3Dプリント手術モデル市場 サイズと展望 2025-2033

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3Dプリント手術モデル市場の成長要因

医療現場における3Dプリントモデルの利用増加

3Dプリントは、患者固有の解剖学的および手術モデルを作成し、外科医やその他の外科スタッフによる効果的な意思決定、手術シミュレーション、正確な手術計画に役立ちます。3Dプリントは手術時間を短縮するため、患者と医師の双方にメリットをもたらします。3Dプリント手術モデルのこれらの利点は、市場の成長を促進すると予想されています。医療用CAD/CAMソフトウェアの容易なアクセスと、デスクトップ3Dプリンターの比較的安価な価格も、病院が3Dプリントラボを設立する上での助けとなると期待されています。さらに、大規模な医療機関や大学病院における社内3Dプリントセンターの開発のための研究開発助成金の利用可能性も、市場の成長を促進すると予想されています。

3Dプリント手術模型の償還コードの承認

2019年7月、米国医師会は3Dプリント解剖模型とカスタマイズされた手術器具の償還コードを承認しました。これらの償還コードにより、医療および臨床分野における3Dプリントの利用と採用が拡大すると期待されています。償還の枠組みはまだ発展途上ですが、様々な関係者が3Dプリントサービスの恒久的な償還コードの実現に向けて取り組んでいます。例えば、米国放射線学会と北米放射線学会は、医療現場における3Dプリント技術の導入拡大を記録するため、病院における3Dプリントデータの取得に関するレジストリの構築に協力しています。

阻害要因

3Dプリントに伴う高コスト

3Dプリントに関連するコストは、材料費、人件費、金型費、後処理費の4つの主要な領域に分類できます。生産設備への初期投資は、関連コストを増加させます。高精度3Dプリント設備への初期投資は高額になる場合があり、購入と設置に費用がかかります。さらに、プリントプロセスで使用される材料は、従来の製造材料よりも重量あたりの価格が高くなります。3Dプリントの後処理コストは、生産コスト全体の4%から13%を占めます。まとめると、3Dプリントに関連するコストは高額です。したがって、予算が限られている中小規模の医療機関では、3Dプリント導入における大きな制約の一つとなっています。

市場機会

研究開発と投資の増加

研究開発への投資の増加は、高性能な特性を持つ生体適合性材料の開発と、より高性能なマルチマテリアルプリンターの導入を促進しています。ハードウェア、ソフトウェア、材料、プロセスに関するイノベーションは、最終製品の速度、柔軟性、精度、そしてリアルな品質を向上させ、リアルな模型の製造機会を生み出すことが期待されています。例えば、コロラド大学ボルダー校のエンジニアたちは、物体の剛性を正確かつ局所的に制御しながら3Dプリントする革新的な技術を開発しました。最終的な目標は、この手法を用いて人工動脈や臓器組織を作成することです。

専門分野の洞察

世界の3Dプリント手術モデル市場は、整形外科、脳神経外科、心臓外科／インターベンショナル・カーディオロジー、消化器内科、食道内視鏡検査、再建手術、外科腫瘍学、移植手術に分類されます。

市場の大部分は整形外科分野であり、予測期間中に15.3%のCAGRで成長すると予想されています。3Dプリント技術は、整形外科手術の術前計画に広く利用されています。3Dプリント技術は、研究、開発、そして手術成績の向上に幅広い影響を与えています。手術精度の向上、術後リスクの軽減に役立ちます。さらに、3Dプリントモデルは、外科医が手術室で行う処置について患者に適切な情報を提供するのに役立ちます。関節炎や骨折の増加は、予測期間中、3Dプリント手術モデルの市場成長を後押しするでしょう。

