臓器オンチップ市場 サイズと展望 2025-2033

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臓器オンチップ市場の成長要因

動物実験削減に向けた政府の取り組みの増加

臓器オンチップ市場の主要な成長要因は、動物実験への依存を減らすことを目的とした政府の取り組みの増加です。FDAやEMAなどの規制当局は代替試験法の使用を推奨しており、これが臓器オンチップ技術にとってより好ましい環境につながっています。

これらの取り組みには、臓器オンチップソリューションの開発に取り組む研究機関や企業を支援するための資金提供や助成金が含まれます。さらに、動物福祉に関する倫理的懸念を強調する啓発キャンペーンは、政策立案者に対し、より人道的な研究慣行の推進を迫っています。

• 例えば、2023年9月、米国食品医薬品局（FDA）は、臓器チップなどの代替手法の導入を奨励することで、動物を用いた薬物試験を大幅に削減することを目指す「近代化法2.0」を制定しました。

この立法措置は、イノベーションを支援するだけでなく、研究における倫理基準の進化にも合致するため、市場の成長を牽引する重要な要因となっています。

慢性疾患研究への投資の増加

慢性疾患の有病率の増加は、世界市場にとってもう一つの重要な推進力であり、緊急の必要性を浮き彫りにしています。迅速な医薬品開発と毒性評価のために。糖尿病、がん、心血管疾患などの疾患が増加するにつれ、効果的な治療法への需要が高まっています。 OoC技術は、薬物試験のための適切なヒトモデルを提供し、特に治療の長期毒性評価において開発プロセスを迅速化することで、個別化医療を強化します。

さらに、研究への投資の増加は革新的な創薬戦略への需要をさらに高め、臓器オンチップ技術を現代の生物医学研究における不可欠なツールとして位置付けています。

• 例えば、オランダ研究会議（NWO）は、7つの革新的な科学インフラプロジェクトに2,536万米ドルを割り当てており、その中にはトゥエンテ大学の臓器オンチップ開発センター（hDMT INFRA OoCDev）への335万米ドル以上が含まれています。

このセンターは、臓器オンチップ技術の導入を促進することを目的としており、この分野の進歩を促進する上で投資が果たす重要な役割を強調しています。

市場の制約

OoCにおけるスループットとスケーラビリティの制約テクノロジー

臓器オンチップ（OoC）市場における主な制約の一つは、従来の2D細胞培養と比較して、これらの技術のスループットと拡張性が限られていることです。OoC技術は高度な生理学的モデリングと知見を提供しますが、大規模なサンプルサイズを効果的に処理することが困難な場合が多くあります。この制約は、開発期間の延長や実験プロセスの効率低下につながる可能性があります。

研究者や製薬会社は、OoCシステムの全面的な導入に躊躇し、より高いスループットの要求に容易に対応できる、より確立された2D培養を好む場合があります。この傾向は、時間と効率が極めて重要な医薬品開発・研究において、迅速な結果と大規模な試験が求められることに起因しています。

その結果、スループットとスケーラビリティに関する課題は、OoC技術の普及における大きな障壁となり、この分野におけるイノベーションと進歩を阻害する可能性があります。

市場機会

AIと機械学習との統合

人工知能（AI）と機械学習（ML）を臓器オンチップ（OoC）技術と統合することで、市場に変革をもたらす機会が生まれます。AIとMLは、OoCシステムのデータ分析、予測モデリング、自動化機能を大幅に強化し、システムの効率と精度を向上させることができます。

• 例えば、AIアルゴリズムはOoCプラットフォームによって生成される膨大な量のデータを分析し、手動の方法よりも迅速に細胞の挙動や疾患の進行のパターンを特定することができます。これにより、薬効と潜在的な副作用を予測することで、創薬プロセスが加速されます。

注目すべき事例として、OoC企業であるEmulateと製薬会社のコラボレーションが挙げられます。このコラボレーションでは、AI駆動型モデルを用いて、薬剤に対するヒト臓器の反応を予測しています。AIとOoCシステムを組み合わせることで、研究者は複雑な生物学的プロセスをシミュレートし、より正確に結果を予測することができます。この統合により、前臨床試験のコストと時間も削減され、個別化医療や毒性試験に大きな進歩をもたらすことができます。

