臓器チップ市場 サイズとシェア 2025 - 2034

臓器チップ市場規模

世界の臓器チップ市場は、2024年に1億4,700万米ドルの規模に達した。市場規模は2025年の2億150万米ドルから2034年には21億米ドルに拡大し、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は29.7%になると予測される。市場の高い成長率は、動物実験の代替に対する需要の高まり、マイクロ流体工学および組織工学の継続的な進歩、個別化医療と医薬品開発への関心の高まり、費用対効果が高く、より迅速な医薬品スクリーニングモデルへの需要の急増など、複数の要因によるものである。
 

心血管疾患、悪性腫瘍、糖尿病、呼吸器疾患などの慢性疾患が世界的に増加していることは、より高度で個別化された医薬品試験や疾患モデリングツールの需要を生み出し、市場成長に大きく寄与している。こうした疾患の世界的な増加を背景に、研究基盤の高度化に向けて、ヒトの臓器を生体外で再現できる臓器チップ（OoC）など、より先進的な研究ツールの必要性が高まっている。世界保健機関（WHO）によると、非感染性疾患（NCDs）による年間死亡者数は4,100万人に上り、世界の全死亡者数の74%を占めている。毎年、30〜69歳の1,500万人以上がNCDsにより死亡しており、これらの早期死亡の85%は低・中所得国で発生している。
 

さらに、個別化医療への需要の高まりも、臓器チップ（OoC）技術の発展に大きく寄与している。これらのシステムは、医薬品への反応、患者固有の疾患メカニズム、急性反応を個別化して分析できるためである。個別化医療は、患者の遺伝的・分子的特性に合わせて治療戦略を最適化することを目指しており、OoCはヒトの臓器機能をより正確に再現することから、従来の生体外モデルよりも優れている。
 

臓器チップ（OoC）は、管理された条件下で培養したヒト細胞を用い、小規模ながらヒトの臓器の形態と機能を再現できる高度なマイクロ流体デバイスである。これらのチップは、血液循環、機械的圧力、細胞活動などの物理的挙動を模倣し、臓器機能、疾患の進行、薬剤が身体に及ぼす影響を精密に研究できる。臓器チップ技術は、生体を用いた試験に代わる新たなアプローチを提供し、医薬品の試験、毒性評価、生物医学研究のための、より実用性の高いプラットフォームを実現する。これにより、精度を向上させながら費用を削減できる可能性がある。
 

臓器チップ市場の動向

臓器チップ（OoC）市場では、研究開発における用途を広げ、導入を加速させる新たな動向が現れている。特に、医療における人工知能および機械学習の技術が継続的に進歩していることを背景に、臓器チップ技術は急速に発展している。現在では、自動化システムによって、微小な臓器システムにおける複雑な細胞活動を詳細に分析できるようになっており、特定の薬剤処置が各システムに及ぼす影響を科学者が評価・予測しやすくなっている。
 

• さらに、複数の臓器系が相互に作用し、多面的な疾患管理アプローチを必要とするがん、糖尿病、その他の心血管疾患など、複雑な臓器病態の研究において、マルチオルガンチップは特に大きな価値を持つ。これらの相互作用をシミュレーションする能力は、動物モデルへの依存を低減しながら、併用療法の検証に役立つと期待されている。これは、動物実験の代替手段を見いだすための規制上および倫理上の要件が高まっていることにも合致する。
   
• 個々の患者に合わせたオルガン・オン・チップモデルの利用は、個別化医療への移行を背景に広がっている。患者由来細胞を用いることで、患者の生物学的特徴を再現するチップを構築でき、精密な薬剤試験や治療経路の最適化を通じた個別化医療が可能になる。これは、個別化されたケアが極めて重要な癌治療において特に重要であり、市場需要の拡大に寄与している。
   

トランプ政権による関税

• トランプ大統領の政権は、中国を含む各国からの輸入品に関税を導入しており、米国の医療機器業界、なかでも成長するオルガン・オン・チップ分野に多大な影響を及ぼす可能性がある。これらの関税により、メーカーが依存してきたさまざまな部品など、幅広い医療機器・装置に対する税負担が増加する可能性がある。
   
• 例えば、企業は、先進的な生体医療機器、特にオルガン・オン・チップの製造工程に必要な電子部品や特殊材料など、基礎的な部品のコスト上昇に直面する可能性がある。
   
• さらに、関税は既存のサプライチェーンにも新たなコストを課し、多くの企業に、継続的に使用している部品の代替サプライヤーを探すか、製造拠点全体を移転するよう迫ることになる。こうした移行は、人体の臓器機能を再現するために高い信頼性と高度な仕様の部品が必要となるオルガン・オン・チップのような専門性の高いニッチ分野では、極めて困難である。
   
