Dimensione del mercato, quota, crescita e analisi del settore Organ-on-Chip, per tipo (Brain-on-Chip, Liver-on-Chip, Kidney-on-Chip, Lung-on-Chip e Heart-on-Chip), per applicazione (aziende farmaceutiche e biotecnologiche, istituti accademici e di ricerca e industria dei cosmetici) e previsioni regionali fino al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO ORGAN-ON-CHIP

Si prevede che il mercato globale degli organi su chip aumenterà da 0,2 miliardi di dollari nel 2026 a 3,41 miliardi di dollari entro il 2035, crescendo a un CAGR del 36,4% tra il 2026 e il 2035.

L'enfasi sulla sperimentazione senza animali guida principalmente la crescita del mercato degli organi su chip, un maggiore utilizzo della tecnologia farmaceutica e degli organi su chip, e le aziende biotecnologiche vengono utilizzate per la scoperta e lo sviluppo di farmaci. L'organo su chip è un sistema microfluido che imita il corpo umano fornendo un'alternativa economicamente vantaggiosa alla sperimentazione sugli animali. Questi chip imitano il corpo umano inserendo minuscoli chip che replicano le cellule umane. Questo processo biologico aiuta i ricercatori a eseguire test farmacologici e studiare virtualmente le malattie. Inoltre, i crescenti progressi nella tecnologia del mercato dei chip per organi hanno aiutato il mercato a crescere e a far avanzare le sperimentazioni precliniche sui farmaci. La quota di mercato degli organi su chip è destinata ad espandersi attraverso crescenti investimenti nella ricerca e nella metodologia. Anche aziende farmaceutiche, applicazioni in crescita e medicina di precisione. anche la collaborazione con istituti accademici e fornitori di tecnologia sta aumentando la domanda del mercato. Oltre a questo, il mercato dei chip d'organo utilizza anche la modellazione in vitro fornendo piattaforme più fisiologicamente rilevanti per studiare la biologia umana. Questi dispositivi microfluidici imitano l'architettura e la funzione degli organi umani e quindi presentano una serie di vantaggi rispetto ai tradizionali modelli in vitro. Nel giugno 2023, Emulate, Inc. ha rilasciato il chip accessibile Emulate Chip-A1 come parte della sua tecnologia avanzata Organ-Chip. Questo modello di barriera ematoencefalica microfluidica (BBB) ​​su chip ad alta produttività e privo di membrana fornisce un sistema più rilevante per l'uomo per lo studio della neuroinfiammazione e la valutazione delle strategie terapeutiche. La sua capacità di imaging aiuta particolarmente nell'esame dei test antidroga per ridurre l'infiltrazione delle cellule immunitarie e promuovere il ripristino della BBB. A sua volta, si prevede che ciò farà aumentare la domanda di organi su chip nel corso del periodo.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19 

Aumento dell'adozione di organi su chip per lo sviluppo di farmaci

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato che ha registrato una domanda inferiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

La pandemia ha sconvolto il modo tradizionale di sviluppare farmaci e processi di test e ha anche richiesto metodi di test più rapidi ed efficienti. Poiché i ricercatori hanno trovato un'alternativa ai test sugli animali, la domanda sul mercato è aumentata. Inoltre, la diminuzione della crudeltà sugli animali e della domanda di mercato degli organi su chip è aumentata nel tempo poiché imita le cellule umane ed è più facile per i ricercatori eseguire i test. Allo stesso tempo, i test organ-on-chip che i ricercatori possono eseguire sui test antivirali possono identificare l'impatto del virus sugli organi umani. Questo aumento della domanda ha portato alla crescita del mercato degli organi su chip. In risposta a ciò, le aziende hanno aumentato i loro investimenti in questo mercato per sviluppare farmaci più avanzati. Questo mercato è stato anche in grado di aiutare durante il COVID-19 per la stimolazione dei farmaci. Inoltre, la pandemia ha causato interruzioni nella catena di approvvigionamento del microfluido. Ma c'è stata anche una crescente attenzione allo sviluppo di farmaci avanzati. Per affrontare la futura crisi sanitaria.

ULTIME TENDENZE

Crescente attenzione ai sistemi multiorgano e anche maggiore accuratezza nei test antidroga

I ricercatori sono più incuriositi dalla crescente attenzione rivolta all'implementazione di chip multi-organo in modo che possano stimolare l'interazione tra più organi. Questo nuovo approccio consentirà test antidroga più completi. Catturando modelli di singoli organi in modo che non possano replicarsi. Ad esempio, il fegato su chip e il rene su chip vengono ora studiati insieme per vedere come i farmaci vengono metabolizzati ed escreti, portando a previsioni più corrette e alla sicurezza dei farmaci. Quest'ultima tendenza è guidata dai prodotti farmaceutici. Per elaborare ulteriormente questa tendenza, i ricercatori hanno bisogno di dati più affidabili in modo che possano essere elaborati in studi clinici per ridurre i costosi fallimenti. I chip multi-organo stanno guadagnando sempre più attenzione anche nel caso di malattie complesse come il diabete e il cancro in cui sono colpiti più organi. Lo sviluppo di tecnologie avanzate dei materiali e tecniche di microfabbricazione supporta ulteriormente la crescita di questo mercato, consentendo sistemi più connessi.

