Marktszenario 

Der Organ-on-a-Chip-Markt hatte im Jahr 2023 einen Wert von 129,96 Millionen US-Dollar und soll bis 2032 einen Marktwert von 1.665,91 Millionen US-Dollar erreichen, bei einem CAGR von 34,34 % im Prognosezeitraum 2024–2032.

Die Organ-on-a-Chip-Technologie hat sich sowohl für die pharmazeutische als auch für die biotechnologische Industrie als von immenser Bedeutung erwiesen. Dies hat praktisch zu einer Transformation der Arzneimittelforschung, -entwicklung und -individualisierung von Arzneimitteln geführt. Dieses neuartige Konzept nutzt mikrofluidische Geräte, die in der Lage sind, die Mikroarchitektur und Funktionalität menschlicher Organe genau zu simulieren, was es zuverlässiger und effizienter macht als die anderen Alternativen für Drogentests. Erwähnenswert ist, dass sich weltweit mehr als 50 Unternehmen voll und ganz mit der Entwicklung und Vermarktung von Organ-on-a-Chip-Systemen befassen. Seit 2023 wurden ebenfalls etwa 1.500 Forschungsarbeiten zum Organ-on-a-Chip-Markt veröffentlicht, allerdings ist die Zahl auf nicht mehr als 10 Universitäten beschränkt, die dies als Spezialkurs oder Modul anbieten. Die Pharmaindustrie hat sich die OoC-Technologie aufgrund ihres Potenzials für die Entwicklung und das Screening von Drainagemedikamenten zu eigen gemacht. Es genügt zu sagen, dass der Organ-on-Chip-Markt eine praktikable Lösung zum Testen von Arzneimitteln bietet, indem er die Bioverfügbarkeit und die Pharmakodynamik des Arzneimittels genau vorhersagt. Es wurden mehr als 30 registrierte klinische Studien durchgeführt, in denen die Wirksamkeit und Sicherheit von Medikamenten auf Organ-on-a-Chip-Plattformen getestet wurde. Neue Anwendungen dieser Technologien werden unter anderem durch das Aufkommen von Lung-on-Chip-Technologien zur Untersuchung von Atemwegserkrankungen, Liver-on-Chip-Technologien für den Arzneimittelstoffwechsel und Hepatotoxizität sowie Heart-on-Chip-Technologien zur Messung der Kardiotoxizität belegt.

Darüber hinaus ermöglicht die Entwicklung von Multiorgansystemen im Organ-on-a-Chip-Markt die Erforschung verschiedener wechselseitiger Wirkungen verschiedener Organe mit einem besseren Überblick über den Umfang der Arzneimittelwirkung auf alle Organsysteme in ihrer Gesamtheit. Staatliche und private Maßnahmen waren bei der Entwicklung der Organ-on-a-Chip-Technologie von entscheidender Bedeutung. Seit 2012 haben die National Institutes of Health (NIH) in den Vereinigten Staaten OoC-Forschungsprojekte mit über 140 Millionen US-Dollar gefördert und die Europäische Union hat über 20 Verbundprojekte in diesem Bereich finanziert. Dank nachfolgender Projekte wurden bedeutende Ergebnisse erzielt, wie die Erfindung von Echtzeitsensoren zur kontinuierlichen Überwachung der Zellaktivität und die Anwendung des 3D-Biodrucks zur Verbesserung der Gewebebiomimikry. Auch die Situation des geistigen Eigentums ist sehr aktiv geworden und im Jahr 2023 werden über 500 Patente im Zusammenhang mit den OoC-Technologien gemeldet.