• 関税による不確実性に加え、運営費の増加も、この成長著しいエコシステム全体の発展を遅らせる可能性がある。
   
• これらの貿易政策の影響は、米国の医療機器業界が世界的なサプライチェーンの混乱を受けやすい程度を明らかにするとともに、将来こうした問題を防ぐための戦略的な先見性の必要性を示すことになる。
   

オルガン・オン・チップ市場分析

主要な市場動向を把握するには

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タイプ別に見ると、市場は製品とサービスに分類される。製品セグメントはさらに、肝臓チップ、肺チップ、心臓チップ、腎臓チップ、その他の製品に細分化される。製品セグメントの 2024 年の売上高は 1 億 1,080 万米ドルで、最も高かった。
 

• 製品市場では、肝臓チップ、肺チップ、心臓チップ、腎臓チップなど、さまざまな製品の需要を高める複数の主要因が存在する。まず、慢性疾患の有病率上昇により、生理学的レベルで人体の臓器を再現できる、より高度な薬剤試験への需要が高まっている。製薬企業がより多くのリソースを活用しつつ、医薬品開発に要する期間の短縮に取り組むなか、オルガン・オン・チップ（OoC）技術は、時間がかかり信頼性に欠けることが多い従来の一般的な手法と比べて、大きな可能性を示している。
   
• さらに、最新のマイクロ流体技術によってオルガン・オン・チップデバイスは改良され、研究開発における有用性と信頼性が高まっている。米国国立衛生研究所（NIH）は、2021年から2023年にかけて、マイクロ流体技術およびオルガン・オン・チップ技術への資金提供が 35% 増加したと報告している。
   
• 同様に、多くの研究機関やバイオテクノロジー企業が共同研究を行っており、これがイノベーションを促進している。FDAは、2022〜2023年に 200件を超えるオルガン・オン・チップの検証研究が実施されたと述べている。欧州医薬品庁は、2021年から2024年にかけて、医薬品試験におけるオルガン・オン・チップの利用が 45%増加したと報告しており、これが同セグメントの成長を促している。
   

材料別に見ると、オルガン・オン・チップ市場はポリジメチルシロキサン（PDMS）、ポリマーガラス、その他の材料に分類される。ポリジメチルシロキサン（PDMS）セグメントは、2023年に 42.9%の市場シェアを占め、市場をリードした。
 

• PDMSは、オルガン・オン・チップ（OoC）システムにおいて、優れた生体適合性、加工の容易さ、光学的透明性などの特性を備えていることで知られている。模倣用の正確なヒト生体外臓器モデルに対する需要の高まりを背景に、微細加工におけるPDMSの利用が拡大している。PDMSは精密に任意の形状へ加工できるため、使いやすい選択肢となっている。
   
• さらに、ソフトリソグラフィーを含むPDMSの改良された加工方法により、OoC技術の再現性と拡張性が向上している。企業や研究機関はこうした進歩を活用し、肺、肝臓、心臓などの高度な臓器システムを設計している。これらのモデルは、より複雑な生理学的条件を維持・再現する。
   
• 慢性疾患の有病率が上昇し、個別化医療への注目が高まるなか、医薬品のより優れた試験モデルや疾患モデリングへの需要が、PDMSベースのOoCデバイスの成長を後押ししている。OoC市場におけるPDMSの年間平均成長率（CAGR）は 26.7%と推定されており、生物医学研究の進展や新薬の発見におけるPDMSの重要性を示している。
   

モデルタイプ別に見ると、オルガン・オン・チップ市場は単一臓器モデルと複数臓器モデルに区分される。単一臓器モデルセグメントは2024年に市場をリードし、予測期間終了時までに 11億米ドルに達すると予測される。
 

• これらのモデルにより、研究者は特定の臓器機能を検証し、特定の病理学的プロセスや薬物反応に焦点を合わせることができる。単一臓器チップは製造と維持が容易であるため、より複雑な複数臓器システムへ進む前の初期試験段階に適している。
   
• さらに、心臓、肺、肝臓、腎臓などの単一臓器モデルは、より正確な複製モデルとして好まれており、研究者は標的とする治療効果や医薬品の毒性を詳細に検証できる。単一臓器モデルは、疾患プロセスや薬物作用を研究するための、より焦点を絞った微小環境も提供する。
   