このアプローチは、画期的な進歩を加速し、OoCプラットフォーム全体の信頼性を高めます。

製品・サービスに関する洞察

市場は、製品、ソフトウェア、サービスの3つに分かれています。製品セグメント、特に機器と消耗品は、OoC市場において依然として大きなシェアを占めており、臓器オンチップ（OoC）市場における最大の収益シェアを占めています。マイクロ流体デバイス、ポンプ、センサーなどの機器は、ヒト臓器の動的な環境を再現するために不可欠であり、研究や医薬品試験に不可欠な存在となっています。試薬や細胞培養培地などの消耗品は、使い捨てであることから安定した需要があり、収益をさらに押し上げています。

さらに、自動化システムやAIを活用した分析などの先進技術の統合により、これらの機器の性能と精度が向上し、研究室、バイオテクノロジー企業、学術機関における導入が拡大しています。最先端機器への依存度の高まりは、科学の進歩を加速させるだけでなく、市場におけるこのセグメントのリーダーシップを確固たるものにしています。

臓器タイプ分析

市場は、肝臓、腸、腎臓、肺、心臓などに分かれています。肺セグメントは世界市場を席巻しており、空気中のナノ粒子吸収のモデル化と微生物病原体に対する炎症反応の再現における進歩に牽引され、最大の収益を上げています。肺疾患、特に結核（TB）の罹患率の増加は、効果的な管理ソ​​リューションの需要を高めています。 CDCによると、毎年約20億人、つまり世界人口の4分の1が結核に感染しています。

これに対応して、主要企業は新たなソリューションの開発に取り組んでいます。

• 例えば、2022年6月、チャールズ・スターク・ドレイパー研究所は、約3,000のデータポイントを分析して肺組織におけるウイルス複製を阻害する抗ウイルス化合物を特定する肺オンチップモデルを発表しました。これは、この技術が重大な健康課題の解決において重要な役割を果たすことを示しています。

アプリケーション分析

市場は、毒物学研究、創薬、生理学的モデル開発、幹細胞研究、組織再生および再生医療の4つの分野に分かれています。 創薬セグメントは世界市場を席巻し、最大の市場収益を占めています。これは、OoC技術が医薬品開発プロセスを大幅に効率化しているためです。これらのシステムは、ヒトの反応をより正確にモデル化することを可能にし、動物実験への依存を減らし、前臨床試験の予測力を向上させます。より効率的な創薬プロセスへの世界的な取り組みは、この分野への投資を促進しています。

• 例えば、2022年3月、臓器チップ（Organ-on-a-Chip）およびバイオプロセッシングシステムのプロバイダーであるCharles Stark Draper Laboratory, Inc.は、医薬品開発における標的治療薬と先進治療薬への関心の高まりに対応し、臓器チップ技術を強化する戦略計画を発表しました。

エンドユーザー分析

市場は、製薬・バイオテクノロジー企業、化粧品業界、学術研究機関、その他に分類されます。製薬企業とバイオテクノロジー企業は、豊富な研究ニーズと資金力により、世界市場を支配しています。これらの企業は新薬や治療法の開発に多額の投資を行っており、これらの技術の重要な導入者となっています。

• 例えば、2023年7月、バイオテクノロジー企業のHesperos, Inc.は、薬剤の有効性評価とオフターゲット毒性評価の強化を目的とした画期的なマラリア・オン・ア・チップ疾患モデルの開発を発表しました。

企業の市場シェア

オルガン・オン・チップ市場は、複数の主要企業が市場ポジションの強化に向けた戦略的取り組みを実施し、業界の競争力に関する貴重な市場インサイトを提供しているという特徴があります。同様に、主要企業は製品投入を通じて、提供内容と市場プレゼンスの向上に取り組んでいます。

• 例えば、2023年6月には、Emulate, Inc. が早期アクセスプログラムの一環として A1 Accessible Chip をリリースしました。このA1アクセシブルチップは、上皮培養チャンバー内でより厚い組織を作成する能力を高め、エアロゾル化や局所適用など、多様な薬物治療方法を可能にします。

これらのイノベーションは、市場のダイナミックな性質と、様々な用途に向けた臓器オンチップ技術の進歩を目指す大手企業のコミットメントを浮き彫りにしています。

Valo Health：世界の臓器オンチップ市場における新興企業

Valo Healthは、人工知能（AI）と臓器オンチップ技術を組み合わせた革新的なアプローチにより、臓器オンチップ市場で注目を集めています。この独自の統合により、ヒトの生物学と疾患のより予測的なモデリングが可能になり、創薬・開発プロセスを加速させることができます。

Valo Healthの最近の開発内容：

• 2022年4月、Valo Healthは、心臓機能をシミュレートして薬剤反応を予測する「ハート・オン・ア・チップ」技術で知られるTARA Biosystemsを買収しました。ValoのOpalデータプラットフォームとの統合は、標的の特定と前臨床試験の実施を通じて、心血管疾患の医薬品開発を強化することを目的としています。

