unterstützt das Wachstum dieses Marktes zusätzlich und ermöglicht die Entwicklung stärker vernetzter Systeme.

• Berichten eines akademischen Konsortiums zufolge entwickelten Forscher bis Mitte der 2010er Jahre etwa 16 verschiedene menschliche Organ-Chip-Modelle, was frühe Fortschritte bei der Modellierung mehrerer Organe zeigt.

• Branchenübersichten zufolge meldeten führende Anbieter etwa 150 Benutzerinstallationen von Organ-on-Chip-Plattformen in Pharma- und Regierungslabors.

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ORGAN-ON-CHIP-MARKTSEGMENTIERUNG

Nach Typ

Je nach Typ kann der globale Markt in Brain-on-Chip, Liver-on-Chip, Kidney-on-Chip, Lung-on-Chip und Heart-on-Chip eingeteilt werden

• Brain-on-Chip Brain-on-Chip-Geräte ahmen die neuronale Aktivität nach und ermöglichen es Forschern, Gehirnerkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Epilepsie zu modellieren. Diese Chips sind für die neurotherapeutische Entwicklung und die Arzneimitteldurchlässigkeit über die Blut-Hirn-Schranke hinweg von entscheidender Bedeutung.

•  Liver-on-Chip Liver-on-Chip-Modelle ahmen den Leberstoffwechsel nach, der für die Prüfung der Toxizität und des Stoffwechsels von Arzneimitteln von entscheidender Bedeutung ist. Da Leberversagen eine der häufigsten Ursachen für Medikamentenentzug ist, sind diese Chips für die präklinische Arzneimittelbewertung unerlässlich.

•  Die Kidney-on-Chip-Technologie hilft bei der Untersuchung renaler Filtrations- und Arzneimittelausscheidungsprozesse. Es wird in großem Umfang in Nephrotoxizitätsstudien eingesetzt und mithilfe dieser Technologie werden neue Behandlungen für Nierenerkrankungen entwickelt.

•  Lung-on-ChipLung-on-Chip-Geräte spiegeln Atmungsprozesse wider und leisten einen wichtigen Beitrag zur Untersuchung von Atemwegserkrankungen sowie der Arzneimittelabgabe und -toxizität. Erregte während der COVID-19-Pandemie große Aufmerksamkeit für die Simulation viraler Infektionen.

• Heart-on-ChipHeart-on-Chip-Systeme reproduzieren die Funktion des Herzgewebes und helfen so bei der Herz-Kreislauf-Forschung und der Kardiotoxizitätsprüfung von Medikamenten, was letztendlich zu sichereren Behandlungen für Herzprobleme führen kann.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in Pharmazeutika undBiotechnologieUnternehmen, akademische und Forschungsinstitute sowie die Kosmetikindustrie

• Pharma- und Biotechnologieunternehmen OOC-Geräte werden von Pharma- und Biotechnologieunternehmen in hohem Maße bei der Arzneimittelforschung und -prüfung eingesetzt. Dies verringert die Abhängigkeit von Tiermodellen. Die Chips ermöglichen genauere Vorhersagen der menschlichen Reaktionen auf Medikamente und beschleunigen so den Entwicklungsprozess.

• Akademische und Forschungsinstitute Universitäten und Forschungsorganisationen nutzen die OOC-Technologie für grundlegende Studien zur menschlichen Physiologie und Krankheitsmodellierung. Dieses Segment zielt auch darauf ab, die Fähigkeiten von Organ-on-Chip-Systemen zu verbessern

• In der Kosmetikindustrie werden OOC-Geräte mit großem Vorteil eingesetzt, da Tierversuche zunehmend eingeschränkt werden. Diese Chips sind durchaus ethische und zuverlässige Alternativen zu herkömmlichen Testmethoden.

MARKTDYNAMIK

Die Marktdynamik umfasst treibende und hemmende Faktoren, Chancen und Herausforderungen, die die Marktbedingungen angeben.                          

