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

臓器不全の発生率増加

臓器不全の罹患率の上昇は、人工臓器市場の大きな推進力となっています。重度の敗血症、心血管疾患、外傷、心臓病や慢性腎臓病などの慢性疾患などの要因が、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、敗血症の世界的な発生率は年間約 4,900 万人と推定されており、これらの症例の相当数が臓器機能不全に至っています。米国移植財団の報告によると、現在米国では 114,000 人以上が臓器移植の待機リストに載っており、生存可能なドナー臓器の不足に対処するために人工臓器が緊急に必要であることが強調されています。

人工臓器の技術的進歩

高度な生体材料の利用の増加と、3Dバイオプリンティングや人工知能（AI）などの技術の進歩が、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する人工臓器の開発が可能になり、患者の転帰を改善し、重要な生命維持を提供できるようになりました。たとえば、3Dバイオプリンティングでは、生体適合性材料を使用して複雑な臓器構造を層ごとに製造することができ、個々の患者のニーズに合わせて調整できます。さらに、組織の生体力学と生理学的反応をシミュレートするAI駆動型臓器オンチップ（OOC）システムが開発されており、疾患のメカニズムと薬効のin vitro研究が可能になっています。

人工臓器市場の抑制要因

熟練した専門家の不足

人工臓器市場の成長を阻む大きな課題は、これらの複雑な装置を設計、製造、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、生体医学工学、材料科学、臨床医学の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は高額な費用がかかるため、より幅広い層が利用しにくくなっています。たとえば、米国での心臓移植の平均費用は 160 万ドルを超えており、保険が適用される場合でも多くの患者にとって高額になる可能性があります。

発展途上国における技術の浸透

発展途上国における技術の浸透が不十分であることも、人工臓器市場にとって大きな制約となっています。多くの低中所得国 (LMIC) では、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リソースが必要です。さらに、これらの機器は高価で、医療予算も限られているため、これらの地域ではこれらの機器の入手がさらに制限されています。その結果、LMIC の患者は移植手術を長時間待たされたり、人工臓器をまったく利用できなかったりすることがよくあります。

人工臓器市場の機会

臓器移植の需要増加

臓器移植の需要の高まりは、人工臓器市場に大きなチャンスをもたらします。世界的な臓器不足の危機はよく知られた問題であり、多くの患者が臓器提供を待つ間に病状が悪化します。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載っており、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同様の状況で、臓器の供給と需要のギャップが広がっています。人工臓器の開発と採用は、臓器提供を待つ間に生き延びられない患者に命を救う代替手段を提供することで、この危機に対する実行可能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により、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作成が可能になります。たとえば、臓器オンチッププラットフォームでマイクロ流体システムを使用すると、体外で臓器機能を正確に複製できるため、新薬のテストや病気の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により、複数の細胞タイプと生物活性剤を含む複雑な臓器構造を製造でき、これを人体に組み込ん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、利用可能な治療オプションの範囲を拡大することで、人工臓器市場を前進させることが期待されています。

人工臓器市場のセグメント分析

世界の人工臓器市場は、製品、技術、タイプ、臓器の種類に基づいて分類されています。

製品別

市場はさらに製品別に、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生率の高さにより、人工腎臓の需要が高まっています。全米腎臓財団によると、CKDは世界人口の約10％に影響を及ぼしており、透析または腎臓移植を必要とする患者の数は、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に人工腎臓が極めて重要であることを強調しています。

人工肝臓分野は、アルコール摂取と非アルコール性脂肪性肝疾患 (NAFLD) を主因とする肝疾患の増加により、今後数年間で大幅な成長が見込まれています。世界保健機関 (WHO) の報告によると、肝硬変やその他の慢性肝疾患は世界の死亡原因の上位 10 位以内に入っており、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サポート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後押しされています。

テクノロジー別

市場は技術によってさらに細分化されている 機械バイオニクスと電子バイオニクスに分かれています。

機械バイオニクスは、義肢、外骨格、補助人工心臓 (VAD) などのデバイスの開発に重点を置く、従来の市場セグメントを表しています。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。たとえば、炭素繊維複合材などの軽量で耐久性のある材料の導入により、義肢の設計に革命が起こり、患者はより大きな可動性と自立性を獲得できるようになりました。

電子バイオニクスは、高度な電子機器と AI を活用して、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作成する新しい分野です。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によるものです。たとえば、BCI の最近の開発により、麻痺のある患者が思考を使用してロボットの手足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、神経補綴の大きな進歩を表しています。

タイプ別

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、材料タイプ、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 つの心臓弁すべてから構成される機械装置で、自然の心臓の役割と働きを担います。ドライブラインと呼ばれる電気ケーブルは、体内に本来の心臓の代わりに埋め込まれ、外部電源に接続されます。これにより、残りの身体器官への血液の通常の循環が回復します。心臓移植を受ける前に両方の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、病気や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するために不可欠です。人工弁には、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が含まれます。

