体外肺モデル市場規模とシェア
市場概要
| 調査期間 | 2019 - 2030 |
|---|---|
| 市場規模 (2025) | 424.19 百万米ドル |
| 市場規模 (2030) | 928.34 百万米ドル |
| 成長率 (2025 - 2030) | 16.96% CAGR |
| 最も急速に成長している市場 | アジア太平洋 |
| 最大市場 | 北米 |
| 市場集中度 | 中 |
主要プレーヤー
*免責事項:主要選手の並び順不同 画像 © Mordor Intelligence。再利用にはCC BY 4.0の表示が必要です。 |
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Mordor Intelligenceによる体外肺モデル市場分析
体外肺モデル市場規模は2025年に4億2,419万米ドルと推定され、予測期間（2025-2030年）中に年平均成長率16.96%で2030年までに9億2,834万米ドルに達すると予想されます。
規制当局は体外代替法を公然と支持しており、特にFDAの2024年新代替手法に関するガイダンスが注目され、オルガン・オン・チップやオルガノイドプラットフォームへの企業投資を加速させています。パンデミック後の吸入治療薬の急速な成長、継続的なHorizon Europeグラント、および伸縮性マイクロ流体システムの継続的な進歩により、医薬品開発者と学術研究室の両方からの需要が強化されています。同時に、検証のボトルネックと資本集約的なハードウェアが採用率を抑制しており、サプライヤーは技術革新と厳格な規制への取り組みを組み合わせることを余儀なくされています。
主要レポートのポイント
- モデルタイプ別では、2D静的単層モデルが2024年の体外肺モデル市場シェアの53.63%で首位に立ち、オルガン・オン・チップマイクロ流体モデルは2030年まで年率18.05%で進歩しています。
- 用途別では、医薬品発見・リード最適化が2024年の体外肺モデル市場規模の44.87%を占め、疾患モデリングは2030年まで19.40%の年平均成長率で拡大しています。
- エンドユーザー別では、製薬・バイオテクノロジー企業が2024年の体外肺モデル市場シェアの47.62%を占める一方、学術・研究機関は2030年まで最速の21.85%の年平均成長率を記録しています。
- 地理別では、北米が2024年に42.05%の収益を維持し、アジア太平洋は予測期間中に26.32%の年平均成長率で拡大する見込みです。
世界の体外肺モデル市場動向と洞察
ドライバー影響分析
| ドライバー | (~) % 年平均成長率予測への影響 | 地理的 関連性 | 影響 タイムライン |
|---|---|---|---|
| 動物実験の 世界的段階的廃止 | +4.2% | 北米 とEUが主導、世界的なフォローオン | 中期 （2-4年） |
| パンデミック後の 吸入治療薬の急増 | +3.8% | 北米、 欧州、アジア太平洋 | 短期（2年 以下） |
| スケーラブルな肺生理学に関する EU資金提供Horizonプロジェクト | +2.1% | 欧州から 北米への波及効果 | 長期（4年 以上） |
| 伸縮性マイクロ流体肺システムの 商用化 | +2.9% | 北米 とEU、アジア太平洋に拡大 | 中期 （2-4年） |
| iPSC由来患者特異的肺モデルへの シフト | +2.6% | 世界的、 北米で最も強力 | 長期（4年 以上） |
| 呼吸器疾患負担の 増加 | +1.8% | 世界的、 高齢化地域で顕著 | 中期 （2-4年） |
| 情報源: Mordor Intelligence | |||
動物実験の世界的段階的廃止により肺代替品への需要が拡大
3大陸の立法機関が脊椎動物実験の体系的削減を義務付けており、医薬品開発者は検証済みの体外肺構造体とパイプラインワークフローを整合させるよう促しています。[1]U.S. Food and Drug Administration, "Modernization Act Guidance on New Alternative Methods," fda.gov FDAガイダンスは現在、オルガン・オン・チップデータを受け入れ可能な毒性エンドポイントの中に挙げており、この立場は欧州議会のロードマップによって反映され、肺モデルを探索的ツールではなくコンプライアンス上の必需品として再分類する政策主導の追い風を作り出しています。[2]European Commission, "EU Roadmap for Animal-Testing Phase-out," europa.eu 製薬企業は、ヒトの薬物動態をより良く予測するマイクロ流体チップに向けて前臨床予算を再配分しており、それにより完全統合呼吸システムの注文量を押し上げています。適正実験室基準データパッケージを生成できるベンダーは、規制申請がチップベースの毒性読み取り値を参照することが増えているため、即座に競争上の優位性を得ています。中期的には、複数機関の整合により検証サイクルが短縮され、コストに敏感なジェネリック製造業者まで顧客ベースが拡大すると予想されます。
