ヘルスケア向け積層造形市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：技術別（ステレオリソグラフィー、デポジションモデリング、電子ビーム溶解、レーザー焼結、ジェット技術、積層造形、その他）、用途別（医療用インプラント、義肢、ウェアラブルデバイス、組織工学、その他）、材料別（金属および合金、ポリマー、生物細胞、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東およびアフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

市場動向

世界のヘルスケア分野における積層造形市場の推進要因

カスタマイズされた積層造形に対する需要

積層造形、つまり3Dプリンティングの最も有望な応用例のいくつかは医療分野であり、組織、臓器、整形外科そして頭蓋骨インプラント、歯科補綴物、その他低コストで複雑な医療部品や構成要素。外科手術件数の増加と慢性疾患の蔓延は、医療分野における高い需要と満たされていないニーズを牽引する2つの要因として特定されており、予測期間中の成長に貢献すると予想されます。

積層造形は、外科手術の増加に伴うカスタマイズサービスの需要の高まりに応えるものとなるでしょう。さらに、技術の進歩、普及の拡大、そして高度な応用に関する消費者の意識の高まりにより、バイオエンジニアリングによるヘルスケア製品の範囲が拡大し、積層造形の成長を促進すると予想されます。例えば、2017年には、ストライカーなどの医療技術企業が、3Dプリンティングで製造されたチタン製の前頸椎および後頸椎ケージの精密な医療部品を発表しました。

積層造形技術の利点と増加する高齢者人口

増加傾向にある積層造形積層造形の利点は、従来の製造方法に比べて多くの利点があることに起因します。最新技術の活用、設計の自由度、寸法精度、金属、プラスチック、ポリマーなど幅広い材料の使用、造形速度、冷却チャネルやハニカム構造といった複雑な部品や形状の作成能力などが、積層造形の利点の一部です。しかし、医療業界における積層造形の主な用途は、インプラントや人工装具の製造です。

さらに、高齢者人口の急増に伴い、膝や股関節の置換手術といった整形外科手術が増加しており、インプラントや人工装具の需要が高まり、より迅速な生産が求められています。その結果、積層造形技術はこの需要を満たす上で重要な役割を果たし、市場の成長をさらに促進しています。

世界のヘルスケア分野における積層造形市場の制約要因

熟練した専門家の不足

積層造形技術と材料の革新は、経営面と技術面の両方において新たな能力とスキルを必要とします。この業界の革新は、製造業の労働力の適応能力を上回っています。熟練労働者の不足は、成長、イノベーション、品質、生産能力に影響を与えます。さらに、積層造形を成功させるために必要なエンジニアリングと技術スキルも不足しています。製造データ管理や材料技術から機器設計まで、幅広い分野を網羅する。常に進化・発展を続ける業界において、優秀なエンジニアは機知に富み、創造性を発揮する必要がある。こうしたスキルギャップは、市場成長の重要な阻害要因となることが予想される。

世界のヘルスケア分野における積層造形市場の機会

特許の有効期限切れ

特許の期限切れにより、積層造形業界の先駆者たちの独占的な支配力が解放されました。例えば、2009年には溶融堆積モデリング（FDM）方式の印刷技術の特許が期限切れとなりました。この特許切れによりFDMプリンターの価格が大幅に下落し、UltimakerやMakerBotといった企業が消費者向けの製品を開発しました。3Dプリンター特許の期限切れに伴い、積層造形市場における参入企業数の増加が見られる。

さらに、新興企業は同じ技術をはるかに低価格で多様な用途に応用する技術を開発している。この影響を受けた上位3つの技術は、液体ベース（液体光造形法）、電力ベース（選択的レーザー焼結法 - 2014年）、および材料ベース（直接金属レーザー焼結法および選択的レーザー溶融法 - 2016年）である。したがって、特許の期限切れは市場成長の機会を生み出すと予想される。

セグメント分析

世界のヘルスケア分野における積層造形市場は、技術、用途、および材料によって区分される。

技術に基づいて、世界のヘルスケア分野における積層造形市場は、ステレオリソグラフィー、堆積モデリング、電子ビーム溶解、レーザー焼結、ジェット技術、積層造形、その他に分類されます。

