Рынок органов на чипах — по типу, по материалу, по типу модели, по применению, по конечному использованию — глобальный прогноз, 2025–2034 гг.

Орган-на-чипе Размер рынка

Мировой рынок чипов для органов был оценен в 147 миллионов долларов США в 2024 году. Ожидается, что рынок достигнет от 201,5 млн долларов США в 2025 году до 2,1 млрд долларов США в 2034 году, увеличившись на 29,7% в течение прогнозируемого периода. Высокий рост рынка объясняется растущей потребностью в замене тестов, проводимых на животных, постоянными достижениями в области микрофлюидики и тканевой инженерии, растущим вниманием к персонализированной медицине и разработке лекарств, а также растущей потребностью в экономически эффективных и более быстрых моделях скрининга лекарств, среди других факторов.

Растущее глобальное бремя хронических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые расстройства, злокачественные новообразования, диабет и респираторные заболевания, является основным фактором рынка, поскольку они требуют более сложного и индивидуального тестирования лекарств, а также инструментов моделирования заболеваний. Наблюдается глобальное увеличение этих условий, что привело к уменьшению потребности в более совершенных исследовательских инструментах, таких как органы на чипах (OoC), которые могут имитировать человеческий орган in vitro для продвижения исследовательской инфраструктуры. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), неинфекционные заболевания (НИЗ) ежегодно убивают 41 миллион человек, что эквивалентно 74% всех смертей во всем мире. Каждый год более 15 миллионов человек умирают от НИЗ в возрасте от 30 до 69 лет; 85% этих преждевременных смертей происходят в странах с низким и средним уровнем дохода.

Кроме того, растущая потребность в персонализированной медицине также в значительной степени способствует развитию технологий «органы на чипах» (OoC), поскольку эти системы обеспечивают индивидуальный анализ лекарственных реакций, специфических для пациента механизмов заболевания и острую индивидуализацию. Персонализированная медицина стремится оптимизировать стратегию лечения для генетических и молекулярных характеристик пациента, и OoC намного лучше, чем обычные модели in vitro, поскольку они более точно воспроизводят функции человеческих органов.

Орган-на-чипах (OoCs) являются передовыми микрофлюидными устройствами, способными воссоздавать форму и функцию органов человека в небольших масштабах с использованием клеток человека, культивируемых в контролируемых условиях. Эти чипы имитируют физическое поведение, включая кровообращение, механическое давление и клеточную активность, что позволяет точно изучать функции органов, прогрессирование заболеваний и влияние лекарств на организм. Технология орган-на-чипе обеспечивает новый подход к замене тестирования на живых организмах, предоставляя более подходящую платформу для тестирования лекарств, оценки их токсичности и проведения биомедицинских исследований, которые могут повысить точность при одновременном снижении расходов.

Тенденции рынка органических чипов

Рынок органических чипов (OoC) демонстрирует новые тенденции, которые расширяют его использование и ускоряют его внедрение в исследования и разработки. В первую очередь благодаря постоянно развивающейся технологии искусственный интеллект в здравоохранении Машинное обучение, технология орган-на-чипе быстро развивается. Автоматизированные системы теперь могут проводить тщательный анализ сложных клеточных выходок в микроминиатюрных системах органов, что облегчает ученым оценку и прогнозирование воздействия определенных лекарственных процедур на системы.

• Кроме того, микросхемы с несколькими органами имеют особое значение при изучении сложных патологий органов, таких как рак, сахарный диабет и другие сердечно-сосудистые заболевания, которые включают взаимодействие нескольких систем органов и требуют многогранного подхода для возможного лечения заболеваний. Ожидается, что способность моделировать эти взаимодействия поможет в проверке комбинированной терапии, уменьшая зависимость от моделей на животных, что соответствует растущим нормативным и гуманным требованиям для поиска заменителей для тестирования на животных.
• Использование моделей «орган на чипе», адаптированных для отдельных пациентов, набирает обороты из-за перехода к персонализированной медицине. Эти клетки, полученные от пациента, позволяют создавать чипы, которые воспроизводят биологические особенности пациента, позволяя персонализированную медицину посредством точного тестирования лекарств и оптимизации путей терапии. Это особенно важно для лечения рака, где индивидуальная помощь имеет первостепенное значение, способствуя росту спроса на рынке.

