Informe de análisis de tamaño, participación y tendencias del mercado de órganos en chip por tipo de órgano (corazón en chip, humano en chip, intestino en chip, riñón en chip, hígado en chip, pulmón en chip), por aplicaciones (descubrimiento de fármacos, investigación toxicológica, desarrollo de modelos fisiológicos), por usuario final (empresas farmacéuticas y de biotecnología, institutos académicos y de investigación, otros) y por región (Norteamérica, Europa, APAC, Oriente Medio y África, LATAM) Pronósticos, 2024-2032

Tamaño y tendencias de los órganos en chip

El tamaño del mercado mundial de órganos en chip se valoró en USD 219,99 millones en 2023. Se estima que alcanzará los USD 2.658,31 millones para 2032, creciendo a una CAGR del 31,9% durante el período de pronóstico (2024-2032). En los últimos años, ha habido preocupaciones éticas y regulaciones estrictas que rigen el uso de animales como modelos en pruebas e investigación de medicamentos, lo que ha aumentado la demanda de métodos de prueba alternativos, aumentando así el crecimiento del mercado mundial de órganos en chip. Además, se estima que los avances tecnológicos en microfluídica y microfabricación, que ayudan en el desarrollo de modelos eficientes para la investigación, crearán oportunidades para la expansión del mercado global.

La tecnología de órganos en un chip (OoC) es un enfoque innovador que imita las complejas funciones biológicas de los órganos humanos en dispositivos diseñados mediante microingeniería. Estos microchips integran células humanas vivas en estructuras diseñadas con precisión que simulan el entorno físico y químico de los tejidos reales.

Al replicar las funciones a nivel de órganos, los dispositivos OoC ofrecen un modelo más preciso para estudiar la fisiología humana, los mecanismos de las enfermedades y las respuestas a los fármacos en comparación con los cultivos celulares y los modelos animales tradicionales. Esta tecnología permite a los investigadores observar cómo interactúan las células humanas en un entorno controlado, lo que conduce a predicciones más fiables de cómo actuarán los fármacos en el cuerpo humano.

Además, los OoC tienen el potencial de reducir la dependencia de las pruebas con animales, acelerando el desarrollo de nuevos tratamientos médicos y garantizando al mismo tiempo una mayor seguridad y eficacia. Este avance es prometedor para la medicina personalizada, que ofrece terapias a medida basadas en respuestas individuales.

Reflejos

• El segmento de tipo de órgano dominó el hígado en chip
• La investigación toxicológica dominó el segmento de aplicaciones
• Las empresas farmacéuticas y biotecnológicas dominaron el segmento de usuarios finales
• América del Norte es el mayor accionista del mercado global

Factores de crecimiento del mercado de órganos en chip

Demanda creciente de alternativas a la experimentación con animales

La creciente demanda de alternativas a la experimentación con animales es un factor decisivo para el mercado de los experimentos con animales. Los métodos tradicionales de experimentación con animales suelen ser criticados por sus implicaciones éticas, sus elevados costes, sus estrictas limitaciones reglamentarias y su limitado valor predictivo de las respuestas humanas.

El reglamento REACH de la Unión Europea, que promueve el uso de métodos de prueba alternativos para reducir la experimentación con animales, es un ejemplo de apoyo normativo que impulsa la adopción de tecnologías OoC. La tecnología de órganos en chips ofrece una solución prometedora al proporcionar una alternativa más precisa y ética. Estos chips pueden replicar las funciones de los órganos humanos a microescala, lo que ofrece mejores modelos predictivos para la prueba de medicamentos y la investigación de enfermedades.

Además, las compañías farmacéuticas reconocen cada vez más las limitaciones de los modelos animales, que a menudo no predicen con precisión las respuestas humanas debido a las diferencias entre especies. Los modelos de órganos en chip pueden proporcionar datos más relevantes sobre la fisiología humana, mejorando la eficiencia y la eficacia de los procesos de desarrollo de medicamentos. Se espera que el creciente énfasis en la reducción de las pruebas con animales y la necesidad de métodos de investigación más confiables y humanos impulsen la adopción de tecnologías de órganos en chip, impulsando el crecimiento del mercado.