Im Gegensatz dazu konzentriert sich SOT hauptsächlich auf die Entwicklung personalisierter Medizin; Mit zunehmender Reife des Organ-on-a-Chip-Marktes erweitert er jedoch seinen Anwendungsbereich durch die Integration anderer Bereiche wie der Modellierung von Krankheiten oder der Untersuchung biologischer Systeme auf mehreren Ebenen. Die Möglichkeiten, die OoC-pharmazeutische und biotechnologische Systeme bieten, bieten neue Möglichkeiten für die schnelle Entwicklung von Therapeutika und die Erhöhung der Zuverlässigkeit präklinischer Studien. Kontinuierliche Verbesserungen bei Multiorgansystemen, Sensorintegration und 3D-Bioprinting legen nahe, dass die OoC-Technologie in der gesamten translationalen Forschung von In-vitro-Tests bis hin zu klinischen Studien am Menschen sehr hilfreich sein wird. Solche Entwicklungen in diesem Bereich sollten nicht nur die Abhängigkeit von Tierversuchen verringern, sondern auch die Geschwindigkeit und Effizienz der gesamten Prozesse der Arzneimittelentwicklung erhöhen, sodass wirksamere und sicherere Arzneimittel auf dem Organ-on-a-Chip-Markt bereitgestellt werden können.

Um weitere Einblicke zu erhalten, fordern Sie ein kostenloses Muster an

Marktdynamik 

Treiberfokus: Wachsender Bedarf an genauen menschlich-mimetischen Modellen

Der globale Pharmasektor sucht nach besseren Modellen, die die menschliche Biophysik effektiv reproduzieren können, um die Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln voranzutreiben. Tierversuche, einfache Zellkulturen und ähnliche Verfahren sind in der Geschichte vergessen, weil sie nicht in der Lage sind, menschliche Reaktionen vorherzusagen, was zu bedauerlichen, kostspieligen „Misserfolgen“ spät in der Entwicklung führen könnte. Daten zeigten, dass die Massenausgaben für die Arzneimittelentwicklung im Jahr 2023 für ein einzelnes nützliches Medikament 2,5 Milliarden US-Dollar übersteigen werden, was die Tendenz zu boomenden Verlusten statt Gewinnen unterstreicht. Dabei scheint der Organ-on-a-Chip-Markt die Lösung für dieses Problem zu sein, da er einen Rahmen bietet, der die Feinheiten des menschlichen Organsystems annähert, was wiederum die Testverfahren verbessert. Allein im Jahr 2023 wurden mehr als 200 organotypische Chips, darunter Leber- und Lungenmodelle, zur Unterstützung der Stoffwechsel- und Atemwegserkrankungenforschung gemeldet. Es wird angenommen, dass diese Chips eine wichtige Rolle beim präklinischen Screening auf Toxizität spielten und unerwünschte Ereignisse während der klinischen Tests minimierten. Eine im Jahr 2023 veröffentlichte Studie zeigte, dass Leber-on-a-Chip-Modelle in 85 % der Fälle in der Lage waren, Lebertoxizität vorherzusagen, deutlich besser als herkömmliche Methoden jemals.

Dieser Trend wird auch durch die zunehmende Partnerschaft zwischen der Wissenschaft und den Industrieakteuren verdeutlicht. Beispielsweise konnte ein führendes Pharmaunternehmen im Jahr 2023 in Zusammenarbeit mit einer Forschungsuniversität ein Herz auf einem Chip entwickeln, das Herzrhythmusstörungen genau nachbildet. Solche Partnerschaften sind wichtig für die Entwicklung der OoC-Technologie und ihre umfassendere Einbindung in die Arzneimittelentwicklungsprozesse der Branche.