• 個別化医療や薬物スクリーニングの供給拡大に加え、マイクロ流体工学や組織工学の進展が、同セグメントの成長を大きく後押ししている。シンプルさと効率性を重視する製薬研究において、単一臓器モデルが広く受け入れられていることも、重要な成長要因となっている。
   

用途別に見ると、オルガン・オン・チップ市場は創薬、疾患モデリング、毒性試験、個別化医療、その他の用途に区分される。創薬セグメントは2024年に市場をリードし、予測期間終了時までに 6億5,730万米ドルに達すると予測される。
 

• より正確で効率的な前臨床モデルへの需要が高まっている。オルガン・オン・チップ技術（OoC）により、より精密な医薬品試験が可能となり、旧式の動物試験への依存も低減できる。これらのマイクロスケールデバイスは、より現実に近いヒト臓器のモデルを再現し、製薬企業が医薬品に対する人体の反応を予測しやすくするため、臨床試験後期の失敗に起因する損失の最小化につながる。
   
• 薬剤化合物の複雑化と医薬品開発における高い脱落率を背景に、医薬品の有効性と毒性の両面で、臓器チップ（OoC）によるスクリーニングを最大限に活用する重要性がこれまで以上に高まっている。臓器チップは、臓器レベルの病態生理学的状態を再現する in vitro モデルを提供するため、創薬過程で得られる情報の妥当性が大幅に向上する。FDAなどの規制当局は、医薬品の承認プロセスを改善し得る、ヒトとの関連性が高い重要な情報を提供できることから、この技術によって得られたデータへの依存を強める姿勢を示している。
   
• 創薬における臓器チップ（OoC）の能力と限界は、Emulate Inc.とその他の大手製薬企業との提携から概観できる。Emulateの Organ-Chips は150を超える研究施設で使用されており、その中には世界のバイオ医薬品企業上位25社のうち17社と、COVID-19の治療薬およびワクチンの評価を行うFDAが含まれている。さらに、宇宙空間での研究にも使用されており、幅広い適用性と信頼性が示されている。
   
• さらに、臓器チップ技術は、主に創薬分野に牽引されて急速に拡大している。同分野は、研究資金の増加に加え、医薬品開発にかかる期間とコストの効率化を目指す大手製薬企業による臓器チップシステムの導入を背景に成長している。

最終用途別に見ると、臓器チップ市場は、製薬・バイオテクノロジー企業、学術・研究機関、その他の最終用途企業に区分される。製薬・バイオテクノロジー企業セグメントは2024年に市場をリードし、予測期間末までに14億米ドルに達すると予測される。
 

• 同セグメントは主に、新薬の創製および開発に関わるプロセスに対するヘルスケア業界の需要の高まりにより牽引されている。動物実験の必要性を低減するため、製薬企業は臓器チップ技術を活用し、より精密なヒト組織モデルを開発するとともに、さまざまな薬剤やその他の刺激に対する生理学的反応をシミュレーションしている。
   
• また、慢性疾患を患う患者数の増加と個別化医療への需要拡大も、この技術への投資に寄与する主要な要因である。これらに加え、マイクロ流体工学や組織工学の発展も、こうした新たな先進技術によって可能となった重要な寄与要因である。
   
• Emulate Inc.やAstraZenecaをはじめとする製薬企業は、新たな提携を通じて、主要な業務プロセスにおける薬剤試験への臓器チップの導入を重視している。また、こうした技術は世界の規制機関にも理解され始めており、新薬承認で生じる官僚的な手続きの一部を回避できる可能性がある。
   
• このように、製薬・バイオテクノロジー企業では臓器チップ技術の導入が全体として進んでおり、市場の拡大と、医薬品の開発・創薬に用いられる従来の手法の変革につながっている。研究開発における業務効率の向上を重点的に進めることで、これらの企業は近い将来、バイオ医薬品分野における革新的な技術開発をリードする立場を戦略的に確立すると見込まれる。

この市場を形成する主要なセグメントについて詳しく知る

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米国のオルガン・オン・チップ市場は、2024年に 5,690万米ドルとなった。米国は、2022年の 3,080万米ドルから成長し、2023年には 4,260万米ドルで世界市場を主導した。2025年から2034年にかけては、年平均成長率（CAGR）28.6%で成長すると予測されている。
 