Restricciones en el mercado de órganos en chip

Altos costos y desafíos técnicos

A pesar del prometedor potencial de la tecnología de órganos en chip, el mercado enfrenta importantes restricciones debido a los altos costos y desafíos técnicos. El desarrollo y la fabricación de estos sofisticados dispositivos requieren materiales avanzados, ingeniería de precisión y técnicas de microfabricación complejas, lo que genera costos de producción sustanciales. Además, la integración de múltiples tipos de células y la replicación de entornos específicos de órganos exigen conocimientos y equipos especializados, lo que aumenta aún más los costos. Por ejemplo, la creación de un hígado en chip implica replicar la compleja microarquitectura del hígado y garantizar la funcionalidad adecuada de los hepatocitos, las células endoteliales y otras células de soporte.

Estos desafíos técnicos pueden generar altos costos operativos y limitar la escalabilidad de la producción de órganos en chip. Además, la complejidad de estos dispositivos plantea desafíos para la estandarización y la aprobación regulatoria. Garantizar un rendimiento y una reproducibilidad consistentes en diferentes modelos y lotes es fundamental para lograr la aceptación regulatoria y una adopción generalizada en la industria farmacéutica. Estas barreras técnicas y de costos pueden obstaculizar el crecimiento del mercado, especialmente para las instituciones de investigación más pequeñas y las empresas con presupuestos limitados.

Oportunidades de mercado para órganos en chips

Avances en tecnologías de microfluídica y microfabricación

Los avances en las tecnologías de microfluidos y microfabricación son un importante impulsor del mercado de órganos en chip. La microfluídica, que implica la manipulación de pequeños volúmenes de fluidos, ha permitido el desarrollo de modelos sofisticados que pueden imitar las condiciones fisiológicas del cuerpo humano. Estas tecnologías permiten el control preciso del microentorno, incluidos los caudales, la presión y las interacciones celulares, que son fundamentales para replicar las complejas funciones de los órganos humanos.

Por ejemplo, los investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard han desarrollado un pulmón en chip que imita la interfaz alvéolo-capilar del pulmón humano, lo que demuestra el potencial de estos dispositivos para modelar con precisión las funciones y enfermedades a nivel de órganos. Estas innovaciones no solo mejoran la fiabilidad de las pruebas de fármacos y la modelización de enfermedades, sino que también reducen la dependencia de las pruebas con animales, lo que se alinea con los estándares éticos y los requisitos regulatorios.

A medida que estas tecnologías continúan evolucionando, se espera que creen oportunidades para el crecimiento del mercado OoC al permitir modelos más sofisticados y precisos para la investigación biomédica y las pruebas farmacéuticas.

Análisis regional del mercado de órganos en chip

América del Norte domina el mercado global

Según la región, el mercado mundial de órganos en chip se bifurca en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África.

Se estima que América del Norte posee la mayor participación de mercado en el mercado global y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 30,2 % durante el período de pronóstico. Este predominio se puede atribuir a un sólido ecosistema de investigación y desarrollo, un fuerte apoyo gubernamental y la presencia de empresas biotecnológicas y farmacéuticas líderes. Además, el enfoque de la región en el avance de las tecnologías de atención médica y la creciente demanda de métodos de prueba alternativos la han convertido en un mercado clave para las innovaciones OoC. Además, el mercado se concentra principalmente en Estados Unidos y Canadá, los cuales contribuyen significativamente al crecimiento general de la región.

El mercado estadounidense de órganos en chip es el más grande de América del Norte y representa la mayor parte de los ingresos de la región. Este dominio se sustenta en importantes inversiones en investigación y desarrollo, tanto del sector público como del privado. Las agencias gubernamentales, como los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), han asignado fondos sustanciales a proyectos OoC, reconociendo su potencial para revolucionar el descubrimiento de fármacos y las pruebas toxicológicas. Además, Estados Unidos alberga varias empresas biotecnológicas y farmacéuticas líderes, como Pfizer y Johnson & Johnson, que están incorporando activamente modelos de órganos en chip en sus procesos de pruebas preclínicas. Por lo tanto, la fuerte presencia de instituciones académicas y centros de investigación refuerza aún más la posición del país como líder mundial en esta tecnología.

El mercado canadiense de órganos en chip también está surgiendo como un actor importante en América del Norte, con un énfasis creciente en la investigación y la innovación en el ámbito de la atención sanitaria. El gobierno y las instituciones académicas del país están invirtiendo cada vez más en la tecnología de órganos en chip como parte de esfuerzos más amplios para promover la medicina personalizada y reducir la dependencia de las pruebas con animales. Las organizaciones de investigación canadienses, como la Universidad de Toronto y la Universidad McMaster, están a la vanguardia del desarrollo de nuevos modelos OoC, en particular en áreas como la investigación cardiovascular y neuronal. Además, el entorno regulatorio favorable de Canadá y las iniciativas de investigación colaborativas con los EE. UU. contribuyen al crecimiento del mercado, lo que convierte al país en un centro importante para los avances de OoC en América del Norte.

