Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktübersicht

Der weltweite Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe wurde im Jahr 2022 auf 335,31 Millionen USD geschätzt. Bis 2031 soll er schätzungsweise 2.645,12 Millionen USD erreichen und im Prognosezeitraum (2023–2031) mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 25,8 % wachsen. Der wachsende Bedarf an 3D-gedruckten Prothesen auf Polypropylenbasis treibt die Expansion des Marktes für medizinische 3D-Druckkunststoffe voran.

Medizinische 3D-Druckkunststoffe sind 3D-Druckkunststoffe, die speziell für die Herstellung von 3D-Modellen medizinischer Geräte verwendet werden. Thermoplaste wie ABS, PEEK, PETG, Polymilchsäure, Polyamid und Photopolymere werden häufig auf dem Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe verwendet. Die Herstellung dreidimensionaler Festkörper mittels 3D-Druck wird im Gesundheitssektor eingesetzt. Gelegentlich wird es auch als additive Fertigung bezeichnet. Bei einem additiven Verfahren werden Materialschichten nacheinander hinzugefügt, bis das Endergebnis erreicht ist.

In jeder Schicht ist ein schmaler Querschnitt des Objekts zu sehen. Es entstehen spezielle medizinische Artikel und Geräte für die Gesundheitsbranche. Eine weitere Möglichkeit, wie die 3D-Drucktechnologie der wachsenden Nachfrage nach individueller medizinischer Behandlung gerecht wird, ist die Herstellung von medizinischen Geräten, die speziell für jeden Patienten angefertigt werden. Sie bietet auch erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen rekonstruktiven Operationen, da sie die mit komplizierten Operationen verbundenen Risiken senkt, das Infektionsrisiko verringert und die Narkosezeit verkürzt.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für medizinische 3D-Druckkunststoffe

Wachsende Medizinproduktebranche

Die Medizintechnikbranche profitiert weiterhin in rasantem Tempo von der technologischen Entwicklung im Bereich medizinischer Kunststoffe . Sie hat den Mehrwert des 3D-Drucks oder der additiven Fertigung für verschiedene medizinische Anwendungen erkannt. Die additive Fertigung wird zur Entwicklung neuer orthopädischer Implantate, chirurgischer Schneid- und Bohrführungen und Prothesen sowie zur Gestaltung von Nachbildungen von Knochen, Organen und Blutgefäßen eingesetzt. Faktoren wie steigende Gesundheitsausgaben, der Ausbau des häuslichen Gesundheitssektors, die wachsende geriatrische Bevölkerung (insbesondere in Nordamerika und Europa) und die steigende Zahl von Herz-Kreislauf-Erkrankungen treiben die Nachfrage nach Medizintechnik an. Darüber hinaus wird erwartet, dass der Markt für Medizintechnik durch mehrere Regierungsinitiativen vorangetrieben wird, die die Frühdiagnose von Krankheiten unterstützen, wie etwa die Programme der Task Force der Vereinten Nationen zur Prävention und Bekämpfung von Gebärmutterhalskrebs, den Bau von Langzeitpflegeeinrichtungen und vorteilhafte Richtlinien wie die Kostenerstattung.

Darüber hinaus werden günstige Vorschriften und lokale Anreize, insbesondere in Ländern wie Indien und China, die Nachfrage nach medizinischen Geräten in den kommenden Jahren ankurbeln. So hat die chinesische Regierung mehrere Initiativen wie den 13. Fünfjahresplan, Healthy China 2030 und Made in China 2025 auf den Weg gebracht, um langfristiges Wachstum und Innovation in der Gesundheitsversorgung zu unterstützen, was die Nachfrage nach medizinischen Geräten ankurbeln und wiederum das Wachstum des Marktes für medizinische 3D-Druckkunststoffe im Prognosezeitraum vorantreiben dürfte. Darüber hinaus spielte der Ausbruch der COVID-19-Pandemie eine große Rolle bei der Steigerung der weltweiten Nachfrage nach medizinischen Geräten. Länder wie die USA, China, Brasilien, Indien, Russland und Spanien investieren stark in die Herstellung medizinischer Geräte wie invasive und nicht-invasive Beatmungsgeräte, Filter für Beatmungsgeräte, oropharyngeale Atemwegsgeräte, Katheter, Kanülen und andere und schaffen so lukrative Wachstumschancen für den Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe.