正確な生理学的および解剖学的特性を備えた3Dプリントモデルは、カスタマイズ可能で変更可能な脳の表現として機能します。これらのモデルは、患者教育、術前計画、脳神経外科のトレーニングを向上させます。これらのモデルは、ステレオリソグラフィー技術を用いて磁気共鳴画像に基づいて構築されます。トレーニング、教育、手術シミュレーション、そして計画のための3Dプリント脳腫瘍の開発に向けた継続的な取り組みが行われています。脳動脈瘤の増加は、予測期間中、このセグメントの成長を促進すると予想されます。

3Dプリント手術モデルは、診断および介入心臓学に革命をもたらしています。高度なハードウェア、ソフトウェア、および材料を使用して作成されたモデルは、天然組織の特性を模倣しています。患者固有の3Dプリントモデルは、医師が手術中の合併症を予測し、それに応じて臨機応変に対応するのに役立ちます。様々な心臓手術やインターベンショナル・カーディオロジーの用途において、3Dプリント手術モデル市場は予測期間中、高いCAGRで拡大すると予測されています。

テクノロジーインサイト

世界の3Dプリント手術モデル市場は、ステレオリソグラフィー、カラージェットプリンティング、マルチジェット/ポリジェットプリンティング、熱溶解積層法（FDM）などに分かれています。熱溶解積層法（FDM）セグメントは最大の市場シェアを誇り、予測期間中に15.7%のCAGRで成長すると予想されています。FDMは、複合材料または熱可塑性プラスチックの連続フィラメントを使用して3Dオブジェクトを構築する材料押し出しプロセスです。このプロセスでは、ポリマーとプラスチックを使用してオブジェクトを構築します。 FDM技術は、医療機器やデバイスの製造、ラピッドプロトタイピング、外骨格装置など、医療業界で利用されています。

光造形法（SLA）は、紫外線に感光する液体樹脂を用いたレーザーベースのプロセスです。感光性液体樹脂を紫外線レーザービームで固め、層ごとに3Dオブジェクトを造形します。これにより、感光性樹脂から正確なプロトタイプや複雑な形状を製造できます。医療機器業界におけるSLA技術の典型的な用途は、患者固有の外科用カッティングガイドの作成です。

カラージェットプリンティング（CJP）は、3Dプリンティング技術のバインダージェッティングクラスに属し、主にコアとバインダーという2つの主要コンポーネントで構成されます。このプロセスでは、主に着色された液体結合剤を微粉末の層に噴射し、選択的に結合させることでフルカラーの3Dモデルを作成します。この技術はシンプルで比較的安価であり、構築も迅速です。したがって、これらのメリットはセグメントの成長に貢献すると予想されます。

Material Insights

世界の3Dプリント手術モデル市場は、ポリマー、金属、プラスチック、その他に分類されます。プラスチックセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に15.7%のCAGRで成長すると予想されています。プラスチックセグメントには、主にポリアミド（ナイロン）、ポリメチルメタクリレート（PMMA、アクリル）、ポリ乳酸（PLA）、ポリプロピレン、ポリスチレン（PS）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE、テフロン）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（PETG）、熱可塑性ポリウレタン（TPU）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）などの熱可塑性プラスチックが含まれます。金属や樹脂と比較して、プラスチックの使用量が最も多くなっています。これは、ABS、ナイロン、ポリカーボネートISO（PC-ISO）が医療用3Dプリント業界で最も一般的に使用されている熱可塑性プラスチックの一部であるという事実に起因しています。

ポリマーセグメントには、主に光硬化性ポリマーと熱硬化性ポリマー（熱硬化性エポキシ樹脂など）やその他の3Dプリント樹脂が含まれます。比較的低価格で高品質のプリントを実現するデスクトップ型プリンターの導入と、材料の汎用性による幅広い配合構成が相まって、このセグメントの成長を促進すると予想されます。

3Dプリントでは、チタン、ステンレス鋼、形状記憶合金、インコネル、コバルトなど、様々な金属および金属合金が使用されています。幅広い互換性と金属への高い選好性が、このセグメントの成長に貢献すると予想されます。しかしながら、プリンター、材料、メンテナンス、後処理費用の高額さが、金属ベースの3Dプリントの利用を阻む可能性があります。

