人工臓器市場 サイズと展望 2025-2033

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人工臓器市場の成長要因

臓器不全の発生率の増加

臓器不全の発生率の上昇は、人工臓器市場の大きな牽引力となっています。重症敗血症、心血管疾患、外傷、そして心臓病や慢性腎臓病といった慢性疾患といった要因が、臓器移植手術の需要増加に寄与しています。世界保健機関（WHO）によると、世界における敗血症の発生率は年間約4,900万人と推定されており、そのうち相当数の症例が臓器機能不全に至っています。アメリカ移植財団の報告によると、現在、米国では11万4000人以上が臓器移植の待機リストに登録されており、生存可能なドナー臓器の不足に対処するための人工臓器の緊急の必要性が浮き彫りになっています。

人工臓器における技術の進歩

高度な生体材料の利用拡大と、3Dバイオプリンティングや人工知能（AI）といった技術の進歩が、人工臓器市場の拡大を牽引しています。これらの技術により、自然臓器の機能を忠実に再現した人工臓器の開発が可能になり、患者の転帰を改善し、生命維持に不可欠な機能を提供することができます。例えば、3Dバイオプリンティングでは、生体適合性材料を用いて複雑な臓器構造を層ごとに作製することができ、個々の患者のニーズに合わせて調整することができます。さらに、AI駆動型の臓器オンチップ（OOC）システムが開発され、組織の生体力学と生理学的反応をシミュレートすることで、疾患メカニズムや薬剤の有効性に関するin vitro研究が可能になっています。

市場の抑制要因

熟練した専門家の不足

人工臓器市場の成長を阻害する大きな課題は、これらの複雑なデバイスを設計、製造、そして移植できる熟練した専門家の不足です。人工臓器の開発と移植には、生物医学工学、材料科学、そして臨床医学における高度な専門知識が必要です。さらに、人工臓器の培養と移植にかかる費用が高額なため、より幅広い層への提供が制限されています。例えば、米国における心臓移植の平均費用は160万ドルを超えており、保険適用があっても多くの患者にとって負担が大きすぎる可能性があります。

発展途上国における技術普及率

発展途上国における技術普及率の低さは、人工臓器市場にとってもう一つの大きな制約要因です。多くの低・中所得国（LMIC）は、人工臓器を含む高度な医療技術を導入するために、より多くのインフラと資源を必要としています。さらに、これらの機器の高額な価格と限られた医療費が相まって、これらの地域での入手がさらに制限されています。その結果、LMICの患者は移植までの待ち時間が長引いたり、人工臓器を全く利用できなかったりすることがよくあります。

市場機会

臓器移植の需要の高まり

臓器移植の需要の高まりは、人工臓器市場にとって大きな機会をもたらします。世界的な臓器不足危機はよく知られた問題であり、多くの患者がドナー臓器を待つ間に病状が悪化しています。インドだけでも、30万人以上の患者が臓器移植の待機リストに登録されており、臓器不足のために毎日平均20人が亡くなっています。世界の他の地域でも状況は似ており、臓器の供給と需要のギャップは拡大しています。人工臓器の開発と導入は、ドナー臓器を待つ間に命を落とす可能性のある患者に救命の選択肢を提供することで、この危機に対する現実的な解決策となります。

革新的な製品開発

人工臓器市場は、革新的な製品の開発を通じて大幅な成長が見込まれています。3Dバイオプリンティングや臓器オンチッププラットフォームなどの技術の進歩により、より高度でパーソナライズされた人工臓器の開発が可能になっています。例えば、オルガンオンチッププラットフォームにマイクロ流体システムを用いることで、生体外での臓器機能の精密な複製が可能になり、新薬の試験や疾患メカニズムの研究が容易になります。さらに、3Dバイオプリンティング技術は、複数の細胞種と生理活性物質を含む複雑な臓器構造の製造を可能にし、人体に組み込むことで臓器機能を回復または強化することができます。これらのイノベーションは、患者の転帰を改善し、利用可能な治療選択肢を拡大することで、人工臓器産業の発展を牽引すると期待されています。