• Secondo i rapporti del consorzio accademico, i ricercatori hanno sviluppato circa 16 distinti modelli di chip di organi umani entro la metà degli anni 2010, mostrando i primi progressi nella modellazione multi-organo.

• Secondo i riepiloghi del settore, i principali fornitori hanno segnalato circa 150 installazioni utente di piattaforme organ-on-chip in laboratori farmaceutici e governativi.

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO ORGAN-ON-CHIP

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in Brain-on-Chip, Liver-on-Chip, Kidney-on-Chip, Lung-on-Chip e Heart-on-Chip

• Brain-on-Chip I dispositivi Brain-on-chip imitano l'attività neurale, consentendo ai ricercatori di modellare disturbi cerebrali come l'Alzheimer, il Parkinson e l'epilessia. Questi chip sono vitali per lo sviluppo neuroterapeutico e la permeabilità dei farmaci attraverso la barriera ematoencefalica.

•  Liver-on-Chip I modelli Liver-on-chip imitano il metabolismo del fegato, che è vitale per testare la tossicità e il metabolismo dei farmaci. Poiché l'insufficienza epatica è una delle cause più comuni di sospensione dei farmaci, questi chip sono essenziali per la valutazione preclinica dei farmaci.

•  Kidney-on-Chip La tecnologia Kidney-on-chip aiuta nello studio della filtrazione renale e dei processi di escrezione dei farmaci. Viene ampiamente utilizzato negli studi sulla nefrotossicità e utilizzando questa tecnologia vengono sviluppati nuovi trattamenti per le malattie renali.

•  Lung-on-Chip I dispositivi Lung-on-chip riflettono i processi respiratori e contribuiscono notevolmente allo studio delle malattie respiratorie, della somministrazione e della tossicità dei farmaci. Ha guadagnato grande attenzione durante la pandemia di COVID-19 per la simulazione delle infezioni virali.

• Heart-on-Chip I sistemi Heart-on-chip replicano la funzione del tessuto cardiaco per aiutare notevolmente la ricerca cardiovascolare e i test sulla cardiotossicità dei farmaci, che alla fine possono portare a trattamenti più sicuri per problemi legati al cuore.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in farmaceutico eBiotecnologiaAziende, istituti accademici e di ricerca e industria cosmetica

• Aziende farmaceutiche e biotecnologiche I dispositivi OOC sono ampiamente utilizzati dalle aziende farmaceutiche e biotecnologiche nella scoperta e nei test di farmaci. Ciò riduce la dipendenza dai modelli animali. I chip consentono previsioni più accurate delle risposte umane ai farmaci, accelerando il processo di sviluppo.

• Istituti accademici e di ricerca Università e organizzazioni di ricerca utilizzano la tecnologia OOC per studi di base sulla fisiologia umana e sulla modellizzazione delle malattie. Questo segmento mira anche a migliorare le capacità del sistema organ-on-chip

• I dispositivi OOC dell'industria cosmetica sono stati impiegati con grande vantaggio in quel settore con crescenti restrizioni sulla sperimentazione animale. Questi chip sono alternative abbastanza etiche e affidabili ai metodi di test tradizionali.

DINAMICHE DEL MERCATO

Le dinamiche di mercato includono fattori trainanti e restrittivi, opportunità e sfide che determinano le condizioni del mercato.                          

Fattori trainanti

Aumentare l'uso dell'organo su chip rispetto alla sperimentazione sugli animali

Le normative governative sulla sperimentazione animale hanno fortemente influenzato Organ-crescita del mercato dei chip. I tradizionali modelli animali nei test antidroga raramente raggiungono l'obiettivo quando si tratta di risposte umane, quindi problematici in un alto tasso di fallimento degli studi clinici. La tecnologia Organ-on-chip (OOC) è più morbida e accurata e offre la possibilità di imitare le funzioni degli organi umani in vitro a fini di ricerca. Questi chip imitano gli organi umani utilizzando cellule umane reali. Ciò significa che sono più efficaci e utilizzano meno animali nel processo di sperimentazione. Governi e gruppi hanno iniziato ad approvare norme più severe in materia di sperimentazione animale, aumentando così la domanda di dispositivi OOC e la quota di mercato di queste tecnologie. Questo cambiamento incoraggia pratiche etiche e accelera la crescita del mercato degli organi su chip. È anche una scelta molto popolare in settori come quello farmaceutico, biotecnologico e cosmetico, dove test precisi ed etici sono piuttosto importanti.