パンデミック後の吸入治療薬の急増が呼吸器R&Dを押し上げ
COVID-19危機により、呼吸器薬物送達が普遍的な戦略的優先事項として再定義され、抗ウイルス薬、線維症薬、COPD生物学的製剤全体で吸入モダリティパイプラインが拡大しました。洗練された3D気道構造体により、可変呼吸レジメンの下でエアロゾル沈着プロファイルの詳細な追跡が可能になり、製剤科学者は動物や臨床段階前に実用的な指標を得られます。このリアルタイムインサイトにより、リード最適化ループが短縮され、肺標的化不良に関連する脱落が減少します。気道特異的薬理学とパンデミック耐性の明確な関連性は、ベンチャーキャピタルを引き付け続けており、スタートアップサプライヤーを翻訳改善のために十分な資金提供状態に保っています。短期的な利益は主に北米と欧州で実現し、地元の製薬会社が呼吸器フランチャイズに軸足を移すにつれて、アジア太平洋での採用が加速します。
スケーラブルな肺ミクロ生理学を進歩させるEU資金提供Horizonプロジェクト
Horizon Europeの複数年にわたる助成金は、バイオプリンティング、センサー統合、AI分析を融合させて産業規模に対応した標準化肺チップを生産するコンソーシアムを支援しています。[3]Horizon Europe, "Scalable Organ-on-Chip Consortia," cordis.europa.eu 成果物には、調和された製造プロトコル、品質管理アルゴリズム、国境を越えた検証データセットが含まれます。このような標準設定により、以前はオーダーメイドマイクロ流体ソリューションを避けていた中堅バイオテク購入者の技術リスクが軽減されます。欧州サプライヤーは国内規制申請での優先採用から恩恵を受けますが、オープンアクセスプロジェクトの成果は北米のライセンシーも向上させます。長期的には、これらの枠組みはコスト曲線を圧縮し、発見を超えて承認後の安全性監視までチップの有用性を拡張できます。
伸縮性マイクロ流体肺システムの商用化
次世代肺チップには、生理学的周波数で作動するエラストマー膜が組み込まれ、呼吸メカニクスと界面活性剤ダイナミクスを忠実にシミュレートしています。薬物透過と炎症シグナル伝達は周期的ストレッチ下で著しく異なるため、毒性学者は決定的なゴー/ノーゴー判断のために静的培養から動的チップに切り替えることを余儀なくされています。統合された煙吸入チャネルにより、環境毒性学やタバコ害削減まで使用事例がさらに拡大します。プラットフォームベンダーはイメージングソフトウェア企業と提携して読み取り値を自動化し、初回ユーザーの専門知識ハードルを下げています。その結果生じる中期年平均成長率の上昇は北米で最も強く、規制提出書類が既に作用メカニズムのニュアンスを説明するためにストレッチデータを引用しています。
制約影響分析
| 制約 | (~) % 年平均成長率予測への影響 | 地理的 関連性 | 影響 タイムライン |
|---|---|---|---|
| 肺構造体に対する 標準化されたOECD検証の欠如 | -3.1% | 世界的、規制 市場で高い | 中期 （2-4年） |
| 動的肺オンチップ プラットフォームの資本集約性 | -2.4% | 世界的、 コストに敏感な地域 | 短期（2年 以下） |
| ヒト初代気道細胞の サプライチェーン変動性 | -1.8% | 世界的、 サプライヤークラスター依存 | 短期（2年 以下） |
| レガシー高スループット システムとの相互運用性ギャップ | -1.5% | 北米 と欧州 | 中期 （2-4年） |
| 情報源: Mordor Intelligence | |||
肺構造体に対する標準化されたOECD検証の欠如
皮膚、眼、肝臓の体外アッセイをカバーするOECDガイドラインは、肺特異的試験バッテリーによってまだ対応されておらず、スポンサーはすべてのアッセイ実行について特注の検証パッケージを交渉することを余儀なくされています。この欠如により規制リスクが高まり、商業化ロールアウトを遅らせる重複的な実験室間リング試験が強制されます。一方、異なる国の受入基準により、特に世界的な多施設研究において、パッチワーク的なコンプライアンス障害が生じます。進行中の機関間作業グループは調和されたプロトコルを約束していますが、コンセンサスのタイムラインは依然として複数年にわたっており、多くの中堅CROが複雑なチップへの投資を延期する原因となっています。