地域別インサイト

北米は世界の3Dプリント手術モデル市場を牽引しており、予測期間中に14.8%のCAGRで成長すると予想されています。この高いシェアの要因としては、高齢化人口の増加、先進技術の導入拡大、質の高い医療を推進する政府の強力な取り組み、そして医療費償還制度などが挙げられます。さらに、米国は多科医療の病院やクリニックを擁する、最も高度な医療インフラを有しています。医療製品・サービスにおける先進技術の導入率が高く、消費者の意識も高いです。米国では、整備された医療インフラと多くの外科手術が相まって、3Dプリント手術モデル市場の成長を後押しすると予想されています。

欧州における3Dプリント手術モデル市場のインサイト

欧州は、予測期間中に14.3%のCAGRで成長し、2億3,727万米ドルの市場規模に達すると予想されています。強力な政府支援、先進的な医療システムの存在、高齢化人口の増加、出生率の低下、そして充実した医療保険制度が、この地域における市場の大幅な成長に貢献しています。さらに、政府機関や著名な地域機関による活発な研究開発活動も市場の成長を支えています。英国政府は、粉末ベースの技術課題の解決を目指し、先進粉末プロセスセンターの設立や、付加製造技術の成長と資金促進のための税制優遇措置など、様々な取り組みを行っています。英国の確立された医療インフラは、3Dプリント手術モデル市場に大きなビジネスチャンスを提供しています。

アジア太平洋地域における3Dプリント手術モデル市場の洞察

アジア太平洋地域市場は、一人当たり所得の増加、経済発展、そして中国とインドにおける多くの人口の未充足医療ニーズにより、成長が見込まれています。さらに、整形外科手術におけるインプラントの使用増加、関節炎の有病率の上昇、そして医療インフラの急速な改善も市場の成長を支えています。さらに、個人のヘルスケア意識の高まりと新興国における技術進歩が市場成長に貢献すると予想されます。中国では、医療改善に向けた政府の積極的な取り組みが、3Dプリント手術モデル市場の成長を後押しすると予想されます。さらに、インドでは医療従事者の不足が、医療チームにとって手術をより容易、迅速、そしてより正確にする技術の成長機会を生み出しています。

ラテンアメリカでは、医療における3Dプリントの普及と認知度向上を目的とした会議、セミナー、シンポジウム、講演会の開催件数の増加が、市場拡大を後押しすると予想されます。ラテンアメリカの医療分野では、積層造形はまだ導入の初期段階にあるため、これらのプログラムは地域市場の成長において重要な役割を果たすと予想されます。ブラジルのヘルスケア業界は、常に進歩を続け、先進技術を導入しています。中東では、腎不全や糖尿病などの非感染性疾患の罹患率の増加が、予測期間中に3Dプリント手術モデルの市場成長を牽引すると予想されます。

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3Dプリント手術モデル市場のトップ競合他社

1. Stratasys, Ltd.
2. 3D Systems, Inc.
3. Lazarus 3D, LLC
4. Osteo3d
5. Axial3D
6. Onkos Surgical
7. Formlabs
8. Materialise NV
9. 3D LifePrints UK Ltd
10. WhiteClouds

最近の開発状況

• 2022年11月 - Axial3Dは、デジタル製造およびサプライチェーン企業であるFast Radius, Inc.との提携を開始しました。この提携により、医師は患者の解剖学的構造を視覚化し、複雑な手術模型を作成できるようになります。Fast Radiusのクラウ​​ド製造プラットフォームを活用し、Axial3Dはカスタマイズされた3Dプリント模型を作成し、手術計画と患者の転帰の改善に貢献しています。
• 2022年4月 - 証券取引委員会に提出された文書によると、ニューヨーク州アルバニーに拠点を置くスタートアップ企業Lazarus 3Dは600万米ドルを調達しました。 Lazarus 3D は、外科医が手術の練習を行えるよう、リアルな臓器を作成します。