医療用3Dプリントプラスチック市場

市場概況

世界の医療用3Dプリントプラスチック市場規模は、2022年に3億3,531万米ドルと推定されています。 2031年には26億4,512万米ドルに達すると推定されており、予測期間（2023～2031年）にわたって年平均成長率25.8%で成長します。ポリプロピレンベースの3Dプリント義肢の需要の高まりが、医療用3Dプリントプラスチック市場の拡大を牽引しています。

医療用 3D プリント プラスチックは、医療機器の 3D モデルの製造に特化して使用される 3D プリント プラスチックです。医療用 3D プリント プラスチック市場では、ABS、PEEK、PETG、ポリ乳酸、ポリアミド、フォトポリマーなどの熱可塑性プラスチックが一般的に使用されています。3D プリントを使用した 3 次元の固体アイテムの製造は、ヘルスケア分野で使用されています。これは、場合によっては付加製造とも呼ばれます。付加プロセスでは、最終結果が得られるまで、材料の層が 1 つずつ追加されます。

各層には、物体の狭い断面が見えます。医療業界向けの特殊な医療用品や機器を作成します。3D プリント技術が個別医療の需要の高まりに応えるもう 1 つの方法は、各患者専用の医療機器を製造することです。また、複雑な手術に伴うリスクを軽減し、感染のリスクを減らし、麻酔薬の曝露を短縮することで、従来の再建手術に比べて大きなメリットがあります。

市場動向

世界の医療用3Dプリントプラスチック市場の推進要因

成長する医療機器産業

医療機器業界は、医療用プラスチックの技術開発を急速に成長させ続けています。さまざまな医療用途における 3D プリントや積層造形の付加価値が認識されています。積層造形は、新しい整形外科用インプラント、外科用カッティングおよびドリル ガイド、人工装具の開発、骨、臓器、血管のレプリカの設計に使用されます。医療費の増加、在宅医療分野の拡大、高齢者人口の増加 (特に北米とヨーロッパ)、心血管疾患の発生率の上昇などの要因により、医療機器の需要が高まっています。さらに、医療機器市場は、子宮頸がんの予防と管理のための国連タスク フォースのプログラム、長期ケア施設の建設、償還対象などの有利な政策など、病気の早期診断を支援するいくつかの政府の取り組みによって推進されると予想されています。

さらに、特にインドや中国などの国では、有利な規制や地域のインセンティブが今後数年間で医療機器の需要を牽引するでしょう。たとえば、中国政府は、第13次5カ年計画、健康中国2030、中国製造2025など、ヘルスケア提供の長期的な成長と革新を支援するための複数のイニシアチブを打ち出しており、これが医療機器の需要を刺激し、予測期間中に医療用3Dプリントプラスチック市場の成長を促進すると予想されています。さらに、COVID-19パンデミックの発生は、世界中の医療機器の需要を押し上げる上で大きな役割を果たしました。米国、中国、ブラジル、インド、ロシア、スペインなどの国々は、侵襲的および非侵襲的人工呼吸器、人工呼吸器用フィルター、口腔咽頭気道デバイス、カテーテル、カニューレなどの医療機器の製造に多額の投資を行っており、それによって医療用3Dプリントプラスチック市場に有利な成長機会を生み出しています。

義肢装具の需要増加

3Dプリント技術は、時間がかからず、カスタマイズが容易で、労働集約的であるため、義肢製造において革命的になりつつあります。この技術は、四肢切断者のための義肢製造に広く使用されています。特にドイツ、米国、日本、カナダなどの国では、高齢者人口の増加と相まって、置換手術に関する患者の知識が向上し、今後数年間で四肢切断の需要が高まると予想されています。近年、身体活動に従事し、スポーツを職業として選択する人が増えており、スポーツによる傷害が増加すると予想されています。全米安全評議会によると、2019年に米国ではスポーツとレクリエーションの分野で約468,000件の傷害が発生しました。

さらに、交通事故の頻発が驚くほど増加しており、世界中で四肢切断手術の需要が高まっています。全米安全評議会によると、2019年に米国では約440万件の交通事故による負傷が発生し、義肢の需要に大きく貢献しています。主に思春期の年齢層で骨肉腫や関節がんによる切断件数が増加していることも、義肢業界を活性化させ、医療用3Dプリントプラスチックの需要を押し上げるもう1つの要因です。

さらに、四肢切断率の増加により義肢や義肢の需要が高まり、ポリプロピレンを使用した3Dプリント義肢の開発につながりました。ポリプロピレンを使用した3Dプリント義肢は製造が速く、患者の要件に応じて簡単にカスタマイズできるため、最終製品のコストが削減されます。アメリカ矯正義肢協会によると、平均的な義肢のコストは1,500〜8,000ドルですが、3Dプリントを使用すると50ドルまで削減できます。したがって、ポリプロピレンベースの3Dプリント義肢の需要の増加は、医療用3Dプリントプラスチック市場の成長を促進しています。