地域別インサイト

北米は世界市場において主導的な地位を占めています。臓器オンチップ（Organ-on-a-Chip）サービス提供に向けた様々な取り組みに加え、北米における最近の承認取得や製品発売が市場の成長を牽引しています。

• 例えば、2022年5月、ニコンインスツルメンツ社は、創薬研究開発の最適化を目指し、臓器オンチップ（Organ-on-a-Chip）イメージングおよび分析に関する受託サービスを開始する計画を発表しました。

さらに、FDAが米国国立アレルギー感染症研究所（NIAID）と協力し、COVID-19の医療対策を評価するための臓器オンチップ（Organ-on-a-Chip）モデルの開発を推進するなど、北米における様々な政府の支援策も市場の成長を牽引しています。上記のすべての要因が市場の成長を牽引しています。

• カナダ政府によると、心臓病はカナダにおいて依然として重大な健康問題であり、死因の第2位を占め、年間5万人以上の命を奪っています。この高い死亡率は、心臓オンチップ技術を含む心臓医療イノベーションへの需要を高めています。これらのシステムは、研究者に制御された環境で人間の心臓機能をシミュレートする能力を提供し、より正確な薬物試験を可能にし、動物モデルへの依存を軽減することで、カナダにおけるOoC市場の成長を支えています。

米国の臓器オンチップ市場動向

• 米国は、革新的な医薬品開発技術に対する需要の高まりにより、臓器オンチップ（OoC）市場をリードしています。アメリカがん協会は、2024年には米国で約234,580人が肺がんと診断されると予測しており、薬物検査の進歩が極めて重要になっています。OoCシステム、特に肺オンチップモデルは、肺機能のより正確なシミュレーションを提供し、従来の薬物検査方法に代わる強力な選択肢となり、肺がんやその他の呼吸器疾患の治療における画期的な進歩を加速させます。

欧州の臓器オンチップ市場動向

欧州は、ドイツ、英国、イタリア、フランス、スペインなどの主要国におけるバイオメディカル研究とイノベーションへの多額の投資に牽引され、臓器オンチップ（OoC）市場が最も急速に成長すると予測されています。これらの国々はOoC技術の発展の最前線に立っており、特にドイツと英国は革新的なヘルスケアソリューションの開発を促進する強力な研究エコシステムを有しています。さらに、Horizo​​n Europeなどのイニシアチブは、最先端の研究に多額の資金と支援を提供し、OoCシステムの創出と商業化を加速させています。

• ドイツのバイオテクノロジー企業は、新しいOoCモデルの開発に積極的に投資しています。2024年3月、イエナに拠点を置くバイオテクノロジー企業Dynamic42は、深刻な真菌感染症であるカンジダ症の研究を推進するための新しい腸オンチップモデルを発表しました。この技術は、病原体と宿主の相互作用の詳細な分析を可能にし、薬物試験の精度を向上させ、動物モデルの必要性を低減することで、インド市場の地位を強化します。

アジア太平洋地域のOrgan-on-Chip市場動向

• インドでは、医薬品開発・研究における動物実験の代替需要が高まっており、これがOoC市場の成長を牽引する重要な要因となっています。2024年8月、インド政府はバイオテクノロジーの進歩を促進するため、バイオ製​​造施設、バイオAIハブ、バイオファウンドリーを設立する「BioE3」政策を導入しました。この政策は、動物実験に代わる倫理的かつ効率的な代替手段を求める世界的な潮流と一致しており、中国全土におけるOoC技術の開発と導入を加速させると期待されています。
• 世界保健機関（WHO）は、2023年11月現在、中国では約1億人が慢性閉塞性肺疾患（COPD）を患っており、これは世界のCOPD症例の約25%を占めていると報告しています。この深刻なCOPD蔓延は、より効果的な疾患管理と薬物検査を可能にするOoC技術、特に肺オンチップシステムの需要を促進しています。中国における慢性疾患へのヘルスケアの関心の高まりは、今後数年間の市場成長を促進すると予想されています。
• 日本は、主要企業の技術進歩に牽引され、この地域の市場で大きな進歩を遂げています。例えば、2022年5月には、ニコンは生物の臓器の動きを模倣するように設計された光駆動型オンチップアクチュエーターを発売し、バイオデジタルツインの開発に貢献しています。これらの双子は、創薬、再生医療、人工臓器開発などの分野における臓器機能のシミュレーションに利用され、日本の医療研究の最先端を押し広げ、動物実験モデルへの依存を低減します。

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