Тарифы администрации Трампа

• Администрация президента Трампа ввела тарифы на импорт, включая Китай и другие страны, что может оказать огромное влияние на индустрию медицинских устройств в США, включая растущий сектор «органы на чипах». Эти тарифы могут привести к более широким налогам на множество медицинского оборудования и устройств, таких как различные компоненты, от которых зависели производители.
• Например, предприятия могут столкнуться с высокими затратами на основные компоненты, такие как электронные детали и специальные материалы, необходимые для сложных процессов производства биомедицинских устройств, в частности, органы на чипах.
• Кроме того, тарифы также будут налагать новые издержки на установленные цепочки поставок, заставляя многие компании искать альтернативных поставщиков своих постоянно используемых деталей или вообще перемещать свое производство. Такие сдвиги чрезвычайно сложны в специализированных нишах, таких как органы на чипах, где для эмуляции функций органов человека необходимы совершенно надежные и сложные части.
• Дополнительные операционные расходы в сочетании с неопределенностью, вызванной тарифами, также могут затормозить общее опережающее развитие этой растущей экосистемы.
• Влияние этой торговой политики покажет степень восприимчивости американской индустрии медицинских устройств к глобальным перебоям в цепочке поставок и продемонстрирует необходимость стратегического прогнозирования для предотвращения таких проблем в будущем.

Анализ рынка органических чипов

Исходя из типа, рынок классифицируется на продукты и услуги. Сегмент продуктов далее раздваивается на печень на чипе, легкие на чипе, сердце на чипе, почки на чипе и другие продукты. Сегмент продуктов принес самый высокий доход в размере 110,8 млн долларов США в 2024 году.

• Рынок продуктов имеет несколько ключевых факторов, которые увеличивают спрос на различные продукты, включая печень на чипе, легкие на чипе, сердце на чипе, почки на чипе и многие другие. Начнем с того, что растущая распространенность хронических заболеваний создала большую потребность в более сложном тестировании лекарств, которое способно имитировать органы человека на физиологическом уровне. Поскольку фармацевтические компании стремятся использовать больше ресурсов, но сокращают время, необходимое для разработки препарата, технологии OoC представляют большие перспективы по сравнению с популярными используемыми методами, которые, как правило, занимают много времени и ненадежны.
• Кроме того, современные микрофлюидные технологии улучшили устройства на чипе, сделав их более полезными и надежными для целей исследований и разработок. Национальные институты здравоохранения (NIH) сообщили об увеличении на 35% финансирования микрофлюидики и технологий орган-на-чипе с 2021 по 2023 год.
• Аналогичным образом, многие исследовательские учреждения и биотехнологические фирмы сотрудничают, что, в свою очередь, стимулирует инновации. FDA утверждает, что в 2022-2023 годах было проведено более 200 исследований по валидации органов на чипе. Европейское агентство по лекарственным средствам сообщило о 45-процентном росте использования чипов для тестирования лекарств с 2021 по 2024 год, что, в свою очередь, способствует росту этого сегмента.

На основе материала рынок орган-на-чипах классифицируется на полидиметилсилоксан (PDMS), полимерное стекло и другие материалы. Сегмент полидиметилсилоксана (ПДМС) доминировал на рынке в 2023 году с долей рынка 42,9%.

• PDMS известна своей исключительной биосовместимостью, простотой изготовления, оптической прозрачностью и другими свойствами в системах OoC. Его использование PDMS для микрофабрикации расширяется с растущей потребностью в точных моделях человеческих органов in vitro для мимикрии, и PDMS является простым в использовании вариантом, поскольку он может быть изготовлен в любой форме с точностью.
• Кроме того, усовершенствованные методы изготовления ПДМС, включая мягкую литографию, повысили воспроизводимость и масштабируемость технологий OoC. Эти достижения были использованы компаниями и исследовательскими институтами для разработки сложных систем органов, включая модели легких, печени и сердца, которые поддерживают и воспроизводят более сложные физиологические условия.
• Растущая распространенность хронических заболеваний наряду с повышенным вниманием к специализированной медицине являются факторами, влияющими на устройства OoC на основе PDMS, благодаря улучшению моделей тестирования лекарств и моделирования заболеваний. Ежегодный общий рост PDMS на рынке OoC оценивается в 26,7%, что указывает на важность PDMS наряду с продвижением биоисследований и открытием новых медицинских препаратов.

Основываясь на типе модели, рынок орган-на-чипах сегментирован на модель с одним органом и модель с несколькими органами. Сегмент моделей с одним органом доминировал на рынке в 2024 году и, как ожидается, достигнет 1,1 миллиарда долларов США к концу прогнозируемого периода.