世界の医療用3Dプリントプラスチック市場の抑制

3Dプリントに伴う高コスト

3Dプリンティングまたは積層造形は、ブロー成形、射出成形、押し出し成形などの従来の製造方法に比べて効率性が高いため、世界市場で需要が急増しています。積層造形は、従来の製造方法では達成できるツール関連の形状制約を回避します。また、低生産率で製品を効率的に製造するのにも役立ち、それによってメーカーは購入者のニーズに合わせてカスタマイズされた単一のユニットを生産し、高い差別化を図ることができます。ただし、生産コストが高いため、3Dプリンティングは主に製品モデルのプロトタイプの作成に制限されています。したがって、3Dプリントされたプラスチック部品の生産コストの高さは、市場の成長の障壁となっています。

さらに、3D 印刷機器の初期調達コストは高額です。商用グレードの機器は資本集約的です。さらに、3D 印刷用の材料と医療用プラスチックは、特に医療業界での 3D 印刷アプリケーション向けに設計されたプレミアム グレードであるため、コストが高くなります。ただし、膨大な製造コストに対処するために、3D プリンターのメーカーは、インクジェット印刷技術を利用した低コストの粉末ベースの 3D プリンターを開発するために、広範な研究開発活動を行っています。このプリンターは、市場ですぐに入手できる既製の部品を使用して、コストをさらに削減します。

世界の医療用 3D プリント プラスチック市場の機会

製品設計とエンジニアリングに関する複雑性の増大

医療機器メーカーにとって、患者ケアのための高品質で安全な機器の製造は重要な課題です。医療機器に関連する規制は広範で、急速に拡大しており、法的専門性によって複雑化しています。機能的で効果的な医療機器は、適切に管理された製造プロセスから生まれます。医療機器、生物学的製剤、医薬品は、適正製造基準 (GMP) によって規定された厳格な規制と基準の対象であり、これは「製造における品質システム」と呼ばれることもあります。

多くの医療機器企業は、ビジネスリスクを最小限に抑え、製品の市場参入を早め、コストを削減するために、研究開発をアウトソーシングしています。これにより、支出レベルが大幅に上昇するため、医療機器のオリジナル機器メーカーは、効果的なコスト削減ツールの 1 つとしてアウトソーシングを急速に採用しています。さらに、患者の治療結果を改善するために、インプラント型医療機器 (IMD) がますます使用されています。インプラント型医療機器の設計では、複雑さ、信頼性、消費電力、およびコストのバランスをとる必要があります。企業は、成功する製品を発売するために、イノベーションに重点を置き、非中核活動には重点を置きません。これらの要因により、医療機器のアウトソーシング市場が拡大すると予想されます。

分析

世界の医療用 3D プリント プラスチック市場は、タイプと形態によって区分されています。

タイプに基づいて、世界の市場はフォトポリマー、PEEK、ポリ乳酸、ABS、ポリアミド、PETGに分類されます。

フォト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 25.6% の CAGR を示すと予測されています。フォトポリマーは、モノマー、ポリマーベース、オリゴマー、および光開始剤の可溶性液体混合物です。光に敏感なポリマー材料で、その物理的および化学的特性は光によって変化します。紫外線は反応を開始し、フォトポリマーの特性を変更します。フォトポリマーは、3D 印刷、ポリジェット、インクジェット印刷などのいくつかの印刷プロセスで重要な役割を果たします。

さらに、フォトポリマーは、3D プリント製品のバインダー、添加剤、着色剤、可塑剤、化学薬品として作用するため、さまざまな用途の業界で幅広く使用されています。また、画像の鮮明さ、インクの沈着性、耐久性の高さなど、いくつかの利点もあります。義歯は、3D プリントで製造されたフォトポリマーの一般的な医療用途です。たとえば、韓国に拠点を置く 3D プリント可能なフォトポリマー樹脂メーカーである Graphy, Inc. は、歯科用途向けの 3D プリント材料である Tera Harz を提供しています。

ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) は半結晶性多芳香族熱可塑性ポリマーで、外科用途での使用を可能にする多くの好ましい機械的特性を備えています。PEEK-LTI、PEEK-LT2、PEEK-LT3 は、整形外科、脊椎、顎顔面外科で使用される PEEK の形態です。PEEK 複合材を組み合わせて使用すると、抗菌性と骨誘導性が高まります。PEEK で作られた複合材は、医療分野で広範囲に応用される、ますます影響力のある生体材料のグループになりつつあります。

歯科では、PEEK インプラントは機械的特性の点で人間の骨に近いため、チタン インプラントに比べて低応力シールドを示します。PEEK は固定式補綴物にも優れた素材です。有柄ベースのロッド システムは、主に非融合用にポリエーテルエーテルケトン (PEEK) 素材を使用して構築されます。ただし、特定の場合には融合手術のアタッチメントとしても使用できます。