Trendschwerpunkt: Integration künstlicher Intelligenz mit Organ-on-a-Chip-Systemen

Die Fusionskonvergenz von KI und OoC-Technologien ist zu einem der lebhaften Trends auf dem Organ-on-a-Chip-Markt geworden. KI steigert die Funktionalität von OoC-Systemen durch fortschrittliche Datenverständnis- und Prognosetechnologie. Diese Kombination ermöglicht es, die komplizierten biologischen Reaktionen, die sich in den Chips abspielen, kontinuierlich zu beobachten und zu interpretieren. Im Jahr 2023 nutzten mehr als 60 % aller neu initiierten Organ-on-a-Chip-Plattformen KI-Algorithmen zur Datenverarbeitung. Beispielsweise verbesserte die KI-basierte Niere auf einem Chip die Spezifität des Screenings auf nephrotoxische Wirkung neu geschaffener Verbindungen. Ein in den USA ansässiges KI-Startup führte im Jahr 2023 eine KI-gestützte OoC-Plattform ein, die medikamentenbedingte Organschäden mit minimaler Fehlerquote genau vorhersagen kann. Darüber hinaus ermöglichte das Training von Algorithmen auch eine Annäherung an das Fortschreiten der Krankheit in den Organchips und ermöglichte so ein besseres Verständnis ihrer Pathophysiologie. 

Diese Einführung der KI beschleunigt nicht nur den Forschungsprozess, sondern verbessert auch die Genauigkeit der Ergebnisse, die auf dem Organ-on-a-Chip-Markt erzielt werden. KI generiert Mehrwert aus den durch die OoC-Experimente erstellten Datensätzen, indem sie detaillierte Merkmale und Reaktionen identifiziert, die bei der normalen Analyse sonst als Rauschen betrachtet werden. Es wird erwartet, dass sich dieser Trend verstärken wird, da die Finanzierung für die Installation von KI im Jahr 2023 auf über 500 Millionen US-Dollar ansteigt, was vorher definitiv nicht der Fall war.

Schwerpunkt der Herausforderung: Begrenzte Standardisierung über verschiedene Organ-on-a-Chip-Plattformen hinweg

Der Organ-on-a-Chip-Markt ist auf seinen verschiedenen Plattformen mit Standardisierungsproblemen konfrontiert. Im Jahr 2023 ergab eine Umfrage, dass die Hersteller von OoC-Geräten mehr als 70 % der Geräte mit einzigartigen Formen, funktionalen Materialien und eigenen Protokollen entworfen haben. Daher erschwert diese Ungleichmäßigkeit die Harmonisierung der Ergebnisse verschiedener Studien und verzögert auch die Verwendung von Organ-on-a-Chip-Daten für die Zulassung neuer Medikamente. Die Verwendung verschiedener Organsysteme zur Modellierung und verschiedener proprietärer Technologien zur Entwicklung von OOC-Systemen machen die Herstellung von Einheitlichkeit komplex. Während beispielsweise ein Unternehmen Chips auf Silikonbasis verwendet, verwendet ein anderes möglicherweise Materialien auf Polymerbasis, was zu Ungleichheiten in der zellulären Reaktion führt. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, haben sich im Jahr 2023 internationale Konsortien zum Ziel gesetzt, einheitliche Richtlinien für die OoC-Entwicklungs- und Testverfahren zu entwickeln. Die Einführung eines Chip-Modells hat Potenzial, aber die FDA plädiert für einen einzigen Standard-Validierungsprozess. Im Jahr 2023 veröffentlichte die FDA einen Entwurf eines Leitliniendokuments, in dem die Bereiche festgelegt wurden, die in den in BA-Anträgen enthaltenen OoC-Daten abgedeckt werden sollten.

Segmentanalyse 

Nach Produkten und Dienstleistungen 

Basierend auf Produkten und Dienstleistungen dominiert das Produktsegment, das sowohl Instrumente als auch OOC-Geräte wie Leber-on-Chip-, Lungen-on-Chip- und Herz-on-Chip-Geräte umfasst, derzeit den Organ-on-a-Chip-Markt mit einem Marktanteil von über 65,12 %. Dies ist auf den zunehmenden Einsatz und die Weiterentwicklung der Technologie zurückzuführen. Es besteht eine hohe Nachfrage nach diesen Geräten, da sie für menschliche Modelle bei Medikamententests und der Modellierung von Krankheiten relevanter sind. Die Zunahme chronischer Krankheiten und der Bedarf an individualisierten Medikamenten haben die Nutzung von OOC-Produkten erhöht, was zu einer intensiven Nutzung in Forschung und Entwicklung führt.

