ヘルスケア分野の付加製造市場 サイズと展望 2024-2032

このレポートについてさらに詳しく知るには 無料サンプルをダウンロード

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牽引要因

カスタマイズされた積層造形への需要

積層造形、すなわち3Dプリンティングの最も有望な用途の一つは医療分野です。組織、臓器、整形外科用および頭蓋インプラント、歯科補綴物、その他低コストで複雑な医療部品やコンポーネントの製造に活用できます。外科手術の増加と慢性疾患の蔓延は、ヘルスケア分野における高い需要と満たされていないニーズを促進する2つの要因として認識されており、予測期間中の成長に貢献すると予想されています。

積層造形は、外科手術の増加に伴うカスタマイズされたサービスへの需要の高まりに対応します。さらに、技術の進歩、採用の増加、そして強化されたアプリケーションに対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、積層造形の成長が促進されると予想されています。例えば、2017年には、ストライカーなどの医療技術企業が、3Dプリント技術を用いて開発されたチタン製の前頸椎ケージと後頸椎ケージの精密医療部品を開発しました。

積層造形の利点と高齢化人口の増加

積層造形の普及が進んでいるのは、従来の製造方法に対する利点によるものです。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は、積層造形の利点の一部です。しかし、ヘルスケア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関節の製造です。

さらに、高齢化人口の急増により、膝関節や股関節の置換手術といった整形外科手術が増加し、インプラントや人工関節の需要が高まり、より迅速な生産が求められています。その結果、積層造形はこうした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。

世界のヘルスケア積層造形市場の抑制

熟練した専門家の不足

積層造形技術と材料の革新には、管理面と技術面の両方で新たな能力とスキルが求められます。この業界における革新は、製造業の労働力の適応能力を上回っています。熟練した労働力の不足は、成長、革新、品質、そして生産能力に影響を与えています。さらに、付加製造（additive Manufacturing）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は、データ管理、材料技術、装置設計など多岐にわたります。成功を掴むエンジニアは、絶えず進化・発展する業界において、機知に富み、創造性を発揮する必要があります。このスキルギャップは、市場の成長を阻害する大きな要因となることが予想されます。

世界のヘルスケア付加製造市場における機会

特許の失効

特許の失効により、付加製造業界の先駆者による独占的支配が緩和されます。例えば、2009年には、熱溶解積層法（FDM）印刷技術の特許が失効しました。特許満了によりFDMプリンターの価格が大幅に下落し、UltimakerやMakerBotといった企業は消費者に優しい3Dプリンターを開発しました。特許満了に伴い、積層造形市場におけるプレーヤー数が増加しています。

さらに、新興プレーヤーは、同じ技術を様々な用途で、はるかに低価格で提供しています。この影響を受けた上位3つの技術は、液体ベース（液体ベース光造形）、粉末ベース（選択的レーザー焼結法 - 2014年）、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）です。したがって、特許満了は市場成長の機会を生み出すと期待されます。

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、材料別にセグメント化されています。

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、電子ビーム溶融、レーザー焼結、ジェッティング技術、積層造形物製造、その他に分類されています。

レーザー焼結セグメントは最も高い市場シェアを誇り、予測期間中に20.3%のCAGR（年平均成長率）を示すと予測されています。レーザー焼結では、材料を高出力レーザーで加熱し、溶融させることなく、複雑で高解像度の物体を作製します。レーザー焼結法には、選択的レーザー焼結法（SLS）と直接金属レーザー焼結法（DMLS）の2種類があります。SLSはSLAに似ており、プラスチック、金属、セラミック、ガラスなどの粉末材料をレーザーで焼結して固体構造を形成します。レーザーは、3Dデザインの各断面のパターンをパウダーベッド上にトレースします。最初の層が完成すると、ベッドが下がり、既存の層に2層目が追加されます。さらに、ベッドはすべての層が構築され、モデルが完成するまで下がり続けます。他の技術とは異なり、SLSの主な利点は、製品の構築に支持構造を必要としないことです。

さらに、DMLSは金属専用で、レーザーを使用して金属粉末の極薄層を溶融し、3D製品を製造します。使用可能な金属には、ステンレス鋼、チタン、コバルトクロムなどがあります。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。

光造形法（SLAまたはSL）は、UV感光性液体樹脂を使用するレーザーベースの技術です。感光性液体樹脂をUV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。さらに、SLAは精密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、矯正器具や補綴器具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は、患者固有の外科用切断ガイドの作成です。

用途別では、世界のヘルスケア向け積層造形市場は、医療用インプラント、補綴物、ウェアラブルデバイス、組織工学、その他に分類されます。

医療用インプラント分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に21.3%のCAGR（年平均成長率）を示すと予測されています。医療用インプラントとは、欠損した臓器を置換するために用いられるデバイスです。その他のインプラントは、組織や臓器を支えたり、身体機能をモニタリングしたり、薬剤を投与したりします。この文脈における「医療用インプラント」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には、生産性の向上、コスト効率の向上、スキャフォールドの組み込み、インプラントのカスタマイズなど、様々な利点があります。AMプリンティングは、特に小型の歯科インプラントや脊椎インプラントにおいて費用対効果に優れています。

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、スキャフォールドや組織は、創薬、薬物送達、再生工学などに使用されます。NCBIが2018年に発表した記事によると、2000年以降、組織工学における積層造形は急速に成長しています。また、損傷した臓器や組織の再生の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。