• Secondo le tendenze delle linee guida normative, le nuove metodologie di approccio riducono la dipendenza dalla sperimentazione sugli animali, con decine di studi di convalida traslazionale che supportano letture rilevanti per l'uomo.

• Secondo le agenzie di finanziamento della ricerca, negli ultimi anni le sovvenzioni pubbliche e private hanno sostenuto oltre 100 progetti di collaborazione su chip d'organo tra industria e mondo accademico.

Maggiori investimenti nella ricerca biomedica

Massicci investimenti pubblici e privati ​​determinano la quota di mercato degli Organ-on-Chip. I governi e gli investitori privati ​​investono più fondi nella ricerca biomedica per migliorare la situazioneservizio sanitarios e migliorare le tecniche di sviluppo dei farmaci. La tecnologia OOC fornisce alle aziende farmaceutiche strumenti di test rapidi e accurati per far fronte alla loro pressione: ridurre i costi di sviluppo dei farmaci e semplificare i test clinici. Questi investimenti contribuiscono allo sviluppo di sistemi complessi con molti organi per testare i farmaci, controllare la tossicità e modellare le malattie. Inoltre, sempre più aziende farmaceutiche utilizzano queste tecnologie per velocizzare i processi di ricerca e sviluppo, ridurre l'uso della sperimentazione animale e rendere i test sui farmaci più accurati. Questo crescente interesse e finanziamenti stanno stimolando il mercato degli organi su chip, rendendo la tecnologia OOC una parte importante del futuro sviluppo di farmaci.

Fattore restrittivo

Costo di sviluppo estremo

Anche se ci sono molti vantaggi, la sfida più formidabile che il mercato Organ-on-Chip deve affrontare è quanto sia costoso costruire, produrre e mantenere i sistemi OOC. Questi sistemi si basano su tecnologie speciali, materiali su misura e lavoratori ben attrezzati per progettarli e utilizzarli nella pratica. Il processo di realizzazione dei chip che imitano le funzioni degli organi umani è complesso e richiede ingenti spese di ricerca e sviluppo, rendendo quindi la produzione costosa. Questo problema di denaro rende la tecnologia organ-on-chip inaccessibile per piccoli gruppi di ricerca, start-up o laboratori accademici poiché non dispongono di fondi sufficienti. Anche se si prevede che il costo dei sistemi OOC diminuirà man mano che la tecnologia diventerà popolare e ne verranno prodotti di più, rimane un grosso problema riguardante la lenta crescita del mercato Organ-on-Chip, soprattutto nei mercati emergenti dove i contanti sono solitamente un problema.

• Secondo revisioni scientifiche, la complessità tecnica e le lacune di riproducibilità spesso richiedono uno sviluppo pluriennale per raggiungere protocolli robusti e pronti per il laboratorio.

• Secondo gli organismi di standardizzazione e i consorzi, gli sforzi formali di interoperabilità restano nascenti, con decine di workshop necessari per allineare analisi e reporting.

Espansione del mercato nella crescita della medicina personalizzata

Opportunità

 

La medicina personalizzata rappresenta un'opportunità emergente per il mercato degli Organ-on-Chip. Sono sempre più utilizzati trattamenti su misura, allineati ai geni e alle condizioni di salute di un individuo. I dispositivi organ-on-chip sono perfetti per supportare la medicina personalizzata. Ricercatori e medici possono creare repliche della specifica condizione biologica di una persona. Poiché questi sistemi utilizzano cellule appartenenti a determinati pazienti, tali apparecchi possono dimostrare come il corpo di un particolare individuo risponderà a vari trattamenti. Ciò consente un trattamento adeguato ed efficace. Questa caratteristica rende la tecnologia OOC estremamente preziosa per i test sui farmaci, gli studi sulle malattie e le sperimentazioni cliniche nella medicina personalizzata.

• Secondo i rapporti di ricerca traslazionale, l'integrazione degli organi su chip negli studi sulla sicurezza dei farmaci e sull'ADME è ora presente in centinaia di progetti pilota, consentendo uno screening rilevante per l'uomo.

 

• Secondo gli annunci tecnologici, gli strumenti con chip d'organo ad alta produttività (ad esempio, formati a 96 chip) consentono da dozzine a centinaia di esperimenti paralleli per esecuzione, espandendo la produttività.