• 米国のオルガン・オン・チップ（OoC）市場は、生物医学研究への大規模な投資、発達した技術インフラ、柔軟な規制枠組みを背景に、急速に拡大している。米国では、動物実験に代わる手法の研究に対して、政府および民間部門から多額の資金が投入されている。これは、前臨床モデルに伴う倫理的・経済的負担を背景としたものである。
   
• 米国国立衛生研究所（NIH）は、創薬の精度向上や後期臨床試験における失敗の低減につながる可能性があることから、OoCプロジェクトに資金を提供する組織の一つである。
   
• さらに、米国のバイオテクノロジー企業や製薬企業は新たなシステムを迅速に導入しており、これが市場のさらなる拡大を後押ししている。米国食品医薬品局（FDA）が医薬品の安全性と有効性の評価に OoC を活用していることも、多くの企業によるこれらのシステムの導入を促進し、米国が世界の OoC 市場を主導する要因となっている。
   

欧州における英国のオルガン・オン・チップ市場は、今後数年間にわたり大幅な成長が見込まれる。
 

• 英国では、政府がライフサイエンス産業の発展と動物実験の削減を強く支援しており、OoC市場の成長を後押ししている。英国医薬品・医療製品規制庁（MHRA）は、代替的な前臨床モデルに関心を示しており、OoC技術の利用を支えている。英国の動物実験代替・削減・改善センター（NC3Rs）などが資金を提供するプログラムでは、動物実験に代わる OoC 技術の開発を目指している。
   
• また、英国の一部の大学とバイオテクノロジー企業は、OoCを活用した疾患モデリング、in-vitro毒性試験、個別化医療に関する研究を共同で進めている。医薬品開発パイプラインと医療成果の改善に向けて、これらの分野ではヒトに基づく予測モデルへの需要も高まっている。
   

中国は、アジア太平洋地域のオルガン・オン・チップ市場で主導的な地位を占めている。
 

• 中国市場は、バイオテクノロジー分野への政府による大規模な支出と、高度な医療技術への関心の高まりを背景に、急速に拡大している。中国の国家医療計画では新技術の導入が優先されており、オルガン・オン・チップシステムは、創薬や疾患研究の近代化に不可欠な技術とみなされている。
   
• OoC技術はさらに、中国精密医療イニシアチブによって補完されている。同イニシアチブは膨大なゲノムデータを収集し、提供された遺伝子情報に合わせた特定用途向けチップの構築を研究者に可能にすることで、個別化治療手法の高度化に寄与している。
   
• さらに、中国のバイオテクノロジー企業は、高度な専門知識を活用するとともに国内の生産能力を大幅に向上させるため、海外企業との戦略的提携を形成している。国内の研究開発支出の拡大と、動物実験に代わる倫理的な手法への注力も、中国が世界の OoC 市場で有力な競合企業としての地位を強化する要因となっている。
   

中南米におけるブラジルのオルガン・オン・チップ市場は、今後数年間にわたり大幅な成長が見込まれる。
 

• ブラジルでは、バイオテクノロジーの発展と個別化医療への注力を背景に、オルガン・オン・チップ市場が力強く成長している。これらのマイクロデバイスは、ヒトの臓器の構造と機能を実際に再現するため、従来の手法と比較して、医薬品試験や疾患モデリングを大幅に容易にする。
   
• ブラジルでは、医薬品試験や疾患モデリングを目的として、オルガン・オン・チップ技術が製薬・研究分野にますます導入されています。オルガン・オン・チップデバイスやヒト代替モデルの活用により、従来不足していた効率的な前臨床モデルに対する需要が高まっています。


• さらに、倫理面および規制面の考慮から、動物実験に代わる手法の探索に対する関心も高まっています。オルガン・オン・チップ技術は、倫理性を確保しながら、より精度の高い試験プラットフォームを提供します。これは、世界的な動向を後押ししつつ、ブラジルでの導入を正当化する要因となります。
   

オルガン・オン・チップ市場のシェア

Emulate、Axosim、TissUse GmbH、MIMETAS、Nortis Inc.などの主要企業は、市場全体の約 60% のシェアを占めており、オルガン・オン・チップ（OoC）市場における強い影響力を示しています。同市場では、生理学的妥当性と研究効率の向上を目的とした技術の急速な進歩や、新製品の相次ぐ投入が見られます。製薬企業や研究機関は、創薬の精度向上、前臨床試験の迅速化、従来モデルでの失敗に伴う高コストの削減に向けて、OoCデバイスを業務フローに導入する動きを強めています。さらに、個別化医療への注目の高まりを背景に、個々の患者の生物学的特性を反映するカスタマイズ型OoCシステムへの需要が増加し、市場の対象範囲が一段と拡大しています。
 