Treibende Faktoren

Erhöhen Sie den Einsatz von Organ-on-a-Chip anstelle von Tierversuchen

Staatliche Vorschriften zu Tierversuchen haben Organ stark beeinflusst-Wachstum des On-Chip-Marktes. Die traditionellen Tiermodelle bei Arzneimitteltests sind in Bezug auf menschliche Reaktionen selten zielführend und daher problematisch, da klinische Studien häufig fehlschlagen. Die Organ-on-Chip-Technologie (OOC) ist eine weichere und genauere Technologie und bietet die Möglichkeit, menschliche Organfunktionen in vitro für Forschungszwecke nachzuahmen. Diese Chips ahmen menschliche Organe nach, indem sie echte menschliche Zellen verwenden. Das bedeutet, dass sie effektiver sind und bei ihren Tests weniger Tiere verwenden. Regierungen und Gruppen haben begonnen, strengere Regeln für Tierversuche zu erlassen, was die Nachfrage nach OOC-Geräten und den Marktanteil dieser Technologien erhöht. Diese Änderung fördert ethische Praktiken und beschleunigt das Wachstum des Organ-on-Chip-Marktes. Es ist auch eine sehr beliebte Wahl in Branchen wie Pharma, Biotechnologie und Kosmetik, in denen präzise und ethische Tests sehr wichtig sind.

• Den Trends bei den Regulierungsrichtlinien zufolge reduzieren neue Ansatzmethoden die Abhängigkeit von Tierversuchen, wobei Dutzende translationaler Validierungsstudien für den Menschen relevante Ergebnisse unterstützen.

• Nach Angaben von Forschungsförderungsagenturen wurden in den letzten Jahren mehr als 100 Organchip-Kooperationsprojekte zwischen Industrie und Wissenschaft durch öffentliche und private Zuschüsse unterstützt.

Erhöhte Investitionen in die biomedizinische Forschung

Massive öffentliche und private Investitionen steigern den Marktanteil von Organ-on-Chip. Sowohl Regierungen als auch private Investoren investieren mehr Mittel in die biomedizinische Forschung, um bessere Ergebnisse zu erzielenGesundheitsdiensts und Verbesserung der Arzneimittelentwicklungstechniken. Die OOC-Technologie bietet Pharmaunternehmen die Möglichkeit, schnelle und genaue Tests durchzuführen, um ihrem Druck gerecht zu werden: Kosten für die Arzneimittelentwicklung zu senken und klinische Tests zu rationalisieren. Diese Investitionen tragen zur Entwicklung komplexer Systeme mit vielen Organen für Arzneimitteltests, Toxizitätsprüfung und Modellierung von Krankheiten bei. Außerdem nutzen immer mehr Pharmaunternehmen diese Technologien, um ihre Forschungs- und Entwicklungsprozesse zu beschleunigen, den Einsatz von Tierversuchen zu verringern und Arzneimitteltests genauer zu machen. Dieses steigende Interesse und die steigende Finanzierung beflügeln den Organ-on-Chip-Markt und machen die OOC-Technologie zu einem wichtigen Bestandteil der zukünftigen Arzneimittelentwicklung.

Zurückhaltender Faktor

Extreme Entwicklungskosten

Obwohl es viele Vorteile gibt, besteht die größte Herausforderung für den Organ-on-Chip-Markt darin, wie teuer es ist, OOC-Systeme zu konstruieren, herzustellen und zu warten. Diese Systeme basieren auf speziellen Technologien, speziell zugeschnittenen Materialien und gut ausgerüsteten Arbeitskräften, um sie zu entwerfen und in der Praxis einzusetzen. Der Herstellungsprozess von Chips, die die Funktionen menschlicher Organe nachahmen, ist komplex und erfordert umfangreiche Forschungs- und Entwicklungskosten, wodurch die Produktion teuer wird. Dieses Geldproblem macht die Organ-on-Chip-Technologie für kleine Forschungsgruppen, Start-ups oder akademische Labore unerschwinglich, da sie nicht über genügend Mittel verfügen. Obwohl erwartet wird, dass die Kosten für OOC-Systeme sinken werden, wenn die Technologie populärer wird und mehr produziert werden, bleibt das langsame Wachstum des Organ-on-Chip-Markts ein großes Problem, insbesondere in Schwellenländern, in denen Bargeld normalerweise ein Problem darstellt.

• Wissenschaftlichen Untersuchungen zufolge erfordern technische Komplexität und Reproduzierbarkeitslücken oft eine mehrjährige Entwicklung, um robuste, labortaugliche Protokolle zu erhalten.