Steigende Nachfrage nach Prothetikanwendungen

Die 3D-Drucktechnologie wird in der Prothesenherstellung revolutioniert, da sie zeitsparend, leicht anpassbar und arbeitsintensiv ist. Die Technologie wird häufig bei der Herstellung von Prothesen für Menschen mit Gliedmaßenamputationen eingesetzt. Das verbesserte Wissen der Patienten über Ersatzoperationen in Verbindung mit der steigenden geriatrischen Bevölkerung, insbesondere in Ländern wie Deutschland, den USA, Japan, Kanada und anderen, dürfte die Nachfrage nach Gliedmaßenamputationen in den kommenden Jahren ankurbeln. In den letzten Jahren treiben immer mehr Menschen Sport und wählen Sport als Karriere, was voraussichtlich zu einer Zunahme von Sportverletzungen führen wird. Laut dem National Safety Council gab es in den USA im Jahr 2019 etwa 468.000 Verletzungen in der Kategorie Sport und Freizeit.

Darüber hinaus ist ein alarmierender Anstieg häufiger Verkehrsunfälle zu verzeichnen, was die Nachfrage nach Amputationen von Gliedmaßen weltweit ankurbelt. Laut dem National Safety Council gab es 2019 in den USA etwa 4,4 Millionen Verkehrsunfälle, was erheblich zur Nachfrage nach Prothesen beitrug. Die steigende Zahl von Amputationen aufgrund von Osteosarkomen und Gelenkkrebs, vorwiegend in der Altersgruppe der Jugendlichen, ist ein weiterer Faktor, der die Prothesenindustrie antreibt und die Nachfrage nach medizinischen 3D-Druckkunststoffen ankurbelt.

Darüber hinaus hat die steigende Zahl von Gliedmaßenamputationen die Nachfrage nach künstlichen Gliedmaßen oder Prothesen erhöht, was zur Entwicklung von 3D-gedruckten Prothesen aus Polypropylen geführt hat, die schnell hergestellt werden können und leicht an die Anforderungen des Patienten angepasst werden können, wodurch die Kosten des Endprodukts gesenkt werden. Laut der American Orthotics and Prosthetics Association liegen die durchschnittlichen Kosten für eine Prothese zwischen 1.500 und 8.000 USD, die durch 3D-Druck auf 50 USD gesenkt werden können. Daher fördert die steigende Nachfrage nach 3D-gedruckten Prothesen auf Polypropylenbasis das Wachstum des Marktes für medizinische 3D-gedruckte Kunststoffe .

Globale Marktbeschränkung für medizinische 3D-Druckkunststoffe

Hohe Kosten im Zusammenhang mit 3D-Druck

3D-Druck oder additive Fertigung erfährt auf dem Weltmarkt einen starken Nachfrageschub, da es im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden wie Blasformen, Spritzguss, Extrusion usw. hocheffizient ist. Die additive Fertigung vermeidet werkzeugbedingte Einschränkungen der Geometrie, die durch traditionelle Produktion erreicht werden können. Sie hilft auch bei der effizienten Herstellung von Produkten mit niedriger Produktionsrate, wodurch Hersteller eine einzelne Einheit produzieren können, die auf die Bedürfnisse des Käufers zugeschnitten ist und eine hohe Differenzierung ermöglicht. Aufgrund der hohen Produktionskosten ist der 3D-Druck jedoch hauptsächlich auf die Erstellung von Prototypen von Produktmodellen beschränkt. Daher sind die hohen Produktionskosten für 3D-gedruckte Kunststoffteile ein Hindernis für das Marktwachstum.