レーザー焼結セグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中に20.3%のCAGRを示すと予測されています。レーザー焼結では、材料を液化せずに高出力レーザーで加熱し、複雑で高解像度のオブジェクトを作成します。レーザー焼結方法には、選択的レーザー焼結（SLS）と直接金属レーザー焼結（DMLS）の2種類があります。SLSはSLAに似ており、レーザーを使用してプラスチック、金属、セラミック、ガラスなどの粉末材料を焼結して固体構造にします。レーザーは、3D設計の各断面のパターンを粉末ベッドにトレースします。最初の層が完了すると、ベッドが下げられ、既存の層に2番目の層が追加されます。さらに、すべての層が構築され、モデルが準備できるまでベッドは下げられ続けます。他の技術とは異なり、SLSの主な利点は、製品を構築するためのサポート構造を必要としないことです。

さらに、DMLSは金属専用であり、レーザーを用いて金属粉末の極薄層を溶融し、3D製品を造形します。使用可能な金属としては、ステンレス鋼、チタン、コバルトクロムなどが挙げられます。DMLSは医療用インプラントの製造によく利用されています。

ステレオリソグラフィー（SLAまたはSL）は、紫外線に反応する液体樹脂を用いるレーザーベースの技術です。光硬化性液体樹脂に紫外線レーザー光を照射することで、3Dオブジェクトを層ごとに積層して固化させます。これにより、光硬化性樹脂から高精度なプロトタイプや複雑な形状を製造することが可能になります。さらに、SLAは、微細なディテールと滑らかな表面を持つ精密なモデルを作成できるため、歯科矯正器具や義歯の部品製造に最適です。医療機器業界におけるこの技術の一般的な用途の一つは、患者個々のニーズに合わせた手術用切断ガイドの作成です。

アプリケーションに基づいて、世界のヘルスケア分野における積層造形市場は、医療用インプラント、義肢、ウェアラブルデバイス、組織工学、その他に分類される。

医療用インプラント分野は市場への貢献度が最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）21.3%を示すと推定されています。医療用インプラントは、欠損した臓器を置き換えるために使用される機器です。その他のインプラントは、組織や臓器のサポート、身体機能のモニタリング、さらには薬剤の投与にも使用されます。この文脈において、「医療用インプラントこれには歯科用インプラントと整形外科用インプラントが含まれます。さらに、医療用インプラントは、生産性の向上、費用対効果、足場材の組み込み、インプラントのカスタマイズなど、多くの利点を提供します。AMプリンティングは、小型の歯科用インプラントや脊椎インプラントに特に費用対効果が高いです。

組織工学には、組織製造におけるAMの応用が含まれます。例えば、足場や組織は、創薬、薬物送達、再生医療などに使用されます。2018年にNCBIが発表した記事によると、組織工学において積層造形は2000年以降急速に発展してきました。また、損傷した臓器や組織を再生するための代替技術としても注目されています。SLSやFDMなどの積層造形技術は、組織工学や足場において生体材料を用いて制御された多孔質構造を製造するのに適しています。

素材に基づいて、世界のヘルスケア分野における積層造形市場は、金属・合金、ポリマー、生物細胞、その他から構成されている。

ポリマーセグメントは世界市場を支配しており、予測期間中に21.4%のCAGRを示すと予測されています。ポリマーベースのAMは、医療機器、義肢、および関連アクセサリーの製造に数十年にわたって使用されてきました。ポリマーベースのモデルは、医療教育目的にも使用されています。このようなモデルは、術前計画、インプラント設計、および診断に役立ちます。さらに、ポリマー材料は、医療機器やインプラントのAMに固体、液体、粉末の形で使用されています。高密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリカプロラクトン、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン（PA6、PA12、およびPA66）などの幅広いポリマー材料は、選択的レーザー焼結を使用して加工でき、脊椎、股関節、膝関節インプラントなどの医療機器やインプラントの製造に使用できます。

積層造形（AM）では、チタン、ステンレス鋼、コバルトなど、さまざまな金属や合金が使用されます。外科用インプラントに最も一般的に使用される金属は、チタン合金Ti-6Al-4V、コバルト系合金、およびステンレス鋼316Lです。最も一般的に使用されるチタン合金はTi-6Al-4V（Ti64）で、コバルト系合金やステンレス鋼に比べて耐食性に優れています。さらに、チタンは脊椎インプラントにも使用され、チタン製融合インプラントは複雑な多孔質構造を組み込むことができます。チタン製融合インプラントは強度が高く、インプラント側壁に検査窓を設けることで、インプラントと宿主組織との統合状態を評価できます。

