Tamanho do mercado de órgãos no chip, participação, crescimento e análise da indústria, por tipo (cérebro no chip, fígado no chip, rim no chip, pulmão no chip e coração no chip), por aplicação (empresas farmacêuticas e de biotecnologia, institutos acadêmicos e de pesquisa e indústria de cosméticos) e previsão regional para 2035

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VISÃO GERAL DO MERCADO DE ÓRGÃOS NO CHIP

O mercado global de órgãos em chips deve aumentar de US$ 0,2 bilhão em 2026 para atingir US$ 3,41 bilhões em 2035, crescendo a um CAGR de 36,4% entre 2026 e 2035.

A ênfase em testes sem animais impulsiona principalmente o crescimento do mercado de órgãos em chips, o aumento do uso de tecnologia farmacêutica e de órgãos em chips, e as empresas de biotecnologia são usadas para descoberta e desenvolvimento de medicamentos. Organ on chip é um sistema de microfluidos que imita o corpo humano, proporcionando uma alternativa econômica aos testes em animais. Esses chips imitam o corpo humano através da inserção de minúsculos chips que replicam as células humanas. Este processo biológico ajuda os pesquisadores a fazer testes de drogas e estudar doenças virtualmente. Além disso, os avanços crescentes na tecnologia do mercado de chips de órgãos ajudaram o mercado a crescer e a avançar nos testes pré-clínicos de medicamentos. A participação de mercado de órgãos em chip deverá se expandir por meio de investimentos crescentes em pesquisa e metodologia. Também empresas farmacêuticas, aplicações crescentes e medicina de precisão. também a colaboração com institutos académicos e fornecedores de tecnologia está a aumentar a procura do mercado. Além desse mercado de chips de órgãos, também utiliza modelagem in vitro, fornecendo plataformas mais fisiologicamente relevantes para estudar a biologia humana. Esses dispositivos microfluídicos imitam a arquitetura e a função dos órgãos humanos e, portanto, têm uma variedade de vantagens sobre os modelos in vitro tradicionais. Em junho de 2023, a Emulate, Inc. lançou o chip acessível Emulate Chip-A1 como parte de sua avançada tecnologia Organ-Chip. Esta barreira hematoencefálica microfluídica (BBB) ​​de alto rendimento e sem membrana em um modelo de chip fornece um sistema mais relevante para o ser humano para estudar a neuroinflamação e avaliar estratégias terapêuticas. Sua capacidade de imagem ajuda particularmente no exame de testes de drogas para reduzir a infiltração de células imunológicas e promover a restauração da BHE. Por sua vez, espera-se que isto aumente a procura por órgãos num chip durante o período.

PRINCIPAIS CONCLUSÕES

IMPACTO DA COVID-19 

Aumento na adoção de órgãos em chip para desenvolvimento de medicamentos

A pandemia global da COVID-19 tem sido sem precedentes e surpreendente, com o mercado a registar uma procura inferior ao previsto em todas as regiões, em comparação com os níveis pré-pandemia. O crescimento repentino do mercado refletido pelo aumento do CAGR é atribuível ao crescimento do mercado e ao regresso da procura aos níveis pré-pandemia.

A pandemia perturbou a forma tradicional de desenvolvimento de medicamentos e processos de teste e também exigiu métodos de teste mais rápidos e eficientes. À medida que os pesquisadores encontraram uma alternativa para testar em animais, isso aumentou a demanda no mercado. Além disso, a diminuição da crueldade contra os animais e a demanda do mercado por órgãos em chips aumentaram com o tempo, porque imitando células humanas é mais fácil para os pesquisadores fazerem os testes. Ao mesmo tempo, os testes de órgãos no chip que o pesquisador pode fazer para testes antivirais podem identificar o impacto do vírus nos órgãos humanos. Este aumento na demanda levou ao crescimento do mercado de órgãos em chip. Em resposta a isto, as empresas aumentaram o seu investimento neste mercado para desenvolver medicamentos mais avançados. Este mercado também conseguiu ajudar durante o COVID-19 para estímulos medicamentosos. Embora também a pandemia tenha causado interrupções na cadeia de abastecimento de microfluidos. Mas também houve um foco crescente no desenvolvimento de medicamentos avançados. Para enfrentar a futura crise de saúde.