Darüber hinaus sind die Anschaffungskosten für 3D-Druckgeräte hoch. Handelsübliche Geräte sind kapitalintensiv. Darüber hinaus sind die Kosten für Materialien und medizinische Kunststoffe für den 3D-Druck hoch, da diese von höchster Qualität sind und speziell für 3D-Druckanwendungen in der medizinischen Industrie entwickelt wurden. Um die enormen Produktionskosten zu bewältigen, betreiben die Hersteller von 3D-Druckern jedoch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, um einen kostengünstigen pulverbasierten 3D-Drucker zu entwickeln, der Tintenstrahldrucktechnologie nutzt. Der Drucker verwendet handelsübliche Teile, um die Kosten weiter zu senken.

Globale Marktchancen für medizinische 3D-Druckkunststoffe

Zunehmende Komplexität bei Produktdesign und -entwicklung

Die Herstellung hochwertiger und sicherer Geräte für die Patientenversorgung ist für Hersteller medizinischer Geräte ein großes Anliegen. Die Vorschriften für medizinische Geräte sind umfangreich, nehmen rasch zu und werden durch juristische Formalitäten kompliziert. Funktionale und wirksame medizinische Geräte sind das Ergebnis gut verwalteter Produktionsprozesse. Medizinische Geräte, biologische Produkte und Arzneimittel unterliegen strengen Vorschriften und Standards der Good Manufacturing Practice (GMP), die manchmal auch als „Qualitätssysteme in der Herstellung“ bezeichnet werden.

Viele Medizintechnikunternehmen haben ihre F&E-Arbeit ausgelagert, um Geschäftsrisiken zu minimieren, die Markteinführung von Produkten zu beschleunigen und Kosten zu senken. Dies führt zu einem deutlichen Anstieg der Ausgaben; daher setzen Erstausrüster von Medizinprodukten schnell auf Outsourcing als eines der wirksamsten Mittel zur Kostensenkung. Darüber hinaus werden implantierbare medizinische Geräte (IMDs) zunehmend eingesetzt, um die medizinischen Ergebnisse der Patienten zu verbessern. Das Design implantierbarer medizinischer Geräte muss Komplexität, Zuverlässigkeit, Stromverbrauch und Kosten in Einklang bringen. Unternehmen konzentrieren sich mehr auf Innovation und weniger auf Nebenaktivitäten, um erfolgreiche Produkte auf den Markt zu bringen. Diese Faktoren werden voraussichtlich den Markt für das Outsourcing von Medizinprodukten ankurbeln.

Regionalanalyse

Regional ist der globale Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe in Europa, Nordamerika, Asien-Pazifik und LAMEA unterteilt.

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

Nordamerika ist der weltweit bedeutendste Marktteilnehmer für medizinische 3D-Druckkunststoffe und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 25,6 % aufweisen. Ein großer Teil der Nachfrage nach medizinischen 3D-Druckkunststoffen resultiert aus der zunehmenden Nutzung der 3D-Drucktechnologie im medizinischen Bereich, insbesondere bei der Herstellung von Implantaten, Prothesen und chirurgischen Instrumenten. Zu den Vorteilen von PLA-Filamenten zählen seine Benutzerfreundlichkeit, die überlegene Qualität des gedruckten Objekts und seine weit verbreitete Anwendung in vielen Sektoren, einschließlich des Gesundheitswesens. Ein wichtiger Faktor, der das Marktwachstum in Nordamerika vorantreibt, sind die steigenden Pro-Kopf-Gesundheitsausgaben in den USA in Form von Krankenversicherungen.

Darüber hinaus wird erwartet, dass die Nachfrage nach Prothesen, Zahnspangen, Operationsplanern, Prototypen und zahnmedizinischer Ausrüstung in den kommenden Jahren steigen wird, was den nordamerikanischen Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe im Prognosezeitraum ankurbeln wird. Eine hohe Akzeptanz des 3D-Kunststoffdrucks in der gesamten Medizinbranche wird wahrscheinlich das Marktwachstum ankurbeln. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Präsenz wichtiger Hersteller die Nachfrage nach medizinischen 3D-Druckkunststoffen in der Region ankurbeln wird. Eine Zunahme von Fusionen und Übernahmen, höhere F&E-Investitionen, Betriebsintegration und Standortverlagerungen treiben in erster Linie die Nachfrage nach medizinischem 3D-Kunststoffdruck in Nordamerika an.