• С помощью этих моделей исследователи могут изучать конкретные функции органов, ориентируясь на конкретные патологические процессы или реакции на лекарства. Простота производства и обслуживания, связанная с одноорганными чипами, делает их идеальными для начальных этапов тестирования, прежде чем перейти к более сложным многоорганным системам.
• Кроме того, модели с одним органом, такие как сердце, легкие, печень или почки, являются предпочтительными более точными копиями и позволяют исследователям внимательно изучать целевые терапевтические эффекты и титрование токсичности препарата. Модели с одним органом также обеспечивают более целенаправленную микросреду для изучения процессов заболевания и действия лекарств.
• Увеличение поставок специализированной медицины и скрининг наркотиковВ сочетании с микрофлюидиками и тканевой инженерией подавляющая поддержка роста этого сегмента. Всеобщее признание моделей с одним органом в фармацевтических исследованиях, которые ценят простоту и эффективность, также является важным фактором.

Основываясь на применении, рынок чипов сегментирован на открытие лекарств, моделирование заболеваний, тестирование токсичности, персонализированную медицину и другие приложения. Сегмент открытия лекарств доминировал на рынке в 2024 году и, как ожидается, достигнет 657,3 млн долларов США к концу прогнозируемого периода.

• Спрос на более точные и эффективные доклинические модели - это технология орган-на-чипе (OoCs), которая позволяет более точно тестировать лекарства и меньше зависеть от устаревших испытаний на животных. Эти микромасштабные устройства предлагают органы на чипах и более реалистичные. OoCs симулируют человеческие органы и позволяют легче прогнозировать реакции организма на лекарства, тем самым минимизируя потери, вызванные неудачами клинических испытаний на поздней стадии.
• Растущая сложность лекарственных соединений и высокие показатели истощения в разработке лекарств делают более важным, чем когда-либо, максимизировать скрининг, предоставляемый OoCs для эффективности и токсичности лекарств. OoCs обеспечивают модели in vitro, которые воспроизводят патофизиологические состояния на уровне органов, что значительно повышает актуальность информации, полученной во время открытия лекарств. Регулирующие органы, такие как FDA, сообщили о растущей готовности полагаться на данные, полученные с помощью этой технологии, из-за ее способности предоставлять жизненно важную информацию, касающуюся человека, способную улучшить процесс утверждения лекарств.
• Обзор возможностей и ограничений OoC в области разработки лекарственных средств можно увидеть в партнерстве между Emulate Inc. и другими крупными фармацевтическими компаниями. Орган-чипы Emulate используются в более чем 150 лабораториях, в том числе 17 из 25 глобальных биофармацевтических препаратов и FDA для терапевтических и вакцинных оценок COVID-19. Они даже использовались в космических исследованиях, которые демонстрируют их широкую применимость и надежность.
• Кроме того, технология «органы на чипах» быстро расширяется, в основном за счет сегмента обнаружения лекарств. Этот сегмент растет из-за увеличения финансирования исследований и внедрения систем OoC крупными фармацевтическими компаниями, которые стремятся повысить эффективность, связанную со сроками разработки лекарств и затратами.

Основываясь на конечном использовании, рынок чипов сегментирован на фармацевтические и биотехнологические компании, академические и исследовательские институты и других конечных пользователей. Сегмент фармацевтических и биотехнологических компаний доминировал на рынке в 2024 году и, как ожидается, достигнет 1,4 миллиарда долларов США к концу прогнозируемого периода.

• Этот сегмент в основном обусловлен растущими потребностями отрасли здравоохранения в процессах, связанных с созданием и разработкой новых лекарств. Чтобы уменьшить потребность в тестировании на животных, фармацевтические компании используют технологию «органы на чипах» для разработки более точных моделей тканей человека и моделирования физиологических реакций на различные лекарства и другие стимулы.
• Кроме того, увеличение числа пациентов с хроническими заболеваниями и растущий спрос на персонализированную медицину являются ключевыми факторами, способствующими инвестициям в эту технологию. Наряду с этими факторами, другие вносят вклад в развитие микрофлюидики и тканевой инженерии, которые стали возможными благодаря этим новым передовым технологиям.
• Emulate Inc и AstraZeneca, среди других фармацевтических компаний, формируют новые партнерские отношения, которые подчеркивают принятие органов на чипах для целей тестирования лекарств в своих основных рабочих процессах. Кроме того, эти технологии начинают пониматься глобальными регулирующими органами, которые могут позволить обойти бюрократическую волокиту, используемую в новых разрешениях на лекарства.
• Таким образом, кумулятивная тенденция фармацевтических и биотехнологических компаний к внедрению технологии «органы на чипах», тем самым расширяя рынок и революционизируя традиционные методологии, используемые для разработки и открытия лекарств. Целенаправленное повышение операционной эффективности в исследованиях и разработках ставит их стратегически в отношении лидерства в разработке инновационных технологий в области биофармацевтики в ближайшем будущем.