オルガン・オン・チップ市場の企業

オルガン・オン・チップ業界で事業を展開する主な企業は、以下のとおりです。

• Altis Biosystems
• AlveoliX
• Axosim
• Beonchip
• Bi/ond Solutions
• Cherry Biotech
• CN Bio Innovations
• Emulate
• Hesperos
• InSphero
• MesoBioTech
• Mimetas
• NETRI
• React4Life
• TissUse
   
• Emulateは、オルガン・オン・チップ分野の先駆企業であり、比類のない生理学的妥当性でヒトの生物学的機能をモデル化する独自のHuman Emulation Systemで知られています。同社は、創薬および安全性試験における導入を促進するため、製薬大手やFDAなどの規制当局と幅広く連携しています。
   
• Mimetasは、スループットの高い膜非使用型オルガン・オン・チッププラットフォームであるOrganoPlateを提供しています。このプラットフォームは、拡張可能な形式で3D組織培養と灌流を可能にします。同社の強みは、自動化に適した形式と複雑な共培養機能を組み合わせている点にあり、産業用途の薬物スクリーニングに適しています。
   
• Axosimは、神経系の毒性や神経変性に関する研究向けに独自のモデルを提供する、神経系オン・チップおよび脳オン・チッププラットフォームを専門としています。神経系用途に注力することで、製薬企業に対し、中枢神経系（CNS）医薬品開発における動物実験に代わる、より予測精度の高い手法を提供しています。
   

オルガン・オン・チップ業界のニュース

• 2024年10月、Alveolixは、CasInvent Pharmaが主導するPANC-CKIコンソーシアムに参加すると発表しました。このプロジェクトは、AIを活用したデジタルツイン、患者由来オルガノイド、AlveoliXのオルガン・オン・チップ技術を用いて、膵がん治療向けの新たなCK1阻害剤を開発することを目指しています。
   
• 2024年9月、Emulate Incは、新たなChip-R1 Rigid Chipを発売しました。同製品は薬物吸収性の低いプラスチックを使用しており、化合物の吸収を抑制し、生物学的モデリングの精度を高めるよう設計されています。同社の中核技術であるOrgan-Chipマイクロ流体設計を基盤とするChip-R1は、薬物反応の予測能力を向上させます。このイノベーションにより、より複雑な研究用途に対応できるようになり、精密医療、希少疾患研究、個別化治療におけるEmulateの可能性が広がっています。
   
• 2023年10月、AxoSim, Inc.は、Vyant Bioの子会社StemoniXが保有するmicroBrain関連資産の買収完了を発表しました。StemoniXの買収には、microBrain創薬プラットフォーム、ミネアポリス近郊にある延床面積 14,000 平方フィートの研究開発・製造施設、9件の特許および関連知的財産、さらにmicroBrain技術の開発に携わり、その応用に精通した経験豊富な科学者が含まれます。
   

オルガン・オン・チップ市場の調査レポートでは、2021年から2034年までの収益（百万米ドル）に基づく推計および予測とともに、以下のセグメントについて業界を詳細に分析しています。

タイプ別市場

• 製品
  • 肝臓チップ
  • 肺チップ
  • 心臓チップ 
  • 腎臓チップ
  • その他の製品
• サービス

素材別市場

• ポリジメチルシロキサン（PDMS）
• ポリマー
• ガラス
• その他の素材

モデルタイプ別市場

• 単一臓器モデル
• 複数臓器モデル

用途別市場

• 創薬
• 疾患モデリング
• 毒性試験
• 個別化医療
• その他の用途

最終用途別市場

• 製薬・バイオテクノロジー企業
• 学術・研究機関
• その他の最終用途

上記の情報は、以下の地域および国を対象としています。

• 北米
  • 米国
  • カナダ
• 欧州
  • ドイツ
  • 英国
  • フランス
  • スペイン
  • イタリア
  • オランダ
• アジア太平洋
  • 中国
  • 日本
  • インド
  • オーストラリア
  • 韓国
• 中南米
  • ブラジル
  • メキシコ
  • アルゼンチン
• 中東・アフリカ
  • 南アフリカ
  • サウジアラビア
  • アラブ首長国連邦