Europa wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 26,1 % wachsen. Der europäische Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe ist ständig in umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten engagiert, um seine Produktionsbasis zu erweitern. Hersteller medizinischer Geräte nutzen zunehmend die 3D-Drucktechnologie, da sie damit ihre Herstellungs- und Lagerkosten senken und so Skaleneffekte erzielen können. Darüber hinaus werden große Marktteilnehmer und zahlreiche europäische Produktionseinheiten im Prognosezeitraum wahrscheinlich das Marktwachstum vorantreiben. Massenanpassung, neuere Fähigkeiten, kürzere Vorlaufzeiten und hohe Geschwindigkeit werden voraussichtlich das Wachstum des Marktes für medizinische 3D-Druckkunststoffe in Europa vorantreiben. Europa war im Jahr 2020 in Bezug auf Volumen und Umsatz der zweitgrößte regionale Markt und wird seinen Platz im Prognosezeitraum voraussichtlich beibehalten.

Darüber hinaus steigern die zunehmende Zahl älterer Menschen und die zunehmende Verbreitung chronischer Krankheiten in der Region die Nachfrage nach medizinischen Geräten und treiben das Wachstum des Marktes voran. Die hohe Akzeptanz von 3D-Druckkunststoffen in der gesamten Medizinbranche sowie steigende staatliche Investitionen in den Gesundheitssektor dürften den europäischen Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe im Prognosezeitraum positiv beeinflussen.

Der asiatisch-pazifische Raum dürfte im Prognosezeitraum deutlich wachsen. In Bezug auf Volumen und Umsatz dominierte Japan 2022 den Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe im asiatisch-pazifischen Raum. Die Region wird von der steigenden Produktnachfrage in verschiedenen Anwendungen angetrieben, darunter orthopädische Implantate und Frakturfixierung. Die steigenden Fälle von Osteoporose und Osteoarthritis in Ländern wie Japan und China aufgrund des höheren Anteils älterer Menschen an der Bevölkerung dürften das Marktwachstum in der Region in den kommenden Jahren vorantreiben.

Laut dem japanischen Statistikamt und dem Ministerium für Innere Angelegenheiten und Kommunikation wuchs die ältere Bevölkerung (über 65 Jahre) im Jahr 2019 im Vergleich zum Vorjahr um 1 % auf 35,89 Millionen, was 28 % der Bevölkerung entspricht. Dieser Trend, gepaart mit Erkrankungen mit geringer Knochendichte, der zunehmenden Verwendung orthopädischer Implantate bei Patienten mittleren Alters und der Einführung biologisch abbaubarer Implantate und interner Fixierungsvorrichtungen, dürfte den Bedarf an medizinischen 3D-Druckkunststoffen im Prognosezeitraum ankurbeln.

Segmentanalyse

Der globale Markt für medizinische 3D-Druckkunststoffe ist nach Typ und Form segmentiert.

Basierend auf dem Typ wird der globale Markt in Fotopolymer, PEEK, Polymilchsäure, ABS, Polyamid und PETG unterteilt.

Das Segment der Fotopolymere dominiert den Weltmarkt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 25,6 % aufweisen. Fotopolymere sind lösliche flüssige Mischungen aus Monomeren, Polymerbasen und Oligomeren sowie einem Fotoinitiator. Sie sind lichtempfindliche Polymermaterialien, deren physikalische und chemische Eigenschaften durch Licht verändert werden. Ultraviolettes Licht löst die Reaktion aus und verändert die Eigenschaften der Fotopolymere. Sie spielen eine wichtige Rolle in mehreren Druckverfahren, wie etwa 3D-Druck, Poly-Jet und Tintenstrahldruck.