CROにとっての動的肺オンチッププラットフォームの資本集約性
マイクロ加工されたシリコン膜、精密ポンプ、高解像度ライブセルイメージングスイートにより、ステーション当たりのハードウェアコストが6桁の米ドル金額に押し上げられ、これは薄い利用マージンで運営される多くの有料サービスCROにとって高すぎる閾値です。資本が見つかったとしても、専門オペレーターのトレーニングがさらなるオーバーヘッドを追加し、ROIを延長します。この経済的負担により、採用は大手製薬会社と主要学術機関に限定され、短期的なより広い市場拡大が抑制されます。ベンダーはサブスクリプションベースのリースモデルで対応していますが、減価償却と保守の事実は依然として低ボリュームユーザーを阻んでいます。
セグメント分析
モデルタイプ別：オルガン・オン・チッププラットフォームが革新を牽引
2D静的単層システムの体外肺モデル市場規模は、2024年に53.63%の最大市場シェアを維持していますが、カテゴリの年平均成長率は動的マイクロ流体プラットフォームを著しく下回っています。オルガン・オン・チップシステムは呼吸運動と流体せん断を統合し、ヒト曝露結果をより正確に予測するデータを生成し、この機能が18.05%の成長軌道を牽引しています。ALIトランスウェルインサートは、高スループット毒性学スクリーニングの実用的な橋渡しとして機能し、消費者製品安全研究室からの量的需要を維持しています。一方、3D細胞凝集体は、スフェロイド幾何学がより良く腫瘍酸素勾配を反映する腫瘍学研究における重要なニッチを満たしています。
自動化3Dプリンティングは歴史的なコスト障壁を浸食し始めています：BMF Biotechnologyのナノ解像度プリンターは数時間以内にチップハウジングを製造し、単位当たりの支出を2桁パーセンテージで削減します。研究機関は粘液が豊富なバイオインクを活用して気道粘性を再現し、繊毛拍動同期と病原体侵入モデリングを向上させています。生物医学エンジニアと毒性学者の間の反復的フィードバックにより革新が加速し、オルガン・オン・チップサプライヤーをトレンドを上回る収益実現に位置づけています。
注記: 全個別セグメントのセグメントシェアはレポート購入時に利用可能
用途別：疾患モデリングが成長ドライバーとして浮上
疾患モデリングは現在、体外肺モデル市場収益の増分シェアの不釣り合いな部分を寄与しており、製薬会社が初期の疾患生物学的忠実度が後期段階の脱落リスクを減らすことを認識するにつれて19.40%の年平均成長率の波に乗っています。医薬品発見・リード最適化のレガシー支配は、2024年に44.87%で定着したプレートベースワークフローのため継続していますが、精密医学コンソーシアムが稀少疾患オルガノイドプロジェクトに助成金を振り向けるにつれて、そのシェアは徐々に希釈されます。吸入毒性学は、特に化学品と消費財試験において動物実験を置き換える規制上の強制のおかげで、弾力的な需要を維持しています。
個別化医療・バイオマーカー発見は最前線に位置し、遺伝的にプロファイルされたドナーからのiPSC肺オルガノイドを活用して試験コホートを層別化し、予測シグネチャーを特定しています。機械視覚分析と表現型スクリーニングの統合により、微妙なエンドポイントシフトのミリ秒スケール検出が可能になり、AI駆動標的発見パイプラインを供給する高含量バイオマーカーが開放されます。その結果、データサイエンスベンダーとの業界パートナーシップが倍増し、チップベースアッセイに計算発見が深く組み込まれています。
エンドユーザー別：学術機関が採用をリード
学術・研究機関は最も急成長している顧客グループで、公的資金が非動物研究インフラストラクチャを優先するにつれて21.85%の年平均成長率を追加しています。探索的プロトコルに対する彼らの開放性は、新しいチップ形式が後に規制書類に影響を与える参考文献を確保することを意味します。製薬・バイオテクノロジー企業は、2024年に47.62%の市場シェアで規模により収益を依然として支配していますが、調達方針は大量ロールアウト前に実証可能な規制先例をますます規定しています。
受託研究機関は翻訳者として位置づけ、小規模な製薬会社を設備投資から保護する有料アッセイを提供するため、控えめなチップフリートを購入しています。ロチェスター大学への BARDA の710万米ドルの組織チップ助成金などの政府賞は、政策の後押しが学術から産業への知識移転をいかに加速するかを示しています。新興診断事業もコンパニオンテストを検証するために肺オルガノイドを利用し、体外肺モデル業界の顧客スペクトラムを拡大しています。
注記: 全個別セグメントのセグメントシェアはレポート購入時に利用可能
地域分析
