Marktbericht zur Downstream-Prozessverarbeitung: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Produkt (Chromatographiesysteme, Filter, Verdampfer, Zentrifugen, Trockner, Sonstige), nach Technik (Zellaufschluss, Fest-Flüssig-Trennung, Konzentration, Reinigung mittels Chromatographie, Formulierung), nach Anwendung (Antibiotikaproduktion, Hormonproduktion, Antikörperproduktion, Enzymproduktion, Impfstoffproduktion) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen, 2025–2033

Treiber des Marktes für nachgelagerte Verarbeitung

Erhöhte Investitionen in die medizinische Forschung im Zuge des Wachstums des biopharmazeutischen Geschäfts

In den letzten Jahren hat die biopharmazeutische Branche ein rasantes Wachstum erlebt. Biopharmaunternehmen engagieren sich aktiv in der Forschung und Entwicklung einer breiten Palette innovativer und hochwirksamer regenerativer Arzneimittel. Auch die Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Bereich Biopharmazeutika und Life Sciences steigen, was das Branchenwachstum weiter ankurbelt. Dies dürfte zu einem Anstieg des weltweiten Marktes für Downstream-Prozesse führen. Die Ausgaben für Forschung und Entwicklung im medizinischen und gesundheitsbezogenen Bereich beliefen sich in den USA im Jahr 2021 auf rund 194.175 Millionen US-Dollar. Davon entfielen 43.016 Millionen US-Dollar auf den biopharmazeutischen und medizintechnischen Forschungs- und Entwicklungssektor, Unternehmen im Gesundheitswesen sowie die US-Bundesregierung.

Zwischen 2015 und 2021 stiegen die Ausgaben für medizinische und gesundheitsbezogene Forschung und Entwicklung in den Vereinigten Staaten um 37 Prozent. Da sich der Pharmasektor entwickelt und die Mittel für die medizinische Forschung steigen, wird ein entsprechendes Wachstum des Marktes für nachgelagerte Verarbeitungsprozesse erwartet.

Einwegsysteme unterstützen die Rückgewinnung von Produkten und optimieren nachgelagerte Prozesse.

Durch den Einsatz von Einwegsystemen lassen sich geringere Produktionsmengen, eine höhere Zielausbeute und längere Konformationszeiten erzielen. In der nachgelagerten Aufbereitungsindustrie herrscht großes Interesse an Membranadsorbern und Einweg-Chromatographiesäulen. Angesichts der weitverbreiteten Verwendung von Einwegfiltern, -säulen und -membranadsorbern in Forschungslaboren ist dies leicht nachvollziehbar.

Der Einsatz von Spinfiltern zur Produktkonzentration oder Diafiltration sowie anderer neuer Technologien steigert die Effizienz der nachgelagerten Prozesse. Daher wird für den Markt für Downstream-Prozesse in den nächsten Jahren ein rasantes Wachstum erwartet. Einweglösungen beschleunigen die Produktgewinnung für die erste Phase der Produktentwicklung und -bestätigung sowie für Tierversuche in frühen Entwicklungsstadien.

Marktbeschränkungen

Mangel an qualifizierten Fachkräften

Die Branche der nachgelagerten Bioprozessverarbeitung steht kurz vor einem Fachkräftemangel. Eine der wichtigsten Kompetenzen für Beschäftigte in diesem Bereich ist die Bioprozessentwicklung. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Biosimilars sind immer mehr Auftragshersteller (CMOs) in den Markt eingetreten. Es wird jedoch mit einem Fachkräftemangel gerechnet, der das Marktwachstum hemmen dürfte. Die Unternehmen werden voraussichtlich viel Zeit und Mühe investieren müssen, um ihren Mitarbeitern die notwendigen Qualifikationen für eine erfolgreiche Betriebsführung zu vermitteln. Darüber hinaus wird erwartet, dass die hohe Fluktuation in der Bioprozessindustrie das Marktwachstum zusätzlich beeinträchtigen wird.

Marktchancen für die nachgelagerte Verarbeitung

Die Entwicklung neuartiger Biotherapeutika mit niedrigerem Molekulargewicht

Der Einsatz von Upstream- und Downstream-Prozessanlagen wird vermutlich durch die Entwicklung neuer Biotherapeutika mit reduziertem Molekulargewicht vorangetrieben. Diese Methoden werden in naher Zukunft wahrscheinlich häufiger für die Herstellung monoklonaler Antikörper, rekombinanter Proteine, Antikörperfragmente, Antikörper-Wirkstoff-Konjugat-Komponenten (ADC-Komponenten) und kurzer Peptidfragmente eingesetzt werden.