製品分析

市場は製品別に、人工臓器、腎臓、心臓、肺、肝臓、膵臓、人工バイオニクス、人工内耳、外骨格、バイオニック四肢、視覚バイオニクス、脳バイオニクスに分類されます。人工腎臓セグメントは2023年に大きな市場シェアを占めました。慢性腎臓病（CKD）、糖尿病、高血圧、腎毒性薬剤の長期使用などの要因によって引き起こされる腎不全の発症率の高さは、人工腎臓の需要増加につながっています。米国腎臓財団によると、CKDは世界人口の約10%に影響を与えており、透析または腎移植を必要とする患者数は今後10年間で60%増加すると予想されています。この傾向は、腎臓病の負担増大に対処するための人工腎臓の重要な必要性を浮き彫りにしています。

人工肝臓分野は、主にアルコール摂取と非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）に起因する肝疾患の罹患率の増加を背景に、今後数年間で大幅な成長を遂げると予想されています。世界保健機関（WHO）の報告によると、肝硬変をはじめとする慢性肝疾患は世界の死因上位10位にランクされており、アルコール関連肝疾患が大きな要因となっています。人工肝臓の需要増加は、移植を待つ患者や急性肝不全からの回復期にある患者に一時的な肝臓補助を提供することを目的としたバイオ人工肝臓技術の進歩によってさらに支えられています。

技術分析

市場は、技術別にメカニカルバイオニクスとエレクトロニックバイオニクスにさらに細分化されています。メカニカルバイオニクスは伝統的な市場セグメントであり、義肢、外骨格、心室補助装置（VAD）などのデバイスの開発に重点を置いています。障害の増加と材料科学および生体力学の進歩により、より高度で機能的な義肢が開発されました。例えば、炭素繊維複合材などの軽量で耐久性のある材料の導入は、義肢の設計に革命をもたらし、患者の移動能力と自立性の向上を可能にしました。

電子バイオニクスは、高度なエレクトロニクスとAIを活用し、神経系やその他の生物学的プロセスと直接インターフェースできるデバイスを開発する新興分野です。この分野には、人工内耳、バイオニックアイ、脳コンピューターインターフェース（BCI）などの製品が含まれます。電子バイオニクスへの関心が高まっているのは、失われた感覚機能を回復し、人間の能力を高め、重度の障害を持つ人々の生活の質を向上させる可能性が期待されているからです。例えば、BCIの最近の開発により、麻痺のある患者は思考によってロボット義肢やコンピューターインターフェースを制御できるようになり、神経補綴における大きな進歩となりました。

タイプ分析

市場はさらにタイプ別に、人工心臓、人工心臓弁、車両補助装置、心臓ペースメーカー、材質（シリコン、プラスチック、スチール）に分類されます。人工心臓は、心室と4つの心臓弁すべてを備えた機械装置で、自然の心臓の役割と機能を担います。ドライブラインと呼ばれる電気ケーブルは、体内に埋め込まれた後、生体心臓の代わりに外部電源に接続されます。これにより、残存する臓器への血液の正常な循環が回復します。心臓移植を受ける前に両心室を失った患者は、人工心臓の候補となります。

人工心臓弁は、病弱または損傷した心臓弁の代わりに埋め込まれる装置です。生物学的または機械的なこれらの人工弁は、正常な心臓機能を回復させるために不可欠です。ペースメーカーや人工心臓弁などの機械的循環補助装置を構成します。

補助人工心臓装置（VAD）は、心臓の機能が低下した人の心機能と血流維持を補助するために設計された機械式ポンプです。左心室（LVAD）と右心室（RVAD）の両方を補助することができます（BiVAD）。LVADは人工心臓ポンプの一種であり、左心室の機能を代替することで、大動脈を介して他の臓器に酸素を豊富に含んだ血液を送ります。

臓器タイプ分析

市場は臓器タイプ別にさらに永久人工臓器と一時的人工臓器に分類されます。永久人工臓器は、機能不全の臓器を完全にかつ永続的に置換・治癒できるバイオ人工臓器です。生分解性ポリマーと生体細胞で構成され、機能不全または欠陥のある臓器を再生することができます。永久人工臓器の代表的な例としては、内因性心臓の代わりとなる埋め込み型デバイスである完全人工心臓が挙げられます。これは、ドライブラインと電気ケーブルを介して外部から電力を供給されます。完全人工心臓（TAI）は、他の臓器への正常な血液循環を回復させます。心臓移植前に心室機能不全に陥った患者に使用されます。