北米は2024年に42.05%の収益で体外肺モデル市場をリードしており、FDA規制の明確性とIND申請でチップベースアッセイを正常化したバイオテクスタートアップの密集クラスターに支えられています。連邦助成金とベンチャーキャピタルが翻訳プロジェクトを共同資金提供し、安定した製品アップグレードと堅調な国内需要を確保しています。
しかし、アジア太平洋は最も急峻な26.32%の年平均成長率を記録しており、地元のチップ製造ラインを構築する学術企業コンソーシアムに補助金を提供する中国と韓国の資金スキームに推進されています。CN Bioの新しいソウルベース流通協定は、外国サプライヤーがヒト関連試験への地域的熱意を活用して先発者利益を確保する方法を例証しています。
欧州は、Horizon助成金と動物実験を廃止する地域全体のロードマップに支えられて中10代の成長を維持し、OECD整合検証研究の継続的注文を刺激しています。ドイツとオランダの精密工学企業の存在により、マイクロ流体コンポーネント供給の現地化が支援され、欧州購入者のリードタイムが短縮されています。
ラテンアメリカと中東・アフリカは未発達ながら機会に富んでいます。地元のCROは主に単層またはALIインサートを展開していますが、Horizon連動トレーニングプログラムのパイロットはオルガン・オン・チップのノウハウの種まきを目的としています。化学安全改革をめぐる政策収束は、インフラストラクチャー助成金が解放されれば採用を早急に追跡する可能性があります。
競合環境
体外肺モデル市場は、純粋なオルガンチップ開発者、レガシー細胞培養サプライヤー、統合ハードウェア消耗品プラットフォームの多様な組み合わせをホストしています。Emulate、CN Bio、Mimetasは動的チップニッチの見出しとなり、それぞれがストレッチメカニクス、灌流制御、アッセイ特異的消耗品をターンキーパッケージにバンドルしています。ATTCやLonzaなどの従来の既存企業は、独自の初代細胞株とGMPグレード培地を活用し、高い継続収益ストリームを強化しています。
統合トレンドが始まっています：Merck KGaAは3D気道構造体をポートフォリオに折り込むためにHUB Organoidsを買収し、大手ライフサイエンス複合企業がオルガン・オン・チップを戦略的隣接分野と見なしていることを示しています。サプライヤーはデータサービスを通じて差別化を図っています；CN BioのPhysioMimixバイオアベイラビリティキットは、PK-PDモデリングモジュールを統合し、クライアントを延長されたサブスクリプション更新にロックします。
アジアメーカーがコスト効率的な代替品を拡大するにつれて競争の激しさが上昇する予定であり、西側のリーダーは価格競争よりも自動化と規制データパックを優先することを余儀なくされています。GMP準拠の生産に早期投資する企業は、臨床研究者が承認後の安全性監視にチップを要求するようになれば、加速された市場浸透を達成する可能性が高いです。
体外肺モデル業界のリーダー
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AlveoliX AG
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ATCC Global
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Epithelix Sàrl
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MatTek Corporation
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TissUse GmbH
- *免責事項:主要選手の並び順不同
最近の業界動向
- 2025年7月：名古屋大学の研究者が、幹細胞技術を使わずに7-10日でマウス線維芽細胞から肺胞上皮2型細胞を生成する画期的な方法を開発し、研究用途の肺細胞生産に革命をもたらし、初代細胞源への依存を減らす可能性があります。
- 2025年6月：CN Bioは前臨床薬物開発中の体外から体内への外挿を向上させるためにクロス種DILI サービスを導入し、ヒトと動物モデル間の比較毒性研究を含むPhysioMimixプラットフォーム機能を拡張しました。
- 2025年5月：CN Bioは韓国のSCINCOとの販売代理店契約を通じてアジア太平洋顧客のオルガン・オン・チップソリューションへのアクセスを拡大し、地域のバイオテクノロジーセクターの成長とヒト関連試験方法への規制シフトを活用しました。
- 2025年4月：Emulateは動物実験を減らし、オルガンチップ技術を採用するFDAのロードマップを称賛し、医薬品開発における代替試験方法への規制シフトから恩恵を受ける立場に会社を位置づけました。