Американский рынок чипов составил 56,9 млн долларов в 2024 году. США доминировали на мировом рынке в 2023 году с 42,6 млн долларов США, увеличившись с 30,8 млн долларов США в 2022 году, и ожидается, что рост составит 28,6% в период с 2025 по 2034 год.

• Рынок орган-на-чипе в США процветает из-за обширных инвестиций в биомедицинские исследования, развитой технологической инфраструктуры и дружественной нормативной базы. В США существует значительное государственное и частное финансирование для исследования альтернативных методов тестирования на животных, возглавляемых этическим и финансовым бременем наряду с доклиническими моделями.
• Национальный институт здравоохранения (NIH) является одной из организаций, которая предлагает финансирование проектов OoC из-за возможных усовершенствований технологии, которые могут привести к точности в обнаружении лекарств и уменьшению сбоев в испытаниях на поздних стадиях.
• Кроме того, американские биотехнологические и фармацевтические компании быстро внедряют новые системы, что еще больше стимулирует рынок. Использование FDA OoC для оценки безопасности и эффективности лекарств способствовало интеграции этих систем многими компаниями, что позволило США доминировать на мировом рынке OoC.

Британский рынок чипов в Европе, по прогнозам, значительно вырастет в ближайшие годы.

• В Великобритании правительство решительно поддерживает индустрию наук о жизни и сокращение испытаний на животных, что помогает рынку OoC. Агентство по регулированию лекарственных средств и продуктов здравоохранения Великобритании (MHRA) проявило интерес к альтернативным доклиническим моделям, которые поддерживают использование технологии OoC. Программы, финансируемые такими центрами, как Национальный центр Великобритании по замене, уточнению и сокращению животных в исследованиях (NC3Rs), направлены на улучшение тестирования альтернативных технологий OoC для тестирования на животных.
• Кроме того, некоторые британские университеты и биотехнологические компании работают вместе над продвижением исследований в области моделирования заболеваний. токсикологическое тестирование in vitroи персонализированной медицины с использованием OoC. В этих областях также существует высокий спрос на улучшение разработки лекарств и результатов в области здравоохранения, что требует большего количества предписывающих моделей.

Китай занимает доминирующее положение на рынке чипов в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

• Рынок в Китае быстро расширяется из-за огромных государственных расходов на биотехнологии и растущего внимания к сложным технологиям здравоохранения. Национальный план здравоохранения Китая отдает приоритет ассимиляции новых технологий, а системы орган-на-чипе считаются инструментальными в модернизации разработки лекарств и исследований заболеваний.
• Технология OoC дополнительно дополнена китайской инициативой по точной медицине, которая собирает огромное количество геномных данных и позволяет исследователям создавать определенные чипы, адаптированные к предоставленным генам, улучшая персонализированные методологии лечения.
• Кроме того, китайские биотехнологические компании создают стратегические альянсы с зарубежными партнерами, чтобы извлечь выгоду из передового опыта и значительно расширить местные производственные возможности. Увеличение внутренних расходов на исследования и разработки и акцент на этических альтернативах тестированию на животных еще больше укрепляет позиции Китая как доминирующего конкурента на мировом рынке ООС.

Прогнозируется, что бразильский рынок чипов в Латинской Америке в ближайшие годы значительно вырастет.

• Бразилия демонстрирует уверенный рост на своем рынке орган-на-чипе, что обусловлено развитием биотехнология Смещение фокуса в сторону персонализированной медицины. Эти микроустройства фактически воспроизводят структуры и функции органов человека, что значительно облегчает тестирование лекарств и моделирование заболеваний по сравнению с традиционными методами.
• Технология орган-на-чипе все больше интегрируется в фармацевтический и исследовательский секторы Бразилии для тестирования лекарств, а также моделирования заболеваний. Растет спрос из-за отсутствия эффективных доклинических моделей, которые были решены с помощью устройств на чипе и суррогатной поддержки человека.


• Кроме того, растет озабоченность по поводу поиска альтернатив тестированию на животных из-за этических и нормативных соображений. Технологии орган-на-чипе обеспечивают более точную платформу тестирования, а также являются этическими, что оправдывает их внедрение в Бразилии, поддерживая глобальные тенденции.