補助心室デバイス (VAD) は、心臓が弱っている人の心臓機能と血流の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) の両方が補助されます (BiVAD)。LVAD は人工心臓ポンプの一種で、左心室の機能を担い、大動脈を介して他の臓器に酸素を豊富に含んだ血液を供給します。

臓器の種類別

市場はさらに細分化されている 臓器の種類によって永久人工臓器と一時的人工臓器に分けられます。

永久人工臓器は、機能不全の臓器を完全に永久的に置き換えて治癒できるバイオ人工臓器です。これらは生分解性ポリマーと生体細胞で構成されており、機能不全の臓器や欠陥のある臓器を再生できます。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あります。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、他の身体臓器への血液循環を正常に戻します。これらは、心臓移植の前に心室が機能不全になった患者に考慮されます。

一時的な人工臓器は、無生物の金属とポリマー (プラスチック) で構成され、生物学的または機械的な臓器の機能をシミュレートします。人体の機能不全の臓器を一時的に部分的に置き換えたり修復したりすることしかできません。一時的な人工臓器には、心室補助装置 (VAD) と呼ばれる機械装置が含まれます。これは、心臓機能と血液循環が低下した人をサポートします。左心室 (LVAD) と右心室 (RVAD) の両方がサポートされます (BiVAD)。LVAD は人工心臓ポンプの一種で、左心室の機能を担うことで、大動脈を介して他の臓器に酸素を豊富に含んだ血液を供給します。

COVID-19の影響

COVID-19パンデミックは勢いを緩める兆しもなく野火のように広がり、鉱業やエネルギー産業を含む世界中の多くの産業に悪影響を及ぼしています。世界市場の主要企業の事業やサプライチェーンは大きな影響を受けています。たとえば、カナダ、チャド、コロンビアなど多くの国の政府が発表した全国的なロックダウンは、国際的な移動、輸送、サプライチェーンの混乱につながっています。

市場の大手企業であるグレンコアとその完全子会社であるペトロチャド（マンガラ）リミテッドは、バディラ油田とマンガラ油田での生産を停止せざるを得なくなった。これとは別に、操業停止によりコバルトの主要輸入国である中国からの需要が急激に落ち込み、全体的な需給に影響を及ぼしている。

人工臓器市場の地域分析

世界の人工臓器市場のシェアは、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカに分かれています。

北米: 37%の成長率(CAGR)を誇る主要地域

北米は世界の人工臓器市場を支配しており、 2023年には約37％の市場シェアを占めています。この地域のリーダーシップは、高度な医療インフラの利用可能性、慢性疾患の発症率と有病率の高さ、ヘルスケア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年の推定価値は66億5,000万米ドルで、2030年までに157億5,000万米ドルを超えると予測されています。慢性疾患の負担の増加と人口の高齢化に伴う臓器移植の需要の高まりは、北米の人工臓器市場の成長に貢献する重要な要因です。さらに、主要な市場プレーヤーの存在、進行中の研究開発（R＆D）活動、および有利な政府の取り組みは、この地域の市場での地位をさらに強化しています。

ヨーロッパ：ドイツ、フランス、イギリスで急成長

ヨーロッパは人工臓器の2番目に大きな市場であり、 2023年には33％のシェアを占めています。この地域の市場は、慢性疾患の蔓延、人口の高齢化、臓器移植の意識の高まりなどの要因によって推進されています。ドイツ、フランス、イギリスなどの国は、堅牢な医療システムと臓器提供および移植プログラムに対する強力な政府の支援により、ヨーロッパ市場の最前線にあります。ヨーロッパの人工臓器市場は、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からも恩恵を受けており、これらはイノベーションを推進し、利用可能な治療オプションの範囲を拡大しています。

アジア太平洋地域は、予測期間中に年平均成長率 13.8% と最も高い成長率を記録すると予想されています。この成長は、中国、インド、日本などの新興経済国における慢性疾患の蔓延、医療費の増加、臓器移植に対する意識の高まりによって推進されています。この地域の人口基盤が大きく、糖尿病や心血管疾患などの慢性疾患の負担が増大していることから、人工臓器に対する大きな需要が生まれています。さらに、中流階級人口の拡大、医療インフラの改善、臓器提供を促進する政府の取り組みの増加も、アジア太平洋の人工臓器市場の成長に貢献しています。

ラテンアメリカは、小規模ではあるものの、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、アルゼンチンが主な貢献国です。この地域では慢性疾患、特に心血管疾患や糖尿病の発症率が増加しており、これが臓器移植や人工臓器の需要を牽引しています。さらに、臓器提供に対する意識の高まり、医療インフラの改善、移植を促進する政府の取り組みにより、ラテンアメリカの市場成長が促進されると予想されています。

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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症の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最新バージョンのCentriMag急性循環サポートシステムを発表しました。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。