世界の体外肺モデル市場レポート範囲
レポートの範囲に従って、体外肺モデルは正常または疾患肺生理学を表す細胞モデルとして定義されます。これらの細胞をペトリプレート上の単層に構築した場合、2D体外モデルと呼ばれます。3Dモデルは3次元アーキテクチャを持ち、構造を維持するためにサポートとスキャフォールドを使用します。体外肺モデル市場は、タイプ（2D細胞モデル、3D細胞モデル）、用途（薬物スクリーニング、毒性学、その他の用途）、地理（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米）別にセグメント化されています。市場レポートは、世界の主要地域にわたる17か国の推定市場規模と動向もカバーしています。レポートは、上記セグメントの価値（100万米ドル単位）を提供します。
| 2D静的単層モデル |
| 気液界面（ALI）トランスウェルモデル |
| 3D細胞凝集体・スフェロイド |
| オルガン・オン・チップマイクロ流体モデル |
| 3Dバイオプリント肺組織 |
| 医薬品発見・リード最適化 |
| 吸入毒性学・安全性評価 |
| 疾患モデリング |
| 個別化医療・バイオマーカー発見 |
| 製薬・バイオテクノロジー企業 |
| 受託研究機関 |
| 学術・研究機関 |
| その他のエンドユーザー |
| 北米 | 米国 |
| カナダ | |
| メキシコ | |
| 欧州 | ドイツ |
| 英国 | |
| フランス | |
| イタリア | |
| スペイン | |
| その他の欧州 | |
| アジア太平洋 | 中国 |
| 日本 | |
| インド | |
| オーストラリア | |
| 韓国 | |
| その他のアジア太平洋 | |
| 中東・アフリカ | GCC |
| 南アフリカ | |
| その他の中東・アフリカ | |
| 南米 | ブラジル |
| アルゼンチン | |
| その他の南米 |
| モデルタイプ別 | 2D静的単層モデル | |
| 気液界面（ALI）トランスウェルモデル | ||
| 3D細胞凝集体・スフェロイド | ||
| オルガン・オン・チップマイクロ流体モデル | ||
| 3Dバイオプリント肺組織 | ||
| 用途別 | 医薬品発見・リード最適化 | |
| 吸入毒性学・安全性評価 | ||
| 疾患モデリング | ||
| 個別化医療・バイオマーカー発見 | ||
| エンドユーザー別 | 製薬・バイオテクノロジー企業 | |
| 受託研究機関 | ||
| 学術・研究機関 | ||
| その他のエンドユーザー | ||
| 地域別 | 北米 | 米国 |
| カナダ | ||
| メキシコ | ||
| 欧州 | ドイツ | |
| 英国 | ||
| フランス | ||
| イタリア | ||
| スペイン | ||
| その他の欧州 | ||
| アジア太平洋 | 中国 | |
| 日本 | ||
| インド | ||
| オーストラリア | ||
| 韓国 | ||
| その他のアジア太平洋 | ||
| 中東・アフリカ | GCC | |
| 南アフリカ | ||
| その他の中東・アフリカ | ||
| 南米 | ブラジル | |
| アルゼンチン | ||
| その他の南米 | ||
レポートで回答される主要な質問
2025年の体外肺モデル市場規模はどの程度ですか？
4億2,419万米ドルと評価され、年率16.96%で2030年までに9億2,834万米ドルに成長すると予測されています。
最も急成長しているモデルタイプはどれですか？
オルガン・オン・チップマイクロ流体モデルは、呼吸メカニクスと流体せん断を複製する能力により18.05%の年平均成長率で進歩しています。
なぜアジア太平洋が最も魅力的な成長地域なのですか？
政府資金によるバイオテクノロジープログラム、ヒト関連アッセイに対する規制上の開放性、地元製造能力が26.32%の地域年平均成長率を支えています。
学術機関は市場採用にどのような影響を与えていますか？
大学は公的助成金を確保し、検証データを公表し、次世代の研究者を訓練しており、その結果、学術エンドユーザーセグメントで21.85%の年平均成長率となっています。
より広い商業的採用への主要な障壁として何が残っていますか？
OECD標準化された肺特異的検証プロトコルの不在により規制上の不確実性が増加し、大規模製薬採用が遅れています。
現在、競合環境をリードしている企業はどこですか？
Emulate、CN Bio、Mimetasがオルガン・オン・チップニッチを支配し、ATTCとLonzaは初代細胞供給と基本培養システムで強さを保っています。
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