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

Foco crescente em sistemas multiorgânicos e também maior precisão em testes de drogas

Os pesquisadores estão mais intrigados com o foco crescente na implementação de chips multi-órgãos para que possam estimular a interação entre múltiplos órgãos. Esta nova abordagem permitirá testes de drogas mais abrangentes. Capturando modelos de órgãos únicos para que não possam ser replicados. Por exemplo, fígado em chip e rim em chip são agora estudados em conjunto para ver como os medicamentos são metabolizados e excretados, levando a previsões mais corretas, bem como à segurança dos medicamentos. Esta última tendência é impulsionada pelos produtos farmacêuticos. Para processar ainda mais essa tendência, os pesquisadores precisam de dados mais confiáveis ​​para que possam ser processados ​​em ensaios clínicos e reduzir falhas dispendiosas. Os chips de múltiplos órgãos também estão ganhando mais atenção em doenças complexas, como diabetes e câncer, onde vários órgãos são afetados. O desenvolvimento de tecnologias avançadas de materiais e técnicas de microfabricação apoia ainda mais o crescimento deste mercado, permitindo sistemas mais conectados.

• De acordo com relatórios de consórcios acadêmicos, os pesquisadores desenvolveram cerca de 16 modelos distintos de chips de órgãos humanos em meados da década de 2010, mostrando o progresso inicial da modelagem de múltiplos órgãos.

• De acordo com resumos do setor, os principais fornecedores relataram cerca de 150 instalações de usuários de plataformas de órgão em chip em laboratórios farmacêuticos e governamentais.

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SEGMENTAÇÃO DE MERCADO DE ÓRGÃOS EM CHIP

Por tipo

Com base no tipo, o mercado global pode ser categorizado em Brain-on-Chip, Liver-on-Chip, Kidney-on-Chip, Lung-on-Chip e Heart-on-Chip

• Brain-on-Chip Dispositivos Brain-on-chip imitam a atividade neural, permitindo aos pesquisadores modelar distúrbios cerebrais como Alzheimer, Parkinson e epilepsia. Esses chips são vitais para o desenvolvimento neuroterapêutico e a permeabilidade dos medicamentos através da barreira hematoencefálica.

•  Liver-on-Chip Os modelos Liver-on-chip imitam o metabolismo do fígado, o que é vital para testar a toxicidade e o metabolismo de medicamentos. Como a insuficiência hepática é uma das causas comuns de abstinência de medicamentos, esses chips são essenciais para a avaliação pré-clínica de medicamentos.

•  A tecnologia Kidney-on-Chip auxilia no estudo dos processos de filtração renal e excreção de medicamentos. É massivamente utilizado em estudos de nefrotoxicidade e novos tratamentos para doenças renais são desenvolvidos com esta tecnologia.

•  Lung-on-ChipOs dispositivos Lung-on-chip refletem processos respiratórios e contribuem fortemente para o estudo de doenças respiratórias, administração e toxicidade de medicamentos. Ganhou grande atenção durante a pandemia de COVID-19 por simular infecções virais.

• Heart-on-ChipOs sistemas Heart-on-chip replicam a função do tecido cardíaco para ajudar muito na pesquisa cardiovascular e nos testes de cardiotoxicidade em medicamentos, o que pode, em última análise, levar a tratamentos mais seguros para problemas relacionados ao coração.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado global pode ser categorizado em Farmacêutico eBiotecnologiaEmpresas, institutos acadêmicos e de pesquisa e indústria de cosméticos

• Empresas farmacêuticas e de biotecnologia Os dispositivos OOC são altamente utilizados por empresas farmacêuticas e de biotecnologia na descoberta e testes de medicamentos. Isso reduz a dependência de modelos animais. Os chips permitem previsões mais precisas das respostas humanas aos medicamentos, acelerando o processo de desenvolvimento.

• Institutos Acadêmicos e de Pesquisa Universidades e organizações de pesquisa usam a tecnologia OOC para estudos básicos sobre fisiologia humana e modelagem de doenças. Este segmento também visa aprimorar as capacidades do sistema órgão-em-chip

• Os dispositivos OOC da indústria cosmética têm sido empregados com grande vantagem nessa indústria, com restrições crescentes aos testes em animais. Esses chips são alternativas bastante éticas e confiáveis ​​aos métodos de teste tradicionais.

DINÂMICA DE MERCADO

A dinâmica do mercado inclui fatores impulsionadores e restritivos, oportunidades e desafios que determinam as condições do mercado.                          

Fatores determinantes

Aumentar o uso de órgão em um chip em vez de testes em animais

As regulamentações governamentais sobre testes em animais influenciaram muito os Órgãos-crescimento do mercado on-Chip. Os modelos animais tradicionais em testes de drogas raramente acertam o alvo quando se trata de respostas humanas, o que é problemático em uma alta taxa de fracasso em ensaios clínicos. A tecnologia Organ-on-chip (OOC) é mais suave e precisa, oferecendo a possibilidade de imitar funções de órgãos humanos in vitro para fins de pesquisa. Esses chips imitam órgãos humanos usando células humanas reais. Isso significa que eles são mais eficazes e usam menos animais em seus processos de teste. Governos e grupos começaram a aprovar regras mais rigorosas em matéria de testes em animais, aumentando assim a procura de dispositivos OOC e a quota de mercado para estas tecnologias. Esta mudança incentiva práticas éticas e acelera o crescimento do mercado Organ-on-Chip. É também uma escolha muito popular em indústrias como farmacêutica, biotecnologia e cosmética, onde testes precisos e éticos são muito importantes.