Im Jahr 2023 haben eine Reihe wichtiger Branchenakteure auf dem Organ-on-a-Chip-Markt angekündigt, erheblich in OOC-Geräte zu investieren, damit neue Produkte entwickelt werden können, die fortschrittlicher sind als die aktuellen. Solche Entwicklungen haben OOC-Geräte in kostengünstige und einfach zu bedienende Systeme verwandelt, was wiederum immer mehr Institutionen und Unternehmen dazu ermutigt, sie zu nutzen. Solche erneuten Zuwächse in der Qualität und Verwendung dieser Produkte fördern das Wachstum des Organ-on-Chip-Marktes und halten ihn in einem äußerst dynamischen Zustand. Darüber hinaus haben unterstützende Gesetze und die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft die Einführung von OOC-Produkten im Gegensatz zu Dienstleistungen erleichtert. Das Fehlen von OOC-Gerätestandards und -richtlinien im Jahr 2023 hat zu mangelndem Vertrauen bei den Endnutzern geführt und damit die Warenbeschaffung geschwächt. Das Potenzial von OOC-Geräten, bessere prädiktive Menschenmodelle bereitzustellen, die den Kosten- und Zeitaufwand für die Arzneimittelentwicklung reduzieren, hat sie zu beliebten Optionen gemacht und rechtfertigt damit das Wachstum dieses Produktsegments auf dem Markt.

Auf Antrag 

Basierend auf der Anwendung findet der Organ-on-a-Chip-Markt aufgrund seines Potenzials, den Arzneimittelentwicklungsprozess zu revolutionieren, die größte Nachfrage in der Arzneimittelforschung. Im Jahr 2023 hatte das Segment einen Marktanteil von über 64,32 %. Der Pharmasektor unterliegt erheblichen Zwängen, um sowohl den Zeit- als auch den Kapitalaufwand für die Vollendung des Lebenszyklus eines neuen Arzneimittels zu verringern. OOC-Geräte haben den Vorteil, dass sie genaue menschliche Organmodelle liefern, wodurch die Arzneimittelreaktionen genauer sind als bei der Durchführung von Studien an Tiermodellen. Durch diese erhöhte Präzision verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass klinische Studien in späteren Phasen abgebrochen werden, was sich in einer Ressourceneinsparung für die Unternehmen niederschlägt.

Ein Grund, der die Organ-on-a-Chip-Technologie so attraktiv macht, ist ihr Potenzial, die Wirksamkeit ihrer Anwendungen in der Arzneimittelentwicklung zu steigern. Unter den Arbeiten aus dem Jahr 2023 wurden auch wichtige Errungenschaften in den Bereichen Mikrofluidik und Biomaterialien gemeldet, die die Entwicklung von OOC-Plattformen ermöglichen, die in der Lage sind, komplexe menschliche Organe genau zu modellieren. Daher ist es möglich, normale physiologische Bedingungen zu schaffen, unter denen zahlreiche Medikamente gleichzeitig untersucht werden können, und auf diese Weise können vielversprechende Medikamente schneller identifiziert werden. Die große Flexibilität bei der Gestaltung von Geräten auf dem Organ-on-a-Chip-Markt ermöglicht es den Modellen, sich auf bestimmte Krankheiten zu konzentrieren, so dass das Verständnis der Mechanismen dieser Krankheiten verbessert wird und gleichzeitig neue Behandlungsmethoden etabliert werden können.