一時的人工臓器は、生物学的または機械的な臓器の機能を模倣するために、無生物の金属とポリマー（プラスチック）で構成されています。これらは、人体内の機能不全臓器を一時的に部分的に置換および修復することしかできません。一時的人工臓器には、心室補助装置（VAD）と呼ばれる機械装置があり、心機能と血液循環が低下した患者をサポートします。左心室（LVAD）と右心室（RVAD）の両方を補助することができます（BiVAD）。 LVAD は、左心室の機能を担い、大動脈を通じて他の臓器に酸素を豊富に含んだ血液を供給する人工心臓ポンプの一種です。

地域分析

北米：37%の成長率を誇る主要地域

北米は世界の人工臓器市場を牽引しており、2023年には約37%の市場シェアを占めます。この地域のリーダーシップは、高度な医療インフラの整備、慢性疾患の発症率と有病率の高さ、そして医療における継続的な技術進歩に起因しています。特に米国は重要な市場であり、2023年には推定66億5,000万米ドル、2030年には157億5,000万米ドルを超えると予測されています。慢性疾患の負担増加と人口の高齢化を背景に、臓器移植の需要が高まっていることが、北米における世界市場の成長に大きく貢献しています。さらに、主要市場プレーヤーの存在、継続的な研究開発（R&D）活動、そして政府の好ましい取り組みが、この地域の市場ポジションをさらに強化しています。

ヨーロッパ：年平均成長率33%で成長を続ける地域

ヨーロッパは人工臓器の市場規模で世界第2位であり、2023年には33%のシェアを獲得します。この地域の市場は、慢性疾患の有病率上昇、人口の高齢化、臓器移植への意識の高まりといった要因によって牽引されています。ドイツ、フランス、英国などの国々は、堅牢な医療制度と臓器提供・移植プログラムに対する強力な政府支援を備え、ヨーロッパ市場の最前線に立っています。欧州の人工臓器市場は、バイオマテリアル、組織工学、3Dバイオプリンティングの進歩による恩恵も受けており、これらの技術革新が治療選択肢の拡大につながっています。

アジア太平洋地域は、予測期間中に最も高い成長率（年平均成長率（CAGR）13.8% ）を記録すると予想されています。この成長は、中国、インド、日本などの新興国における慢性疾患の罹患率上昇、医療費の増加、そして臓器移植への意識の高まりによって牽引されています。この地域の人口基盤の広さと、糖尿病や心血管疾患などの慢性疾患の負担増加が相まって、人工臓器への大きな需要を生み出しています。さらに、中流階級人口の拡大、医療インフラの改善、そして臓器提供を促進するための政府の取り組みの増加も、アジア太平洋地域市場の成長に貢献しています。

ラテンアメリカは、規模は小さいものの、急速に成長している人工臓器市場であり、ブラジル、メキシコ、アルゼンチンが主要な市場となっています。この地域では慢性疾患、特に心血管疾患と糖尿病の罹患率が増加しており、臓器移植や人工臓器の需要が高まっています。さらに、臓器提供への意識の高まり、医療インフラの改善、そして移植を促進する政府の取り組みが、ラテンアメリカ市場の成長を後押しすると期待されています。

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人工臓器市場のトップ競合他社

1. Braun SE (Germany)
2. Boston Scientific Corporation (U.S)
3. Getinge AB. (Sweden)
4. ABIOMED. (U.S.)
5. Asahi Kasei Corporation (Japan)
6. Berlin Heart (Germany)
7. CARMAT (France)
8. Jarvik Heart, Inc. (U.S.)
9. Terumo Corporation (Japan)
10. SynCardia Systems, LLC (U.S.)
11. Nipro Europe Group Companies (Japan)
12. Medtronic (Ireland)
13. Organovo Holdings Inc. (U.S.)
14. NexImmune (U.S.)
15. Diabeloop SA (France)
16. Admetsys (U.S.)
17. Defymed (France)
18. Pancreum, Inc. (U.S.)
19. Beta Bionics Inc. (U.S.)
20. Integra LifeSciences (U.S.) 

最近の開発状況

• 2024年4月～ メドトロニックは、CEマークの承認を取得し、欧州で新型Symplicity Spyral腎デナベーションシステムの発売を発表しました。このデバイスは高血圧治療を目的としており、慢性疾患を対象とした先進的な人工臓器の開発において重要な一歩となります。
• 2024年3月～ アボットは、患者モニタリング機能の強化と生体適合性の向上を特徴とするCentriMag急性循環補助システムの最新バージョンを発表しました。このシステムは、急性心不全の患者に一時的な循環補助を提供することで、患者をサポートするように設計されています。