• De acordo com as tendências das orientações regulatórias, as novas metodologias de abordagem reduzem a dependência de testes em animais, com dezenas de estudos de validação translacional apoiando leituras relevantes para humanos.

• De acordo com agências de financiamento de pesquisa, subvenções públicas e privadas apoiaram mais de 100 projetos colaborativos de chips de órgãos entre a indústria e a academia nos últimos anos.

Aumento do investimento em pesquisa biomédica

Enormes investimentos públicos e privados impulsionam a participação de mercado do Organ-on-Chip. Os governos, bem como os investidores privados, investem mais fundos em investigação biomédica para melhorarserviço de saúdese aprimorar as técnicas de desenvolvimento de medicamentos. A tecnologia OOC fornece às empresas farmacêuticas meios de testes rápidos e precisos para lidar com a sua pressão: para reduzir custos no desenvolvimento de medicamentos, bem como para agilizar os testes clínicos. Esses investimentos contribuem para o desenvolvimento de sistemas complexos com diversos órgãos para testes de medicamentos, verificação de toxicidade e modelagem de doenças. Além disso, cada vez mais empresas farmacêuticas estão a utilizar estas tecnologias para tornar os seus processos de investigação e desenvolvimento mais rápidos, diminuir a utilização de testes em animais e tornar os testes de medicamentos mais precisos. Este crescente interesse e financiamento estão impulsionando o mercado Organ-on-Chip, tornando a tecnologia OOC uma parte importante do futuro desenvolvimento de medicamentos.

Fator de restrição

Custo extremo de desenvolvimento

Embora existam muitos benefícios, o desafio mais formidável que o mercado Organ-on-Chip enfrenta é o quão caro é construir, fabricar e manter sistemas de OOC. Estes sistemas dependem de tecnologias especiais, materiais especificamente adaptados e trabalhadores bem equipados para os conceber e utilizar na prática. O processo de fabricação de chips que imitam as funções dos órgãos humanos é complexo e exige grandes gastos com pesquisa e desenvolvimento, tornando a produção cara. Este problema financeiro torna a tecnologia órgão-em-chip inacessível para pequenos grupos de investigação, startups ou laboratórios académicos, uma vez que não têm fundos suficientes. Embora se espere que o custo dos sistemas OOC diminua à medida que a tecnologia se torna popular e mais são produzidos, continua a ser um grande problema no que diz respeito ao lento crescimento do mercado Organ-on-Chip, especialmente nos mercados emergentes onde o dinheiro é normalmente um problema.

• De acordo com análises científicas, a complexidade técnica e as lacunas de reprodutibilidade muitas vezes exigem um desenvolvimento plurianual para alcançar protocolos robustos e prontos para laboratório.

• De acordo com organismos de normalização e consórcios, os esforços formais de interoperabilidade continuam a ser incipientes, sendo necessários dezenas de workshops para alinhar ensaios e relatórios.

Expansão do mercado no crescimento da medicina personalizada

Oportunidade

 

A medicina personalizada representa uma oportunidade emergente para o mercado Organ-on-Chip. Tratamentos personalizados são cada vez mais utilizados, alinhados com os genes e as condições de saúde de um indivíduo. Dispositivos Organ-on-chip são perfeitos para auxiliar na medicina personalizada. Pesquisadores e médicos podem fazer réplicas da condição biológica específica de uma pessoa. Como estes sistemas utilizam células pertencentes a determinados pacientes, tais aparelhos podem demonstrar como o corpo de um determinado indivíduo responderá a vários tratamentos. Isto permite um tratamento adequado e eficiente. Esse recurso torna a tecnologia OOC extremamente valiosa para testes de medicamentos, estudos de doenças e ensaios clínicos em medicina personalizada.

• De acordo com relatórios de investigação translacional, a integração do órgão no chip na segurança dos medicamentos e nos estudos ADME está agora presente em centenas de projectos-piloto, permitindo o rastreio relevante para humanos.

 

• De acordo com anúncios de tecnologia, instrumentos de chip de órgão de alto rendimento (por exemplo, formatos de 96 chips) permitem dezenas a centenas de experimentos paralelos por execução, expandindo o rendimento.