 

Problemi affrontati dal mercato a causa della standardizzazione e della scalabilità

Sfida

 

Una delle sfide nel mercato degli organi su chip è che non esistono progetti e processi standard. Al momento non esiste un modello o un insieme di regole ampiamente accettato per la realizzazione e l'utilizzo dei sistemi organ-on-chip. Le differenze nei progetti di diversi produttori e istituti di ricerca rendono difficile confrontare i risultati e possono rallentare l'uso di questi sistemi. Inoltre, la produzione in quantità maggiore comporta numerosi problemi. La produzione in quantità minori è stata abbastanza regolare, ma produrre quantità per soddisfare la nuova e molto più elevata domanda di tecnologia OOC è impegnativa. Quando viene prodotto in quantità maggiori, qualità e funzionalità unite allo sforzo di ridurre i costi di produzione risultano tecnicamente e logisticamente molto impegnative. La mancanza di modalità operative, in particolare nella produzione di altri prodotti, può scoraggiare i produttori poiché la crescita del mercato è probabilmente ostacolata. La risoluzione di tutti questi problemi attraverso lo sviluppo standard di protocolli e modalità di produzione più efficienti sarà quindi molto importante per l'ulteriore crescita e successo in questo settore della tecnologia organ-on-chip.

• Secondo i rapporti di ricerca traslazionale, l'integrazione degli organi su chip negli studi sulla sicurezza dei farmaci e sull'ADME è ora presente in centinaia di progetti pilota, consentendo uno screening rilevante per l'uomo.

 

• Secondo gli annunci tecnologici, gli strumenti con chip d'organo ad alta produttività (ad esempio, formati a 96 chip) consentono da dozzine a centinaia di esperimenti paralleli per esecuzione, espandendo la produttività.

 

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APPROFONDIMENTI REGIONALI SUL MERCATO ORGAN-ON-CHIP

• America del Nord

Il Nord America è una regione dominante nel mercato degli organi su chip grazie ai maggiori investimenti in ricerca e tecnologia per un'ulteriore crescita. Inoltre, il mercato degli organi su chip negli Stati Uniti è uno dei motivi principali della crescita di questo mercato perché molti grandi attori provengono da questo paese e vi è una forte presenza di aziende farmaceutiche e biotecnologiche. Il governo degli Stati Uniti sostiene la sperimentazione alternativa e l'adozione di tecnologie avanzate.

• Europa

Questa regione è uno dei principali attori in questo mercato anche per le rigide regole seguite dal governo della regione europea per quanto riguarda la sperimentazione sugli animali e l'attenzione ai processi di ricerca etica. Molti paesi come la Germania, il Regno Unito, sono i principali adottanti di questa tecnica. Le industrie di questa regione stanno anche investendo in ricerca e sviluppo per avanzare nel mercato.

• Asia-Pacifico

Anche la regione Asia-Pacifico sta crescendo a un ritmo molto più rapido di prima grazie ai crescenti investimenti nella ricerca e nelle infrastrutture sanitarie. Molti paesi come Cina, Giappone, ecc. sono alcuni dei principali contributori alla crescita di questo mercato in questa regione. Sostenuto dal governo e anche dal crescente interesse delle aziende farmaceutiche.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE 

Principali attori del settore che plasmano il mercato attraverso l'innovazione e l'espansione del mercato

Le principali aziende nel mercato degli organi su chip competono concentrandosi su nuove idee, lavoro di squadra ed espansione delle linee di prodotti. Tali aziende investono somme considerevoli nella ricerca e nello sviluppo di chip ancora più avanzati ed efficienti da collocare in molti luoghi. Il lavoro di squadra tra fornitori di tecnologia, organizzazioni di ricerca e aziende farmaceutiche fa avanzare questo campo. Inoltre, l'interazione con i gruppi normativi accelera il processo perché garantisce che i dispositivi OOC soddisfino i requisiti industriali.

• Emulazione: le divulgazioni dell'azienda riportano oltre 150 installazioni e molteplici collaborazioni con laboratori di ricerca farmaceutici e governativi per la convalida dei chip di organi.

• TissUse: i materiali aziendali indicano piattaforme multiorgano in progetti pilota interistituzionali e una storia del prodotto che abbraccia oltre 10 anni di sviluppo.

Elenco delle principali aziende Organ-on-Chip

• 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)

SVILUPPI CHIAVE DEL SETTORE

Maggio 2022:Hesperos (Stati Uniti) è una delle aziende leader nella regione del Nord America e ha introdotto un sistema avanzato human-on-chip per test tossicologici precisi, nonché per uno screening farmacologico e una modellazione delle malattie più accurati.

COPERTURA DEL RAPPORTO 

Il rapporto offre una visione trasparente del mercato Organ-on-Chip: dimensioni, modello di crescita e fattori trainanti. Le sezioni dettagliate descrivono diversi tipi e usi di organo su chip; Sono stati inclusi anche approfondimenti provenienti da diverse regioni, insieme a una valutazione di come funziona il mercato. Elenca inoltre alcuni dei principali attori del settore, i cambiamenti avvenuti di recente e il modo in cui le questioni globali hanno influenzato la crescita.