• Laut Normungsgremien und Konsortien sind formelle Interoperabilitätsbemühungen noch im Entstehen begriffen, und es sind Dutzende Workshops erforderlich, um Tests und Berichte aufeinander abzustimmen.

Marktexpansion im Wachstum der personalisierten Medizin

Gelegenheit

 

Die personalisierte Medizin stellt eine neue Chance für den Organ-on-Chip-Markt dar. Zunehmend werden maßgeschneiderte Behandlungen eingesetzt, die auf die Gene und den Gesundheitszustand eines Einzelnen abgestimmt sind. Organ-on-Chip-Geräte eignen sich hervorragend zur Unterstützung der personalisierten Medizin. Forscher und Ärzte können Nachbildungen des spezifischen biologischen Zustands einer Person anfertigen. Da diese Systeme Zellen bestimmter Patienten verwenden, können solche Geräte zeigen, wie der Körper einer bestimmten Person auf verschiedene Behandlungen reagiert. Dies ermöglicht eine ordnungsgemäße und effiziente Behandlung. Diese Funktion macht die OOC-Technologie für Arzneimitteltests, Krankheitsstudien und klinische Studien in der personalisierten Medizin äußerst wertvoll.

• Translationalen Forschungsberichten zufolge ist die Organ-on-Chip-Integration in Arzneimittelsicherheits- und ADME-Studien inzwischen in Hunderten von Pilotprojekten enthalten und ermöglicht ein humanrelevantes Screening.

 

• Technologieankündigungen zufolge ermöglichen Organchip-Instrumente mit hohem Durchsatz (z. B. 96-Chip-Formate) Dutzende bis Hunderte paralleler Experimente pro Durchgang, wodurch der Durchsatz erhöht wird.

 

Probleme des Marktes aufgrund von Standardisierung und Skalierbarkeit

Herausforderung

 

Eine der Herausforderungen auf dem Organ-on-Chip-Markt besteht darin, dass es keine Standarddesigns und -prozesse gibt. Derzeit gibt es kein allgemein akzeptiertes Modell oder Regelwerk für die Herstellung und Verwendung von Organ-on-Chip-Systemen. Die unterschiedlichen Designs verschiedener Hersteller und Forschungseinrichtungen erschweren den Vergleich der Ergebnisse und können die Nutzung dieser Systeme verlangsamen. Darüber hinaus bringt die Produktion in größeren Mengen viele Probleme mit sich. Die Produktion in kleineren Mengen verlief einigermaßen reibungslos, aber die Produktion von Mengen zur Deckung der neuen, viel höheren Nachfrage nach OOC-Technologie ist eine Herausforderung. Bei der Produktion in größeren Stückzahlen sind Qualität und Funktionalität sowie das Bestreben, die Produktionskosten zu senken, technisch und logistisch sehr anspruchsvoll. Der Mangel an Möglichkeiten, Dinge zu erledigen, insbesondere bei der Herstellung anderer Produkte, kann bei den Herstellern zu Entmutigung führen, da das Marktwachstum wahrscheinlich behindert wird. Die Lösung all dieser Probleme durch Standardentwicklung von Protokollen und effizientere Produktionsmethoden wird daher für das weitere Wachstum und den Erfolg in diesem Bereich der Organ-on-Chip-Technologie von großer Bedeutung sein.

• Translationalen Forschungsberichten zufolge ist die Organ-on-Chip-Integration in Arzneimittelsicherheits- und ADME-Studien inzwischen in Hunderten von Pilotprojekten enthalten und ermöglicht ein humanrelevantes Screening.

 

• Technologieankündigungen zufolge ermöglichen Organchip-Instrumente mit hohem Durchsatz (z. B. 96-Chip-Formate) Dutzende bis Hunderte paralleler Experimente pro Durchgang, wodurch der Durchsatz erhöht wird.

 

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REGIONALE EINBLICKE IN DEN ORGAN-ON-CHIP-MARKT

• Nordamerika

Nordamerika ist aufgrund seiner erhöhten Investitionen in Forschung und Technologie für weiteres Wachstum eine dominierende Region des Organ-on-Chip-Marktes. Darüber hinaus ist der US-amerikanische Organ-on-Chip-Markt einer der Hauptgründe für das Wachstum dieses Marktes, da viele große Player aus diesem Land stammen und dort eine starke Präsenz von Pharma- und Biotech-Unternehmen besteht. Die Regierung der Vereinigten Staaten unterstützt die alternative Erprobung und Einführung fortschrittlicher Technologien.