 

Problemas enfrentados pelo mercado devido à padronização e escalabilidade

Desafio

 

Um dos desafios do mercado Organ-on-Chip é que não existem designs e processos padronizados. Atualmente, não existe um modelo ou conjunto de regras amplamente aceito para a fabricação e utilização de sistemas de órgãos em chip. As diferenças nos designs de diferentes fabricantes e instituições de pesquisa dificultam a comparação de resultados e podem retardar o uso desses sistemas. Além disso, fabricar em maior quantidade traz muitos problemas. A produção em quantidades menores tem sido razoavelmente tranquila, mas produzir quantidades para atender à nova e muito maior demanda por tecnologia OOC é um desafio. Quando é produzido em maior número, a qualidade e a funcionalidade aliadas ao esforço de redução dos custos de produção são muito exigentes técnica e logisticamente. A falta de formas de fazer as coisas, especialmente na produção de outros produtos, pode causar desânimo entre os fabricantes, uma vez que o crescimento do mercado é provavelmente dificultado. A resolução de todos estes problemas através do desenvolvimento padrão de protocolos e formas mais eficientes de produção será, portanto, muito importante para um maior crescimento e sucesso nesta área da tecnologia de órgãos em chip.

• De acordo com relatórios de investigação translacional, a integração do órgão no chip na segurança dos medicamentos e nos estudos ADME está agora presente em centenas de projectos-piloto, permitindo o rastreio relevante para humanos.

 

• De acordo com anúncios de tecnologia, instrumentos de chip de órgão de alto rendimento (por exemplo, formatos de 96 chips) permitem dezenas a centenas de experimentos paralelos por execução, expandindo o rendimento.

 

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INSIGHTS REGIONAIS DO MERCADO DE ÓRGÃOS NO CHIP

• América do Norte

A América do Norte é uma região dominante do mercado de órgãos em chip devido ao seu aumento de investimentos em pesquisa e tecnologia para um maior crescimento. Além disso, o mercado de órgãos em chip dos Estados Unidos é uma das principais razões para o crescimento deste mercado porque muitos grandes players são deste país e há uma forte presença de empresas farmacêuticas e de biotecnologia. O governo dos Estados Unidos apoia os testes alternativos e a adoção de tecnologias avançadas.

• Europa

Esta região é um dos principais players deste mercado também pelas regras rígidas seguidas pelo governo da região da Europa em relação aos testes em animais e foco em processos de pesquisa ética. Muitos países como a Alemanha, Reino Unido, são os principais adotantes desta técnica. As indústrias desta região também investem em P&D para avançar no mercado.

• Ásia-Pacífico

A região Ásia-Pacífico também está a crescer a um ritmo muito mais rápido do que antes, devido ao aumento dos investimentos em investigação e infra-estruturas de saúde. Muitos países como China, Japão, etc. são alguns dos principais contribuintes para o crescimento deste mercado nesta região. Apoiado pelo governo e também pelo crescente interesse das empresas farmacêuticas.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA 

Principais players da indústria moldando o mercado por meio da inovação e expansão do mercado

As principais empresas do mercado de órgãos em chip competem com foco em novas ideias, trabalho em equipe e expansão de linhas de produtos. Essas empresas investem quantias consideráveis ​​em pesquisa e desenvolvimento de chips ainda mais avançados e eficientes para serem colocados em diversos lugares. O trabalho em equipe entre fornecedores de tecnologia, organizações de pesquisa e empresas farmacêuticas avança neste campo. Além disso, a interação com os grupos reguladores acelera o processo porque garante que os dispositivos OOC atendam aos requisitos industriais.

• Emular: As divulgações da empresa destacam mais de 150 instalações e múltiplas colaborações com laboratórios de pesquisa farmacêuticos e governamentais para validação de chips de órgãos.

• TissUse: Os materiais da empresa indicam plataformas multi-órgãos em pilotos entre instituições e um histórico de produto que abrange mais de 10 anos de desenvolvimento.

Lista das principais empresas de órgãos em 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)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA

Maio de 2022:A Hesperos (Estados Unidos) é uma das empresas líderes na região da América do Norte e introduziu um sistema avançado humano no chip para testes toxicológicos precisos, bem como triagem de medicamentos e modelagem de doenças mais precisas.

COBERTURA DO RELATÓRIO 

O relatório oferece uma visão transparente do mercado de órgãos em chips: seu tamanho, padrão de crescimento e fatores determinantes. Seções detalhadas descrevem diferentes tipos e usos de órgão em chip; também foram incluídos insights de diferentes regiões, juntamente com uma avaliação de como o mercado funciona. Também lista alguns dos principais intervenientes da indústria, as mudanças que ocorreram recentemente e como as questões globais influenciaram o crescimento.