Mit der Einführung maßgeschneiderter Therapien und eines vielfältigen Produktportfolios dürfte die Nachfrage nach flexibleren Produktionsmethoden mit kleinen bis mittleren Kapazitäten steigen. Biopharmazeutische Unternehmen können diese Biotherapeutika in kleinerem Maßstab, in Einwegsystemen mit einem Volumen von 100 bis 500 Litern, herstellen, anstatt große Fermenter zu verwenden.

Daher wird erwartet, dass die Entwicklung neuartiger Biotherapeutika mit niedrigerem Molekulargewicht den globalen Downstream-Verarbeitungsmarkt ankurbeln und im Laufe des Prognosezeitraums profitable Möglichkeiten schaffen wird.

Produktanalyse

Der globale Markt für Downstream-Prozesse ist in Chromatographiesysteme, Filter, Verdampfer, Zentrifugen, Trockner und Sonstiges unterteilt. Im Jahr 2021 erzielte der Sektor der Chromatographiesysteme einen Marktanteil von 42 Prozent. Das Wachstum dieser Kategorie wird voraussichtlich durch laufende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur Steigerung der Effektivität und Geschwindigkeit von Chromatographiesystemen weiter angekurbelt. Thermo Fisher Scientific brachte im April 2021 das HyPeak-Chromatographiesystem auf den Markt. Es ist das einzige Einweg-Chromatographiesystem des Unternehmens für die Bioprozessierung und spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von therapeutischen Proteinen und Impfstoffen. Das Wachstum der Branche wird zudem durch die Zunahme von Transaktionen und Weiterentwicklungen im Bereich der Chromatographiesysteme gefördert. So gab beispielsweise Sartorius Stedim Biotech im Januar 2021 die Übernahme des Geschäftsbereichs Chromatographiegeräte von Novasep bekannt.

Dies ermöglicht Sartorius die Entwicklung innovativer chromatographischer Systeme, die ihm helfen, Effizienzprobleme und Engpässe in der nachgelagerten Aufarbeitung zu lösen. Von 2022 bis 2030 wird für den Filtermarkt das schnellste jährliche Wachstum erwartet. Hauptgrund für dieses Wachstum ist die zunehmende Verwendung von Filtern zur Virusinaktivierung. Forscher der Pennsylvania State University untersuchten im September 2020 die Wirksamkeit von Planova 20N-Virusfiltern und BioEX-Hohlfaserfiltern zur Entfernung von Partikeln in Virusgröße. Diese Forschung dürfte den Einsatz von Filtern in der nachgelagerten Aufarbeitung von Biologika beschleunigen.

Technikanalyse

Der globale Markt für Downstream-Prozesse ist in Zellaufschluss, Fest-Flüssig-Trennung, Konzentration, chromatographische Reinigung und Formulierung unterteilt. Im Jahr 2021 dominierte das Segment der chromatographischen Reinigung den Markt und erzielte einen Anteil von über 40 % am Gesamtumsatz. Da Einweg-Chromatographie- und Filtrationssysteme als Branchenstandard für die nachgelagerte Bioprozessierung gelten, verfolgen Unternehmen Expansionsstrategien wie Akquisitionen, Fusionen und Kooperationen, um ihr Chromatographieangebot zu diversifizieren. So übernahm beispielsweise Repligen im Dezember 2021 das in Newton, New Jersey, ansässige Unternehmen BioFlex Solutions. Repligens Produktlinie für das Einweg-Flüssigkeitsmanagement wird durch die Übernahme wachsen und sich verbessern, was auch die Lieferkette optimiert. Durch die weitere Integration von Komponenten und Baugruppen erweitert die Übernahme von BioFlex Solutions das Systemangebot von Repligen.

Danaher Corp. schloss die Übernahme von Aldevron im August 2021 ab. Aldevron wird als eigenständiges Unternehmen und Marke unter dem Dach der Life-Sciences-Division von Danaher weitergeführt. Im Prognosezeitraum wird für das Segment der Fest-Flüssig-Trennung das höchste durchschnittliche jährliche Wachstum (CAGR) erwartet. Die Fest-Flüssig-Trennung bietet zahlreiche Vorteile, darunter Schnelligkeit, Kosteneffizienz und Eignung für die kontinuierliche Fertigung. Die dabei entstehenden hohen Scherkräfte stellen jedoch eine regelmäßige Herausforderung dar. Aus diesem Grund werden bei Verfahren mit hoher Zelldichte zunehmend moderne Technologien wie Tiefenfilter eingesetzt, darunter mehrstufige Tiefenfiltration, alternierende Tangentialfluss-Mikrofiltration und Tangentialflussfiltrationssysteme.