• Europa

Diese Region ist einer der Hauptakteure auf diesem Markt, ebenso wie die strengen Regeln, die die Regierung der Region Europa in Bezug auf Tierversuche befolgt und sich auf ethische Forschungsprozesse konzentriert. Viele Länder wie Deutschland und Großbritannien sind die führenden Anwender dieser Technik. Die Industrien in dieser Region investieren auch in Forschung und Entwicklung, um auf dem Markt voranzukommen.

• Asien-Pazifik

Aufgrund zunehmender Investitionen in die Gesundheitsforschung und -infrastruktur wächst auch die Region Asien-Pazifik deutlich schneller als zuvor. Viele Länder wie China, Japan usw. tragen maßgeblich zum Wachstum dieses Marktes in dieser Region bei. Unterstützt durch die Regierung und auch durch das wachsende Interesse von Pharmaunternehmen.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE 

Wichtige Akteure der Branche gestalten den Markt durch Innovation und Marktexpansion

Die wichtigsten Unternehmen auf dem Organ-on-Chip-Markt konkurrieren, indem sie sich auf neue Ideen, Teamarbeit und die Erweiterung von Produktlinien konzentrieren. Solche Unternehmen investieren erhebliche Summen in die Forschung und Entwicklung noch fortschrittlicherer und effizienterer Chips, die an vielen Orten eingesetzt werden sollen. Die Teamarbeit zwischen Technologielieferanten, Forschungsorganisationen und Pharmaunternehmen bringt diesen Bereich voran. Darüber hinaus beschleunigt die Interaktion mit den Regulierungsbehörden den Prozess, da dadurch sichergestellt wird, dass die OOC-Geräte den industriellen Anforderungen entsprechen.

• Nachahmen: Offenlegungen des Unternehmens verweisen auf über 150 Installationen und zahlreiche Kooperationen mit Pharma- und staatlichen Forschungslabors zur Organ-Chip-Validierung.

• TissUse: Unternehmensmaterialien weisen auf Multiorgan-Plattformen in institutionenübergreifenden Pilotprojekten und eine Produktgeschichte hin, die sich über mehr als 10 Jahre Entwicklungszeit erstreckt.

Liste der führenden Organ-on-Chip-Unternehmen

• TissUse (Germany)
• Hesperos (United States)
• CN Bio Innovations (United Kingdom)
• Tara Biosystems (United States)
• Draper Laboratory (United States)
• Mimetas (Netherlands)
• Nortis (United States)
• Micronit Microtechnologies (Netherlands)
• Kirkstall (United Kingdom)
• Cherry Biotech (France)
• Else Kooi Laboratory (Netherlands)
• Altis Biosystems (United States)
• AxoSim (United States)
• Bi/ond (Italy)
• BiomimX (Switzerland)
• Elveflow (France)
• Hurel Corporation (United States)
• Allevi (United States)
• InSphero (Switzerland)
• Netri (United States)

WICHTIGE ENTWICKLUNGEN IN DER INDUSTRIE

Mai 2022:Hesperos (USA) ist eines der führenden Unternehmen in der Region Nordamerika und hat ein fortschrittliches Human-on-Chip-System für präzise toxikologische Tests sowie genaueres Arzneimittel-Screening und Krankheitsmodellierung eingeführt.

BERICHTSBEREICH 

Der Bericht bietet einen transparenten Überblick über den Organ-on-Chip-Markt: seine Größe, sein Wachstumsmuster und seine treibenden Faktoren. In detaillierten Abschnitten werden verschiedene Arten und Verwendungszwecke von Organ-on-Chip beschrieben. Es wurden auch Erkenntnisse aus verschiedenen Regionen sowie eine Einschätzung der Funktionsweise des Marktes einbezogen. Außerdem werden einige der wichtigsten Akteure der Branche, die jüngsten Veränderungen und die Auswirkungen globaler Probleme auf das Wachstum aufgeführt.