En consecuencia, se prevé que todos estos factores en conjunto aumenten el crecimiento del mercado de órganos en chip en América del Norte.

La región de Oriente Medio y África (MEA) está adoptando gradualmente la tecnología, impulsada por los avances en la infraestructura sanitaria y el aumento de las inversiones gubernamentales en investigación biomédica. Si bien el mercado en esta región aún se encuentra en sus primeras etapas, países clave como los Emiratos Árabes Unidos y Arabia Saudita están liderando el camino en la adopción y promoción de soluciones sanitarias innovadoras, lo que convierte a la región MEA en un mercado emergente para la tecnología de órganos en chip.

El mercado de órganos en chip de los Emiratos Árabes Unidos está a la vanguardia de la adopción de tecnologías médicas avanzadas en la región de Oriente Medio y África, con un fuerte enfoque en la mejora de su sistema de atención sanitaria. La Visión Económica de Abu Dabi 2030, que tiene como objetivo convertir a la ciudad en un centro mundial de innovación, ha dado lugar a un aumento de las inversiones en investigación y desarrollo en el ámbito de la atención sanitaria. Además, los Emiratos Árabes Unidos están buscando activamente colaboraciones con instituciones y empresas de investigación internacionales para introducir tecnologías de vanguardia como los órganos en chip en su sector sanitario.

Por ejemplo, la Universidad de Medicina y Ciencias de la Salud Mohammed Bin Rashid (MBRU) ha participado en proyectos de investigación que exploran el potencial de los modelos de órganos en chips para la medicina personalizada y las pruebas de medicamentos, en consonancia con los objetivos del país de fomentar la innovación y mejorar los resultados de la atención sanitaria.

El mercado de órganos en chip de Arabia Saudita es otro actor clave en la región de Oriente Medio y África, impulsado por su iniciativa Visión 2030, que prioriza el desarrollo de un sector de atención de la salud sólido. El gobierno saudí ha estado invirtiendo fuertemente en investigación médica y biotecnología, creando un entorno favorable para la adopción de la tecnología de órganos en chip. La Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) ha estado a la vanguardia de la investigación en microfluídica y bioingeniería, que son esenciales para el desarrollo de dispositivos de órganos en chip.

Además, el compromiso del país de reducir la dependencia del petróleo y diversificar su economía ha llevado a un aumento de la financiación de la investigación científica, incluidos proyectos centrados en tecnologías sanitarias avanzadas. Estos esfuerzos están posicionando a Arabia Saudita como líder en la región de Oriente Medio y África en la adopción de la tecnología de órganos en chips, con el foco puesto en la mejora de los procesos de descubrimiento de fármacos y tratamientos específicos para cada paciente.

Por lo tanto, se prevé que los factores mencionados fomenten la expansión del mercado de órganos en chip en Oriente Medio y África.

Perspectiva del analista

Según nuestro analista de investigación, el futuro de la industria de los órganos en chip es indudablemente prometedor. A medida que la tecnología siga avanzando y aborde las limitaciones actuales, se espera que aumente la adopción de sistemas OoC. La integración de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático con la tecnología OoC podría mejorar aún más el análisis predictivo, lo que daría lugar a procesos de desarrollo de fármacos más eficientes y precisos.

Además, a medida que los desafíos de salud global evolucionen, la demanda de soluciones innovadoras como los dispositivos OoC no hará más que intensificarse. La industria está preparada para un crecimiento significativo, impulsado por la investigación en curso, las colaboraciones estratégicas y la creciente conciencia de los beneficios éticos y prácticos de esta tecnología. Por lo tanto, con inversión, innovación y colaboración continuas, la tecnología OoC tiene el potencial de redefinir la investigación biomédica, ofreciendo conocimientos sin precedentes sobre la salud y la enfermedad humanas.

Análisis segmentario del mercado de órganos en chip

El mercado mundial de órganos en chip está segmentado por tipo de órgano, aplicación y usuario final.

Según el tipo de órgano, el mercado mundial de órganos en chip se bifurca en corazón en chip, humano en chip, intestino en chip, riñón en chip, hígado en chip y pulmón en chip.