Darüber hinaus werden Photopolymere in zahlreichen Anwendungsbranchen eingesetzt, da sie in 3D-gedruckten Produkten als Bindemittel, Zusatzstoffe, Farbstoffe, Weichmacher und chemische Wirkstoffe fungieren. Sie bieten außerdem mehrere Vorteile, wie z. B. Bildschärfe, bessere Tintenabscheidung und hohe Haltbarkeit. Zahnprothesen sind eine gängige medizinische Anwendung für im 3D-Druck hergestellte Photopolymere. Beispielsweise bietet Graphy, Inc., ein in Südkorea ansässiger Hersteller von 3D-druckbaren Photopolymerharzen, Tera Harz an, ein 3D-Druckmaterial für zahnmedizinische Anwendungen.

Polyetheretherketon (PEEK), ein teilkristallines polyaromatisches thermoplastisches Polymer, weist viele vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf, die seinen Einsatz in chirurgischen Anwendungen ermöglichen. PEEK-LTI, PEEK-LT2 und PEEK-LT3 sind die Formen von PEEK, die in der orthopädischen, Wirbelsäulen- und Kieferchirurgie verwendet werden. Die kombinierte Verwendung von PEEK-Verbundwerkstoffen verbessert die antimikrobiellen und osteoinduktiven Eigenschaften. Die aus PEEK hergestellten Verbundwerkstoffe werden zu einer immer einflussreicheren Gruppe von Biomaterialien für umfassende Anwendungen im medizinischen Bereich.

In der Zahnmedizin weisen PEEK-Implantate im Vergleich zu Titanimplantaten eine spannungsarme Abschirmung auf, da PEEK in Bezug auf seine mechanischen Eigenschaften den menschlichen Knochen ähnelt. PEEK ist auch ein hervorragendes Material für festsitzende Prothesen. Pedikelbasierte Stabsysteme werden aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt, hauptsächlich für Nichtfusionen. In bestimmten Fällen können sie jedoch auch als Befestigung für Fusionsverfahren dienen.

Basierend auf der Form wurde der globale Markt weiter in Filament, Pulver und Tinte segmentiert.

Das Filamentsegment besitzt den höchsten Marktanteil an Kunststoffen für den medizinischen 3D-Druck und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 26,2 % wachsen. Die 3D-Kunststofffilamente sind thermoplastische Kunststoffe und werden auf dem weltweiten 3D-Druckmarkt häufig verwendet, da sie beim Erhitzen flexibel sind. Polymilchsäure- und ABS-Filamente werden in der Druckindustrie weltweit häufig verwendet. Sie werden als thermoplastischer Rohstoff verwendet, der für das Fused Deposition Modeling in 3D-Druckern verwendet wird. Aufgrund des steigenden Umweltbewusstseins greifen Kunden zunehmend auf Kunststofffilamente aus recyceltem Kunststoff zurück. Reflow ist eines der Unternehmen, das Kunststofffilamente für den 3D-Druck aus recyceltem Kunststoff herstellt und verkauft.

Das Pulversegment ist das zweitgrößte. Einige Eigenschaften von 3D-Druckkunststoffen sind Flexibilität, hohe Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit. Das Pulver ist auch in leuchtenden Farboptionen erhältlich. Aufgrund ihrer hohen Porosität wird ihre Nachfrage auf dem globalen Markt für 3D-Druckkunststoffe jedoch wahrscheinlich zurückhaltend sein. Darüber hinaus verwenden High-End-3D-Drucker pulverbasierte Kunststoffe. Polyamid/Nylon und Aluminid werden häufig verwendet, um 3D-Modelle in Pulverform herzustellen. Selektives Lasersintern gehört zu den am meisten bevorzugten Technologien für 3D-gedruckte Teile aus Polyamidpulver.

jüngsten Entwicklungen

• Oktober 2023 – Formlabs gab bekannt, dass es seiner Bibliothek drei 3D-Druckmaterialien mit Gesundheitsthema hinzugefügt hat. Das Inventar des Unternehmens umfasst BioMed Elastic 50A Resin, BioMed Flex 80A Resin und IBT Flex Resin.