Орган-на-чипе Доля рынка

Ключевые игроки на рынке, такие как Emulate, Axosim, TissUse GmbH, MIMETAS и Nortis Inc., составляют около 60% от общей доли рынка, что подчеркивает их сильное влияние на орган на чипах (OoC). Рынок характеризуется быстрыми технологическими достижениями и частым внедрением новых продуктов, направленных на повышение физиологической значимости и эффективности исследований. Фармацевтические компании и исследовательские учреждения все чаще интегрируют устройства OoC в свои рабочие процессы, чтобы повысить точность обнаружения лекарств, ускорить доклиническое тестирование и снизить высокие затраты, связанные с отказом в традиционных моделях. Кроме того, растущее внимание к персонализированной медицине стимулирует спрос на индивидуальные системы OoC, которые отражают индивидуальную биологию пациентов, что еще больше расширяет сферу охвата рынка.

Компания Organ-on-chips Market

Известные игроки, работающие в индустрии орган-на-чипах, включают:

• Алтис Биосистемы
• Альвеоликс
• Аксосим
• бенчип
• Решения Bi/ond
• Cherry Biotech
• CN Bio Innovations
• эмулировать
• Гесперос
• InSphero
• MesoBioTech
• Мимета
• NETRI
• Реакция 4Life
• TissUse
• эмулировать Является пионером в области орган-на-чипе, известной своей собственной системой эмуляции человека, которая моделирует биологию человека с беспрецедентной физиологической значимостью. Он активно сотрудничает с фармацевтическими гигантами и регулирующими органами, такими как FDA, чтобы стимулировать внедрение в разработку лекарств и тестирование безопасности.
• Мимета Компания предлагает OrganoPlate, высокопроизводительную, безмембранную платформу орган-на-чипе, которая обеспечивает 3D-культуру тканей и перфузию в масштабируемом формате. Его сила заключается в сочетании удобных для автоматизации форматов со сложными возможностями совместной культуры, что делает его идеальным для промышленного скрининга лекарств.
• Аксосим Специализируется на платформах «нерв-на-чипе» и «мозг-на-чипе», предоставляя уникальные модели для исследований нейротоксичности и нейродегенерации. Его акцент на нейронных приложениях предоставляет фармацевтическим компаниям более прогностические альтернативы тестированию на животных при разработке лекарств ЦНС.

Индустрия органических чипов Новости

• В октябре 2024 года Alveolix объявила о вхождении в консорциум PANC-CKI, возглавляемый CasInvent Pharma. Этот проект направлен на разработку нового ингибитора CK1 для лечения рака поджелудочной железы, используя цифровые близнецы, управляемые ИИ, органоиды, полученные от пациента, и технологию «органы на чипе» AlveoliX.
• В сентябре 2024 года Emulate Inc запустила свой новый чип-R1 Rigid Chip, разработанный с использованием низкоуглеводных поглощающих пластмасс для уменьшения поглощения соединений и повышения точности биологического моделирования. Основываясь на базовом микрофлюидном дизайне компании Organ-Chip, чип-R1 улучшает возможности прогнозирования лекарственного ответа. Это нововведение поддерживает более сложные исследовательские приложения, расширяя потенциал Emulate в точной медицине, исследованиях редких заболеваний и персонализированной терапии.
• В октябре 2023 года AxoSim, Inc. объявила о завершении приобретения активов, связанных с микромозгом, дочерней компании StemoniX Vyant Bio. Приобретение StemoniX включает платформу для обнаружения лекарств microBrain, научно-исследовательское и производственное предприятие площадью 14 000 квадратных футов недалеко от Миннеаполиса, девять патентов и связанную с ними интеллектуальную собственность, а также опытных ученых, которые помогли разработать технологию microBrain и являются экспертами в ее применении.

Отчет о рыночных исследованиях орган-на-чипах включает в себя углубленный охват отрасли с оценками и прогнозом по выручке в размере миллиона долларов США и с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок по типу

• Продукты
  • Печень на чипе
  • Лунг-на-чипе
  • Сердечный чип
  • Почки на чипе
  • Другие продукты
• Услуги

Рынок, по материалам

• Полидиметилсилоксан (PDMS)
• полимер
• Стекло
• Другие материалы

Рынок по типу модели

• Модель единого органа
• Многоорганная модель

Рынок, по применению

• Открытие лекарства
• Моделирование болезней
• Испытание на токсичность
• Персонализированная медицина
• Другие приложения

Рынок, к концу использования

• Фармацевтические и биотехнологические компании
• Академические и исследовательские институты
• Другое конечное использование

Указанная выше информация предоставляется для следующих регионов и стран:

• Северная Америка
  • США.
  • Канада
• Европа
  • Германия
  • Великобритания
  • Франция
  • Испания
  • Италия
  • Нидерланды
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Австралия
  • Южная Корея
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Аргентина
• Ближний Восток и Африка
  • Южная Африка
  • Саудовская Аравия
  • ОАЭ