Markt für Bioprozesstechnologie Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktübersicht

Der globale Markt für Bioprozesstechnologie wurde im Jahr 2022 auf 27,08 Milliarden USD geschätzt. Bis 2031 soll er schätzungsweise 83,84 Milliarden USD erreichen und im Prognosezeitraum (2023–2031) mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13,38 % wachsen. Die steigende Verbreitung chronischer Krankheiten, die alternde Bevölkerung, das Aufkommen von Biosimilars und Innovationen in der Biotechnologie sind einige Faktoren, die die globale Nachfrage nach Biologika antreiben. Das Wachstum der Nachfrage nach Biologika treibt den globalen Markt für Bioprozesstechnologie weiter an. Darüber hinaus stärkt die zunehmende Nutzung von Einweg-Bioprozesstechnologien aufgrund ihrer Vorteile den Markt für Bioprozesstechnologie.

Bioprozesstechnik oder Bioverarbeitung ist eine wissenschaftliche und technische Disziplin, die lebende Zellen, Mikroorganismen oder biologische Systeme nutzt, um Produkte zu erzeugen, zu verändern oder zu untersuchen. Diese Technologie ist in verschiedenen Branchen wie der Medizin, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Landwirtschaft und dem Umweltmanagement unverzichtbar. Die Bioprozesstechnik hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie dient der Herstellung von Arzneimitteln und Impfstoffen im Pharmasektor.

In der Lebensmittelindustrie kann sie zur Herstellung von Enzymen, Geschmacksstoffen und Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt werden. Bioprozesstechnik wird auch in Umweltkontexten eingesetzt, beispielsweise bei der Abwasserbehandlung und der Herstellung biobasierter Materialien als Ersatz für herkömmliche petrochemische Produkte. Die Bioprozesstechnik integriert Prinzipien aus Biologie, Mikrobiologie, Chemie und Ingenieurwissenschaften, um die Fähigkeiten lebender Organismen für verschiedene industrielle Prozesse zu nutzen.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für Bioprozesstechnologie

Steigende Nachfrage nach Biologika

Biologika sind therapeutische Substanzen aus Organismen oder ihren Bestandteilen, darunter Proteine, Antikörper, Impfstoffe und Gentherapien. Biologika bieten im Vergleich zu herkömmlichen Medikamenten zahlreiche Vorteile, darunter höhere Spezifität, Wirksamkeit, Sicherheit und geringere Nebenwirkungen. Der weltweite Markt für Biologika hatte im Jahr 2022 einen Wert von 416,54 Milliarden USD und wird von 2023 bis 2030 voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von rund 9,2 % aufweisen. Darüber hinaus treibt die zunehmende Zahl chronischer Krankheiten, die wachsende ältere Bevölkerung, die Einführung von Biosimilars und Fortschritte in der Biotechnologie den Markt für Biologika an.

Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind chronische nicht übertragbare Krankheiten (NCDs) weltweit die Hauptursache für Tod und Behinderung. Jedes Jahr sterben weltweit 41 Millionen Menschen an chronischen Krankheiten, was über 71 % aller weltweiten Todesfälle ausmacht. Der Einsatz von Bioprozesstechnologie ist für die Weiterentwicklung, Herstellung und Verfeinerung von Biologika von entscheidender Bedeutung. Folglich wird erwartet, dass der steigende Bedarf an Biologika die Expansion des Marktes für Bioprozesstechnologie ankurbeln wird.

Zunehmende Nutzung von Einweg-Bioprozesstechnologien

Single-Use-Systeme (SUS) sind biopharmazeutische Produktionsgeräte, die für den einmaligen Gebrauch oder eine einzige Produktionskampagne konzipiert sind und danach entsorgt werden. Single-Use-Bioprozesstechnologie ist für die Filtration, Lagerung, Zellkultur, Mischung und Reinigung von biopharmazeutischen Produkten konzipiert, die nur einmal verwendet werden.

Einweg-Bioprozesstechnologien bieten im Vergleich zu herkömmlichen Edelstahlsystemen zahlreiche Vorteile, darunter geringere Kapital- und Betriebskosten, ein geringeres Kontaminationsrisiko, verbesserte Flexibilität und Skalierbarkeit sowie kürzere Durchlaufzeiten. Der globale Markt für Einweg-Bioprozesse wurde laut Straits Research im Jahr 2022 auf 6,64 Milliarden US-Dollar geschätzt. Von 2023 bis 2031 wird eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 16,59 % erwartet. Die zunehmende Nutzung von Einweg-Bioprozesstechnologien wird voraussichtlich die Expansion des Marktes für Bioprozesstechnologie vorantreiben.