Zu den Schlüsselfaktoren, die zum Wachstum beitragen, zählen die solide Finanzierung von Organ-on-a-Chip-Projekten, die Zusammenarbeit von Pharma- und Technologieunternehmen sowie günstige politische Rahmenbedingungen. Im Jahr 2023 scheinen eine Reihe von Regulierungsbehörden eher bereit zu sein, die Daten aus OOC-Studien zu akzeptieren, da sie sie für hilfreich halten, um vorherzusagen, wie die Menschen voraussichtlich reagieren werden. Die Fähigkeit des Organ-on-a-Chip-Marktes, schnell Ergebnisse zu erzielen, und seine Fähigkeit, die Anforderungen an Tierversuche, wie bereits erwähnt, zu reduzieren, sind weitere Merkmale, die es Unternehmen ermöglicht haben, notwendige Anpassungen und Verbesserungen vorzunehmen, um die Nachfrage zu befriedigen Der Pharmamarkt.

Von Endbenutzern

Pharma- und Biotechnologieunternehmen sind die Hauptabnehmer des Organ-on-a-Chip-Marktes, da sie einen dringenden Bedarf an fortschrittlichen Werkzeugen haben, die die Effizienz der Arzneimittelentwicklung steigern. Im Jahr 2023 sind diese Unternehmen aktiv auf der Suche nach Technologien, die die hohen Kosten und langen Zeitpläne reduzieren können, die mit der Markteinführung neuer Medikamente verbunden sind. Organ-on-a-Chip-Geräte bieten äußerst prädiktive Modelle menschlicher Organe, die potenzielle Fehlschläge von Arzneimitteln frühzeitig im Entwicklungsprozess erkennen und so kostspielige Misserfolge bei klinischen Studien im Spätstadium minimieren können.

Diese Unternehmen sind Marktführer, da sie über die Ressourcen und die Infrastruktur verfügen, um die Organ-on-a-Chip-Technologie umfassend einzuführen und zu integrieren. Im Jahr 2023 haben Pharmariesen erhebliche Investitionen getätigt, um OOC-Plattformen in ihre Forschungs- und Entwicklungspipelines zu integrieren und das Wachstum des Organ-on-a-Chip-Marktes weiter zu unterstützen. Die Zusammenarbeit zwischen OOC-Entwicklern und Pharmaunternehmen hat zu maßgeschneiderten OOC-Systemen geführt, die spezifische Forschungsanforderungen erfüllen, was ihre Abhängigkeit von diesen Technologien weiter festigt. Die Fähigkeit, effizientere und ethischere Forschung mit reduziertem Einsatz von Tiermodellen durchzuführen, steht im Einklang mit den sich entwickelnden Zielen dieser Branchen. Darüber hinaus tragen die globale Größe und der Einfluss von Pharma- und Biotechnologieunternehmen dazu bei, dass sie den höchsten Marktanteil kontrollieren. Im Jahr 2023 hat die weit verbreitete Einführung von OOC-Geräten Branchenstandards gesetzt und Markttrends vorangetrieben. Ihr Schwerpunkt auf Innovation und der Verbesserung der Erfolgsraten in der Arzneimittelentwicklung hält sie an der Spitze der Nutzung modernster Technologien wie OOC und stärkt ihre Position als führende Endverbraucher auf dem Markt.