地域分析

地域に基づいて、世界のヘルスケア分野における積層造形市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカの4つの地域に区分される。

北米が世界市場を席巻

北米のヘルスケア向け積層造形市場シェアは世界市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）19.7%を示すと予想されています。市場拡大の主な要因は、高齢化、高い購買力、質の高い医療に対する強力な政府支援、そして米国とカナダにおける有利な償還政策です。例えば、米国では、オバマケアとしても知られる患者保護・医療費負担適正化法（PPACA）により、国民に手頃な価格で質の高い医療保険制度が提供されています。さらに、当該市場における研究開発を支援する有利な政府施策も、積層造形技術を用いて製造された機器の普及を促進し、市場の成長を後押ししています。

さらに、米国は、多科総合病院や診療所を含む高度な医療インフラを備え、一人当たりの所得が高く、新興技術に対する消費者の意識が高いため、医療製品やサービスの普及率も高い。また、米国には強力な流通ネットワークを持つ積層造形企業が多数存在する。これらの企業は、国立衛生研究所（NIH）やその他の政府系機関と連携して研究開発にも携わり、革新的な技術を医療用積層造形市場に導入することで、市場成長の機会を創出している。

欧州のヘルスケア向け積層造形市場は、年平均成長率（CAGR）19.1%で成長すると予測されている。予測期間を通じて、強力な政府支援、高度な医療制度、高齢者人口の増加、出生率の低下、そして十分に整備された医療保険制度が、この地域の大幅な市場成長の要因となっています。さらに、政府機関や著名な地域機関による大規模な研究開発活動も市場成長を後押ししています。例えば、英国に拠点を置くラピッドプロトタイピング＆マニュファクチャリング協会（RPMA）は、積層造形を促進するためのイベントを開催しており、その参加者には大学の研究者や主要な業界関係者が含まれています。同様に、積層造形協会（AMA）は、製品開発とプロトタイピングの導入を促進し、3Dプリンティング業界に貴重な情報を提供しています。こうした要因が、さらなる市場成長を促進すると予想されます。

アジア太平洋地域は、予測期間中に最も速い年平均成長率（CAGR）を記録すると予想される。中国とインドでは、一人当たりの所得増加、経済発展、そして膨大な人口における医療ニーズの未充足といった要因により、3Dプリンティング市場が成長しています。歯の置換手術を受ける人の増加に伴い、歯科用3Dプリンティングに対する需要も高まっています。さらに、整形外科手術におけるインプラントの使用増加、関節炎の罹患率の上昇、そして急速に改善する医療インフラも、市場の成長を後押ししています。加えて、発展途上国における医療問題に対する消費者の意識向上と技術開発も、市場拡大を後押しするでしょう。

ラテンアメリカでは、ますます多くのイベントが開催されています。講演会、ワークショップ、シンポジウムなども含まれます。これらの取り組みは、医療分野における3Dプリンティングの利用に関する認知度を高め、普及させることを目的としており、市場の成長を促進することが期待されています。例えば、最近アルゼンチンのブエノスアイレス工科大学で「3Dプリントウィーク（Si3D）」というイベントが開催されました。このイベントには、積層造形業界、業界専門家、学術関係者、医療・歯科専門家が一堂に会しました。イベントでは、最新のイノベーション、トレンド、可能性、そして直面する課題について議論され、医療分野における積層造形技術の可能性を浮き彫りにしました。積層造形はラテンアメリカ地域ではまだ普及の初期段階にあるため、これらの取り組みはラテンアメリカの医療市場の拡大に不可欠であると予想されます。

中東およびアフリカでは、腎不全や糖尿病などの非感染性疾患の蔓延が予測期間中に市場の成長を牽引すると予想されています。患者固有の3Dプリント製腎臓レプリカは、複雑な腎臓手術において効果的な役割を果たします。3Dプリント製腎臓レプリカは、手術計画や患者教育に役立ちます。腎臓提供者の数は、腎臓移植を必要とする患者の数よりも少ないため、手術を効率的に行うことが重要になります。3Dプリント製臓器は費用対効果が高く信頼性も高いため、今後その採用が増加すると予想されます。