Anwendungsanalyse

Der globale Markt für Downstream-Prozesse ist in die Bereiche Antibiotika-, Hormon-, Antikörper-, Enzym- und Impfstoffproduktion unterteilt. Im Jahr 2021 dominierte die Antibiotikaproduktion den Markt mit über 35 % des weltweiten Umsatzes. Dieser rasante Anstieg ist auf die breite Palette von Erkrankungen zurückzuführen, für die Antibiotika eingesetzt werden. Jährlich sterben über 700.000 Menschen an antibiotikaresistenten Bakterien. Daher besteht eine starke Nachfrage nach Antibiotika, was wiederum das Marktwachstum antreibt.

Die steigende Nachfrage nach monoklonalen Antikörpern war der Hauptgrund für das rasante Wachstum der Antikörperproduktion. Die Einführung innovativer Produkte zur effektiven Antikörperreinigung treibt die Marktexpansion zusätzlich an. So brachte Cytiva beispielsweise im Januar 2021 HiScreen Fibro PrismA zur Herstellung und Reinigung monoklonaler Antikörper (mAbs) auf den Markt. Das Produkt basiert auf einer faserbasierten Protein-A-Plattform, die die Produktivität um das 20-Fache steigert.

Regionale Einblicke

Der globale Markt für Downstream-Verarbeitung ist geografisch in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

Dank staatlicher Förderung von Bioprozesstechnologien, steigender Gesundheitsausgaben und einer gut ausgebauten Gesundheitsinfrastruktur dominierte Nordamerika 2021 den Markt und erzielte mit über 35 Prozent den größten Umsatzanteil. Zudem gab es in der Region umfangreiche Kooperationen mit Unternehmen des Gesundheitswesens, die stark in die Forschung und Entwicklung von Biopharmazeutika und Impfstoffen investieren. Diese Aktivitäten haben bereits stattgefunden. Darüber hinaus bauen die wichtigsten Marktteilnehmer ihren Einfluss in diesem Bereich weiter aus. So gab beispielsweise Thermo Fisher Scientific Inc. erst kürzlich bekannt, seine klinischen Forschungseinrichtungen in Richmond, Virginia, durch eine Investition von 97 Millionen US-Dollar zu erweitern.

Asien-Pazifik: Am schnellsten wachsende Region

Die Einrichtungen, darunter die Laboranlagen, die mit der Übernahme von PPD, Inc. im Dezember 2021 erworben wurden, werden die steigende Nachfrage nach kontinuierlichen und erweiterten Labordienstleistungen in der Biopharmabranche decken und so die Arzneimittelentwicklung vorantreiben. Aufgrund der zunehmenden Investitionen von Entwicklern und Anwendern in die Biotechnologie wird erwartet, dass der Markt zwischen 2022 und 2030 im asiatisch-pazifischen Raum das schnellste Wachstum aller Regionen verzeichnen wird. Angesichts der großen Bevölkerung besteht ein wachsender Bedarf an hochmodernen medizinischen Einrichtungen. Um diese Nachfrage zu befriedigen, setzen Marktteilnehmer verstärkt auf schnelle Analysemethoden, die eine Prozessoptimierung und Bioprozessierung ermöglichen.

Aufgrund des expandierenden biopharmazeutischen Sektors in China und der hohen Nachfrage nach Medikamenten und Impfstoffen dominiert China den regionalen Markt im asiatisch-pazifischen Raum. Die biopharmazeutische Branche in China zählt zu den dynamischsten Bereichen der chinesischen Wirtschaft und befindet sich dank der Einführung modernster biopharmazeutischer Anlagen und Verfahren in einem ständigen Wandel. So erweiterte beispielsweise die Asahi Kasei Corporation, ein Anbieter von Lösungen für die Biologika-Produktion, im April 2021 ihre Aktivitäten in China durch die Gründung der Asahi Kasei Bioprocess Co., Ltd. Die Implementierung von AKBC vereinfacht die Geschäftsentwicklung in China. Dies wird durch die Lokalisierung von Bestandsmanagement und Auftragsabwicklung erreicht, wodurch Lieferzeiten verkürzt werden.