Globale Marktbeschränkung für Bioprozesstechnologie

Hohe Kosten und Komplexität der Bioprozesstechnologie

Die Bioprozesstechnik nutzt moderne Maschinen, Werkzeuge und Software sowie hochqualifizierte Mitarbeiter, um verschiedene Aufgaben auszuführen, darunter Zellkultur, Fermentation, Trennung, Reinigung und Analyse von Bioprodukten. Die strikte Einhaltung von Qualitätsstandards, gesetzlichen Normen und Sicherheitsmaßnahmen ist in der Bioprozesstechnik unerlässlich, um die Qualität, Wirksamkeit und Sicherheit der Bioprodukte zu gewährleisten. Die exorbitanten Kosten und die Komplexität der Bioprozesstechnik stellen für Marktteilnehmer, insbesondere kleine und mittlere Unternehmen, erhebliche Hindernisse dar und könnten die Marktexpansion behindern.

Globale Marktchancen für Bioprozesstechnologie

Technologische Fortschritte

Die wichtigsten Marktteilnehmer konzentrieren sich auf die Einführung neuer Produkte und die Weiterentwicklung der Technologie, wodurch sie ihre Marktdominanz ausbauen. So stellte beispielsweise die Repligen Corporation, ein auf Bioprozesstechnologie spezialisiertes Biowissenschaftsunternehmen, im November 2023 TangenX® SC vor, das erste Tangential Flow Filtration (TFF)-Gerät der Branche, das keinen Halter benötigt und in sich geschlossen ist. Die Methode eignet sich gut für die Produktion von Biologika, bei der geschlossene Systeme unerlässlich oder optimal sind. Dazu gehören die Herstellung von Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten (ADCs), viralen Vektoren, Nukleinsäuren, Lipid-Nanopartikeln, monoklonalen Antikörpern und die Produktion rekombinanter Proteine.

Darüber hinaus führte WuXi Biologics, ein globaler CRDMO, im Oktober 2023 eine neue Bioprozessplattform namens WuXiUI ein. Diese Plattform ist eine ultraintensivierte Fed-Batch-Lösung, die darauf abzielt, die Produktivität und Qualität verschiedener CHO- oder anderer Säugetierzelllinien und Produktmodalitäten zu verbessern. WuXi Biologics hat WuXiUI entwickelt, eine Lösung, die dem wachsenden Bedarf an höheren Erträgen, niedrigeren Kosten und Umwelt-, Sozial- und Governance-Aspekten (ESG) bei der Entwicklung von Bioprozessen gerecht wird. Dieses Produkt bietet Kunden weltweit anpassbare und wirtschaftliche Bioprozesslösungen. Diese Eigenschaften dürften Möglichkeiten zur Markterweiterung schaffen.

Regionalanalyse

Regional ist der globale Markt für Bioprozesstechnologie in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika, den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

Nordamerika ist der bedeutendste Anteilseigner am globalen Markt für Bioprozesstechnologie und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich stark wachsen. Der globale Markt wird voraussichtlich aufgrund mehrerer Faktoren von Nordamerika dominiert werden. Dazu gehören die beträchtliche Präsenz von Biotechnologie- und Pharmaunternehmen, die weit verbreitete Einführung fortschrittlicher Bioprozesstechnologien, robuste Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sowie günstige regionale Regierungsrichtlinien und -vorschriften. Darüber hinaus führen die steigenden Investitionen in die Forschung und Entwicklung biopharmazeutischer Produkte direkt zu einer umfassenden Verwendung von Einweglösungen. Eine am 2. September 2020 von BDO USA durchgeführte Umfrage ergab, dass die Ausgaben für Forschung und Entwicklung (F&E) im biopharmazeutischen Sektor zwischen 2018 und 2019 ein signifikantes Wachstum von 22 % verzeichneten.

Ebenso treiben die führenden Akteure die Entwicklung von Bioprozesstechnologien durch die Einführung neuer Produkte voran. Im April 2023 kündigte das amerikanische Unternehmen Cytiva die Einführung von X-Plattform-Bioreaktoren an, die darauf abzielen, Einweg-Upstream-Bioprozessverfahren zu rationalisieren. Die X-Plattform-Bioreaktoren mit Kapazitäten von 50 und 200 Litern sind mit der Automatisierungssoftware Figurate ausgestattet. Diese Bioreaktoren können die Prozesseffizienz steigern, indem sie ergonomische Verbesserungen implementieren, die Produktionskapazitäten verbessern und die Abläufe in der Lieferkette vereinfachen.