材料ベースでは、世界のヘルスケア積層造形市場は、金属・合金、ポリマー、生物細胞などで構成されています。

ポリマーセグメントは世界市場の大部分を占めており、予測期間中に21.4%のCAGR（年平均成長率）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、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、インプラントの設計、診断に役立ちます。さらに、医療機器やインプラントのAMには、固体、液体、粉末の形態のポリマー材料が使用されてきました。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、PA66）といった幅広いポリマー材料は、選択的レーザー焼結法を用いて、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、さまざまな金属や金属合金が使用されます。外科用インプラントに最もよく使用される金属は、チタン合金Ti-6Al-4V、コバルト基合金、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、コバルト基合金やステンレス鋼に比べて耐腐食性に優れています。さらに、チタン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るため、脊椎インプラントにもチタンが使用されています。チタン融合インプラントは強度が高く、インプラントの側壁に検査窓を設けてインプラントと宿主組織の統合を評価できます。

地域分析

地域別では、世界のヘルスケア向け積層造形市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東・アフリカの4つに分かれています。

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大のシェアを占めており、予測期間中は19.7%のCAGR（年平均成長率）で成長する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政府の強力な支援、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、患者保護・医療費負担適正化法（PPACA）、通称オバマケアが、国民に手頃な価格で質の高い医療保険制度を提供しています。さらに、関連市場における研究開発を支援する政府の積極的な取り組みも、積層造形を用いたデバイスの採用を促進し、市場の成長を後押ししています。

さらに、米国は、多科医療の病院やクリニックなど、最も高度な医療インフラを有しており、高い一人当たり所得と新興技術に対する消費者の意識により、医療製品・サービスの採用率も高くなっています。また、米国には、強固な流通ネットワークを持つ積層造形企業が数多く存在します。これらの企業は、国立衛生研究所（NIH）やその他の政府出資機関と連携して研究開発に携わり、革新的な技術を医療積層造形市場に投入することで、市場の成長機会を創出しています。

ヨーロッパの医療積層造形市場は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）19.1%で成長すると予測されています。強力な政府支援、先進的な医療システム、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、この地域の市場の大幅な成長につながっています。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。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、大学の研究者や主要な業界関係者などが参加しています。同様に、アディティブマニュファクチャリング協会（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後押しすると期待されています。

アジア太平洋地域は、一人当たり所得の増加、経済発展、そして中国とインドの大規模な人口プールにおける未充足の医療ニーズの高さにより、予測期間中に最も高いCAGRを記録すると予想されています。歯の置換手術を受ける人の増加により、歯科用3Dプリンティングの需要は大きくなっています。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、発展途上国におけるヘルスケア問題や技術開発に対する消費者意識の高まりも、市場拡大を後押しするでしょう。

ラテンアメリカでは、講演会、ワークショップ、シンポジウムなど、イベントの開催数が増加しています。これらの取り組みは、ヘルスケアにおける3Dプリンティングの活用に関する認知度の向上と普及を促進し、市場の成長を促進することが期待されています。例えば、アルゼンチンのブエノスアイレス工科大学で最近開催された「3D Print Week（Si3D）」というイベントには、積層造形業界、業界専門家、学界、医療・歯科専門家が一堂に会しました。このイベントでは、最新のイノベーション、トレンド、範囲、そして直面する課題について議論され、ヘルスケアにおける積層造形技術の可能性を浮き彫りにしました。ラテンアメリカ地域では積層造形はまだ導入の初期段階にあるため、これらの取り組みは同地域のヘルスケア市場の拡大に不可欠になると予想されています。

中東およびアフリカでは、腎不全や糖尿病といった非感染性疾患の有病率の急増が、予測期間中の市場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。腎臓の3Dレプリカは、手術計画や患者教育に役立ちます。腎臓ドナーの数は、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プリント臓器は費用対効果が高く信頼性が高いため、今後採用が拡大すると予想されます。

地域別成長の洞察 無料サンプルダウンロード

ヘルスケア分野の付加製造市場のトップ競合他社

1. 3D Systems, Inc.
2. RegenHU
3. Allevi, Inc.
4. EOS GmbH
5. EnvisionTEC
6. Materialise N.V.
7. Stratasys Ltd.
8. GPI Prototype and Manufacturing Services
9. LLC
10. 3T Additive Manufacturing Ltd
11. Nanoscribe GmbH
12. Fathom Manufacturing
13. General Electric.

最近の開発状況

• 2023年6月～Formlabsは、Form 3B 3Dプリンターシリーズ向けに、ヘルスケアに特化した2種類の素材を発表しました。積層造形企業であるリコーのデスクトップ型ステレオリソグラフィーシステム「Form 3B、Form 3B+、Form 3BL」は、ポイントオブケア、医療機器製造、歯科・矯正歯科ラボにおいて、デンタルLTコンフォート樹脂およびバイオメッド耐久性樹脂と併用できるよう設計されています。
• 2023年5月～ リコーUSAは、HIPAA準拠、ISO 13485認証を取得し、3Dプリント解剖モデルの開発、設計、製造を行う3D医療製造センター「RICOH 3D for Healthcare」が、米国食品医薬品局（FDA）による510(k)認証。