形態に基づいて、世界市場はさらにフィラメント、粉末、インクに細分化されています。

フィラメントセグメントは、医療用3Dプリントプラスチック市場で最大のシェアを誇り、予測期間中に26.2％のCAGRで成長すると予測されています。3Dプラスチックフィラメントは熱可塑性プラスチックであり、加熱により柔軟性が得られることから、世界の3Dプリント市場で広く使用されています。ポリ乳酸とABSフィラメントは、世界中の印刷業界で一般的に使用されています。これらは、3Dプリンターの熱溶解積層法に使用される熱可塑性原料として使用されています。環境意識の高まりにより、リサイクルプラスチックから作られたプラスチックフィラメントを採用する顧客が増えています。Reflowは、リサイクルプラスチックから作られた3Dプリント用のプラスチックフィラメントを製造および販売している企業の1つです。

粉末セグメントは 2 番目に大きいセグメントです。3D 印刷プラスチックの特性には、柔軟性、高剛性、耐熱性などがあります。粉末には鮮やかな色のオプションもあります。ただし、多孔性が高いため、世界の 3D 印刷プラスチック市場では需要が抑制される可能性があります。さらに、ハイエンドの 3D プリンターでは粉末ベースのプラスチックが使用されています。ポリアミド/ナイロンとアルミナイドは、粉末の形で 3D モデルを構築するのによく使用されます。選択的レーザー焼結は、ポリアミド粉末から 3D 印刷された部品に最も好まれる技術の 1 つです。

地域分析

地域別に見ると、世界の医療用 3D プリント プラスチック市場は、ヨーロッパ、北米、アジア太平洋、LAMEA に分割されています。

北米が世界市場を支配

北米は、医療用 3D 印刷プラスチックの市場シェアが最も大きく、予測期間中に 25.6% の CAGR を示すと予測されています。医療用 3D 印刷プラスチックの需要の大部分は、医療分野、特にインプラント、人工器官、手術器具の製造における 3D 印刷技術の使用の増加に起因しています。PLA フィラメントの利点には、使いやすさ、印刷物の優れた品質、医療を含む多くの分野での幅広い応用などがあります。北米での市場成長を牽引する主な要因の 1 つは、米国における健康保険の形での 1 人当たりの医療費の増加です。

さらに、今後数年間で義肢、装具、手術計画装置、試作品、歯科機器の需要が増加すると予想されており、予測期間中に北米の医療用 3D 印刷プラスチック市場を牽引することになります。医療業界全体で 3D プラスチック印刷の採用率が高いため、市場の成長が促進される可能性があります。さらに、主要メーカーの存在により、この地域の医療用 3D 印刷プラスチックの需要が高まると予想されます。合併や買収の増加、研究開発投資の増加、業務統合、拠点移転が主に北米での医療用 3D プラスチック印刷の需要を牽引しています。

ヨーロッパは予測期間中に26.1%のCAGRで成長すると予想されています。ヨーロッパの医療用3Dプリントプラスチック市場は、製造拠点を拡大するために、一貫して広範な研究開発活動に取り組んでいます。医療機器メーカーは、製造コストと在庫コストを削減し、規模の経済を達成できるため、3Dプリント技術をますます活用しています。さらに、主要な市場プレーヤーと多数のヨーロッパの生産ユニットが、予測期間中に市場の成長を牽引する可能性があります。マスカスタマイゼーション、新しい機能、リードタイムの短縮、高速化により、ヨーロッパの医療用3Dプリントプラスチック市場の成長が促進されると予想されます。ヨーロッパは、2020年に数量と収益の点で2番目に大きな地域市場であり、予測期間中もその地位を維持すると予想されます。

さらに、この地域では高齢者人口の増加と慢性疾患の蔓延が医療機器の需要を押し上げ、市場の成長を加速させています。医療業界全体での3Dプリントプラスチックの採用率の高さと、医療分野への政府投資の増加が相まって、予測期間中にヨーロッパの医療用3Dプリントプラスチック市場にプラスの影響を与えると予想されます。

アジア太平洋地域は、予測期間中に大幅に拡大すると予想されています。数量と収益に関しては、2022年に日本がアジア太平洋地域の医療用3Dプリントプラスチック市場を支配しました。この地域は、整形外科用インプラントや骨折固定など、さまざまな用途での製品需要の増加によって牽引されています。日本や中国などの国では、高齢者人口比率が高いため、骨粗鬆症や変形性関節症の症例が増加しており、今後数年間でこの地域の市場成長を牽引すると予想されています。

総務省統計局によると、2019年の日本の高齢者人口（65歳以上）は前年比1％増の3,589万人となり、人口の28％を占めた。この傾向は、骨密度の低下、中年患者の整形外科用インプラントの採用増加、生分解性インプラントや内部固定装置の導入と相まって、予測期間中に医療用3Dプリントプラスチックの需要が高まると予想されている。

最近の動向

• 2023年10月 - Formlabsは、ヘルスケアをテーマにした3Dプリント材料3種をライブラリに追加することを発表しました。同社の在庫には、BioMed Elastic 50A Resin、BioMed Flex 80A Resin、IBT Flex Resinが含まれています。