Darüber hinaus erlebte der Markt ein enormes Wachstum infolge der steigenden Nachfrage nach Biopharmazeutika, die vor allem durch die steigende Verbreitung chronischer Krankheiten wie Diabetes, Krebs, Autoimmunerkrankungen und die wachsende geriatrische Bevölkerungsgruppe begünstigt wurde. In der Region gibt es eine wachsende Zahl älterer Menschen, die besonders anfällig für chronische Krankheiten sind. Einer in PubMed veröffentlichten Studie zufolge wird die Bevölkerung der Erwachsenen ab 50 Jahren in den Vereinigten Staaten voraussichtlich um 61,11 % wachsen, von 137,2 Millionen im Jahr 2020 auf 221,1 Millionen im Jahr 2050. Die erwartete Zahl der Erwachsenen ab 50 Jahren mit mindestens einer chronischen Krankheit wird voraussichtlich um 99,5 % steigen, von 72,522 Millionen im Jahr 2020 auf 145,66 Millionen im Jahr 2050. Daher führt jeder dieser Faktoren zusammen zur Expansion des regionalen Marktes.

Der asiatisch-pazifische Raum dürfte auf dem globalen Markt für Bioprozesstechnologie die höchste Wachstumsrate aufweisen. Dies ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, darunter die zunehmende Häufigkeit chronischer Krankheiten, die alternde Bevölkerung, ein höheres verfügbares Einkommen, ein größeres Bewusstsein und eine größere Akzeptanz von Bioprodukten sowie die Verbesserung der Gesundheitsinfrastruktur und -einrichtungen in der Region. In der Region treten immer mehr Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Infektionskrankheiten auf. Dies erfordert eine wirksame und rechtzeitige Diagnose und Behandlung. Die WHO-Region Südostasien verzeichnete im Jahr 2020 etwa 2,2 Millionen neue Krebsfälle und 1,4 Millionen krebsbedingte Todesfälle. Diese Todesfälle machten mehr als 10 % der Gesamtsterblichkeitsrate in der Region aus. Das Vorhandensein dieser Eigenschaften schafft einen erheblichen Bedarf an Biosimilars zur Behandlung verschiedener Erkrankungen und treibt so das Wachstum des Marktes für Bioprozesstechnologie in der Region voran.

Darüber hinaus führt die zunehmende Betonung von Forschungsaktivitäten und erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung in diesem Bereich zu einer stärkeren Nutzung von Einwegtechnologien für die Herstellung von Biopharmazeutika. China, Japan, Südkorea und Indien steigern ihre Investitionen in F&E-Initiativen im Biotechnologiesektor erheblich. China erhöht seine Investitionen in Forschung und Entwicklung kontinuierlich und verzeichnete im Vergleich zu 2018 eine Wachstumsrate von 12,5 % auf Gesamtausgaben von 275 Milliarden USD. China stellte 2019 rund 322 Milliarden USD für interne F&E-Aktivitäten bereit, während sich Japans F&E-Ausgaben auf 158 Milliarden USD beliefen. Daher wird erwartet, dass diese Faktoren das Wachstum des regionalen Marktes fördern.

Segmentanalyse

Der globale Markt für Bioprozesstechnologie ist nach Produkttyp, Anwendung und Endbenutzer unterteilt.

Basierend auf dem Produkttyp ist der globale Markt für Bioprozesstechnologie in Sicherheitstests für Biologika, Zellkultur, Zelllinienentwicklung , Zellexpansion, Durchflusszytometrie, Tangentialflussfiltration und andere unterteilt.

Die Durchflusszytometrie ist eine robuste Methode, die in der Biologie und Medizin eingesetzt wird, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Zellen oder Partikeln in einem flüssigen Medium zu untersuchen und zu quantifizieren, während diese einen Laserstrahl durchqueren. Sie wird in vielen Disziplinen wie Immunologie, Hämatologie, Krebs, Mikrobiologie und Pharmakologie umfassend eingesetzt. Das grundlegende Konzept der Durchflusszytometrie beinhaltet das Eintauchen von Zellen oder Partikeln in ein flüssiges Medium und ihren anschließenden Durchgang durch ein Durchflusszytometer.