Um mehr über diese Forschung zu erfahren, fordern Sie eine kostenlose Probe an

Regionale Analyse 

Der Organ-on-a-Chip-Markt ist stark gewachsen und die wichtigste Region ist Nordamerika, genauer gesagt die Vereinigten Staaten. Die Region macht über 46 % des weltweiten Organ-on-a-Chip-Marktes aus und wird durch eine enorme Finanzierung und eine umfangreiche Forschungsgemeinschaft angetrieben. Im Jahr 2023 belief sich der Bundeshaushalt für die National Institutes of Health in den Vereinigten Staaten auf 45 Milliarden US-Dollar, wovon 2 Milliarden US-Dollar für Biomaterialien und Organ-on-Chip-Systeme vorgesehen waren. Im selben Jahr nahmen private Unternehmen mehr als 35 Milliarden US-Dollar an Risikokapitalfinanzierungen auf, was ein weiterer Beweis für die starke Nachfrage nach OoC-Technologien ist. Der US-Markt für OoC scheint zu boomen, da etwa 50 Unternehmen die Technologie produzieren und viele neue Akteure auf den Markt kommen. Darüber hinaus ist es amerikanischen Autoren im Jahr 2023 gelungen, mehr als 200 peer-reviewte Manuskripte zum Thema der OoC-Technologie zu veröffentlichen, was aus akademischer Sicht auf eine Weiterentwicklung des Bereichs Tissue Engineering hinweist. Unterstützung gibt es auch von den Aufsichtsbehörden: Die FDA hat bereits ein 5-Millionen-US-Dollar-Projekt zur Nutzung der OoC-Technologie bei der Arzneimittelbewertung angekündigt, was die Dominanz der Region weiter unterstreicht.

Andererseits positioniert sich die Region Asien-Pazifik mit starker Unterstützung durch staatliche Fördermittel und Forschungsprojekte als weltweit führender Akteur auf dem Organ-on-a-Chip-Markt. China hat zugesagt, in den nächsten fünf Jahren 15 Milliarden US-Dollar in den biotechnologischen Fortschritt zu investieren, wobei der Schwerpunkt vor allem auf der Organ-on-Chip-Technologie liegt. Dies hat dazu geführt, dass die Zahl der chinesischen Veröffentlichungen zu diesem Thema bis 2023 auf über 120 ansteigt. Auch in Japan wurden erhebliche Beträge von über 10 Milliarden Yen für die Forschung und Entwicklung der regenerativen Medizin und der Organ-on-Chip-Technologie bereitgestellt. Derzeit eröffnet Südkorea an der Seoul National University seine erste nationale Organ-on-Chip-Forschungseinrichtung für 100 Millionen Dollar. Gleichzeitig hat die australische Regierung 5 Mio. AUD für universitäre Forschungsaktivitäten zu OoC-Modellen bereitgestellt. Die Gründung von mehr als 25 Start-ups mit Schwerpunkt auf Organ-on-Chips im Jahr 2023 zeigt das Wachstum weiterer unternehmerischer Aktivitäten in der Region sowie eine erhöhte Aufmerksamkeit und ein erhöhtes Interesse an der Branche.

Top-Spieler im Organ-on-a-Chip-Markt

• Emulate, INC.
• Mimetas BV
• Valo Gesundheit
• AIM Biotech Pte. Ltd.
• AxoSim, Inc.
• InSphero
• CN Bio Innovations Ltd
• SynVivo, Inc.
• TissUse GmbH
• AlveoliX AG
• Andere prominente Spieler

Überblick über die Marktsegmentierung:

Nach Produkten und Dienstleistungen

• Produkte
  • Instrumente
  • Organ-on-a-Chip-Geräte
    • Leber auf einem Chip
    • Lunge-on-a-Chip
    • Darm-on-a-Chip
    • Niere auf einem Chip
    • Heart-on-a-Chip
    • Andere
• Dienstleistungen

Auf Antrag

• Arzneimittelentdeckung
• Toxikologische Forschung
• Andere

Von Endbenutzern

• Akademische und Forschungsinstitute
• Pharma- und Biotechnologieunternehmen
• Andere

Nach Region

• Nordamerika
  • Die USA
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Westeuropa
    • Großbritannien
    • Deutschland
    • Frankreich
    • Italien
    • Spanien
    • Restliches Westeuropa
  • Osteuropa
    • Polen
    • Russland
    • Restliches Osteuropa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Australien und Neuseeland
  • Südkorea
  • ASEAN
  • Rest des asiatisch-pazifischen Raums
• Naher Osten und Afrika (MEA)
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • Vereinigte Arabische Emirate
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Rest von Südamerika