El segmento de hígado en chip es responsable de la mayor participación de mercado y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 31,3 % durante el período de pronóstico. El segmento de hígado en chip es una de las áreas más destacadas y de más rápido crecimiento dentro del mercado de órganos en chip (OoC), debido al papel fundamental del hígado en el metabolismo y la desintoxicación de fármacos. Estos modelos replican la microarquitectura y las funciones del hígado, lo que proporciona una plataforma más precisa para estudiar la toxicidad hepática inducida por fármacos y los mecanismos de la enfermedad.

Los investigadores y las compañías farmacéuticas utilizan dispositivos de hígado en chip para evaluar la seguridad y eficacia de los fármacos candidatos, reduciendo la dependencia de las pruebas con animales y mejorando la previsibilidad de las respuestas humanas. Por ejemplo, TissUse y Mimetas han desarrollado modelos de hígado en chip que permiten realizar estudios a largo plazo de la función hepática y la progresión de la enfermedad. El creciente énfasis en la reducción de los costos de desarrollo de fármacos y la mejora de la seguridad del paciente está impulsando la adopción de la tecnología de hígado en chip, lo que la convierte en un segmento crucial en el mercado más amplio de hígado en chip.

Según la aplicación, el mercado global de órganos en chip está segmentado en descubrimiento de fármacos, investigación toxicológica y desarrollo de modelos fisiológicos.

El segmento de investigación toxicológica dominó el mercado y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 31,5 % durante el período de pronóstico. El segmento de investigación toxicológica es un área de aplicación clave dentro del mercado de órganos en chip (OoC), ya que las tecnologías OoC ofrecen una plataforma avanzada para estudiar los efectos toxicológicos de sustancias químicas, medicamentos y otras sustancias en los órganos humanos. Los métodos tradicionales in vitro e in vivo a menudo no logran predecir las respuestas tóxicas específicas de los humanos, lo que conduce a costosos fracasos en el desarrollo de medicamentos.

Los modelos de órganos en chip, como el hígado en chip y el riñón en chip, proporcionan una representación más precisa de la función de los órganos humanos, lo que permite a los investigadores observar las respuestas en tiempo real a las sustancias tóxicas. Por ejemplo, empresas como Emulate Inc. están utilizando modelos de hígado en chip para estudiar la toxicidad hepática inducida por fármacos, una de las principales causas de retirada de fármacos del mercado. Al ofrecer una alternativa más predictiva y ética a las pruebas con animales, el segmento de la investigación toxicológica está creciendo rápidamente, lo que impulsa la demanda de modelos OoC avanzados.

Según los usuarios finales, el mercado mundial de órganos en chip se divide en empresas farmacéuticas y de biotecnología, institutos académicos y de investigación, y otros.

El segmento de empresas farmacéuticas y biotecnológicas tuvo la mayor participación de mercado y se prevé que se expanda a una CAGR del 31,1 % durante el período de pronóstico. Las empresas farmacéuticas y biotecnológicas son fundamentales para impulsar el mercado de órganos en chip (OoC). Estas empresas adoptan cada vez más tecnologías OoC para mejorar el desarrollo de fármacos y reducir los altos costos y el tiempo asociados con los métodos tradicionales de prueba de fármacos. Los modelos OoC ofrecen predicciones más precisas de las respuestas humanas a los fármacos, lo que minimiza el riesgo de fallas en etapas posteriores de los ensayos clínicos.

Por ejemplo, Pfizer y AstraZeneca han invertido en tecnologías de órganos en chip para mejorar sus procesos de pruebas preclínicas. Al utilizar estos modelos, las empresas pueden identificar la eficacia y toxicidad de los posibles fármacos candidatos en las primeras fases del proceso de desarrollo, lo que mejora significativamente la tasa de éxito de los nuevos fármacos. La demanda de medicina personalizada y la necesidad de cumplir con estrictos requisitos regulatorios impulsan aún más la adopción de tecnologías OoC, lo que convierte a las empresas farmacéuticas y biotecnológicas en uno de los segmentos más grandes y más importantes de este mercado.

• Abril de 2024: CN Bio logró recaudar USD 21 millones en financiación de Serie B para abordar la creciente necesidad de sus soluciones de órganos en chip (OOC). El efectivo se obtuvo de varios inversores nuevos: Bayland Capital contribuyó con USD 10 millones y CN Innovations, un socio fundador, proporcionó USD 5,5 millones.