Wenn jedes Partikel den Laserstrahl passiert, wird Licht gestreut und Fluoreszenz freigesetzt. Die Detektoren des Instruments messen die Stärke des gestreuten Lichts und der Fluoreszenz und liefern Daten über die verschiedenen Eigenschaften der Partikel. Die Durchflusszytometrie ist vorteilhaft, da sie eine große Menge an Zellen effizient untersuchen und umfassende Daten über ihre Eigenschaften liefern kann. Sie ist sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der klinischen Diagnostik zu einem wichtigen Instrument geworden.

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für Bioprozesstechnologie in Antibiotika, Biosimilars, rekombinante Proteine und Andere unterteilt.

Rekombinante Proteine, die mithilfe der rekombinanten DNA-Technologie erzeugt werden, haben sich in grundlegenden wissenschaftlichen Untersuchungen und medizinischen Diagnoseverfahren als unverzichtbar erwiesen. Bei diesem Verfahren werden Gene unterschiedlicher Herkunft, oft verschiedener Spezies, kombiniert und in einen Empfängerorganismus wie Bakterien, Hefe oder Säugetierzellen eingefügt, um das gewünschte Protein zu erzeugen. Das grundlegende Verfahren besteht darin, das Gen zu extrahieren, das für die Kodierung eines bestimmten Proteins verantwortlich ist, es in einen Vektor (oft ein Plasmid oder ein viraler Vektor) einzubauen und dieses Konstrukt anschließend in die Zellen eines Wirtsorganismus einzuführen. Anschließend verwendet der Wirtsorganismus seinen zellulären Apparat, um das eingeführte Gen zu transkribieren und zu übersetzen, wodurch das gewünschte Protein entsteht. Rekombinante Proteine finden in der Biotechnologie, Medizin und Forschung vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Sie werden zur Herstellung medizinischer Proteine (wie Insulin und Wachstumshormone), Impfstoffe, Enzyme und anderer Biopharmazeutika verwendet.

Basierend auf den Endnutzern ist der globale Markt für Bioprozesstechnologie in biopharmazeutische Unternehmen, Auftragsfertigungsorganisationen, die Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, akademische Forschungsinstitute, Auftragsforschungsorganisationen und andere unterteilt.

Das Segment der Biopharmaunternehmen dominiert den globalen Markt. Biopharmaunternehmen sind auf die Entwicklung und Herstellung biopharmazeutischer Medikamente spezialisiert. Biopharmazeutika oder Biologika sind therapeutische Verbindungen aus biologischen Quellen wie lebenden Organismen, Zellen oder biologischen Systemen. Diese Medikamente unterscheiden sich von herkömmlichen Arzneimitteln und werden häufig durch chemische Synthese hergestellt. Biopharmazeutika umfassen verschiedene Medikamente, darunter monoklonale Antikörper, Impfstoffe, Gentherapien und rekombinante Proteine. Sie werden häufig zur Behandlung verschiedener medizinischer Erkrankungen eingesetzt, darunter Krebs, Autoimmunerkrankungen, Infektionskrankheiten und genetische Störungen. Die erhebliche Produktion und der Verbrauch von Bioprodukten durch diese Unternehmen treiben die Expansion dieses Segments auf dem globalen Markt voran.

jüngsten Entwicklungen

• Oktober 2023 – Nirrin Technologies, ein auf die Entwicklung analytischer Systeme für nachgelagerte Bioprozessprozesse spezialisiertes Unternehmen, präsentierte in Posterpräsentationen auf der BioProcess International-Konferenz in Boston drei innovative Anwendungen. Zu diesen Anwendungen gehören Pufferverifizierung, UF/DF-Endpunkterkennung und verdünnungsfreie Proteinquantifizierung, die alle at-line oder in-line durchgeführt werden können.
• Januar 2024 – Dotmatics, ein führendes Unternehmen, das sich auf wissenschaftliche Software für Forschung und Entwicklung spezialisiert hat, gab die Übernahme von M-Star bekannt. M-Star ist ein bekanntes Unternehmen mit Sitz in der Nähe von Baltimore, Maryland, das sich auf CFD-Software (Computational Fluid Dynamics) spezialisiert hat. Die Übernahme von M-Star bietet weitere Aussichten für den Fortschritt in der Bioprozessindustrie, insbesondere bei der Herstellung von Zell- und Genbehandlungen im Bereich der Forschung und Entwicklung in den Biowissenschaften.