Escenario de mercado 

El mercado de órganos en un chip se valoró en 129,96 millones de dólares en 2023 y se prevé que alcance la valoración de mercado de 1.665,91 millones de dólares en 2032 con una tasa compuesta anual del 34,34% durante el período previsto 2024-2032.

La tecnología del órgano en un chip ha demostrado ser de inmensa importancia para las industrias farmacéutica y biotecnológica. Prácticamente ha resultado en la transformación del descubrimiento, desarrollo e individualización de fármacos. Este novedoso concepto hace uso de dispositivos de microfluidos que pueden simular estrechamente la microarquitectura y la funcionalidad de los órganos humanos, lo que lo hace más confiable y eficiente que las alternativas de prueba de medicamentos. Cabe mencionar que más de 50 empresas en todo el mundo están plenamente involucradas en el desarrollo y comercialización de sistemas de órgano en un chip. También desde 2023, se han publicado alrededor de 1.500 artículos de investigación sobre el mercado de órganos en un chip, aunque sigue limitado a no más de 10 universidades que ofrecen esto como un curso o módulo especializado. La industria farmacéutica ha adoptado la tecnología OoC debido a su potencial para el desarrollo y detección de fármacos de drenaje. Basta decir que el mercado de órganos en chips ofrece una solución viable para probar fármacos al predecir de cerca la biodisponibilidad y la farmacodinámica del fármaco. Se han realizado más de 30 ensayos clínicos registrados que probaron la eficacia y seguridad de medicamentos en plataformas de órgano en un chip. Las nuevas aplicaciones de estas tecnologías quedan evidenciadas por la aparición de tecnologías de pulmón en chip para el estudio de enfermedades respiratorias, hígado en chip para el metabolismo de fármacos y hepatotoxicidad, y tecnologías de corazón en chip para medir la cardiotoxicidad, entre otras.

Además, el desarrollo de sistemas multiorgánicos en el mercado de órganos en un chip permite explorar diversos efectos mutuos de diferentes órganos con una mejor perspectiva del alcance de la actividad de los fármacos en todos los sistemas de órganos en su totalidad. Las acciones o medidas gubernamentales y privadas han sido fundamentales en el desarrollo de la tecnología de órgano en un chip. Desde 2012, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos han financiado proyectos de investigación OoC por valor de más de 140 millones de dólares y la Unión Europea ha financiado más de 20 proyectos de colaboración en esta área. Gracias a los siguientes proyectos se lograron resultados significativos, como la invención de sensores en tiempo real con el fin de monitorear continuamente la actividad celular y la aplicación de la bioimpresión 3D para mejorar la biomimética de los tejidos. La situación de la propiedad intelectual también se ha vuelto muy activa y, en 2023, se han registrado más de 500 patentes en relación con las tecnologías OoC.

Por el contrario, SOT se centra principalmente en crear medicina personalizada; sin embargo, a medida que madura el mercado de órganos en un chip, amplía su alcance al integrar otras áreas como el modelado de enfermedades o el estudio de sistemas biológicos a múltiples escalas. Las posibilidades que ofrecen los sistemas biotecnológicos y farmacéuticos OoC brindan nuevas oportunidades para el rápido desarrollo de terapias y una mayor confiabilidad de los estudios preclínicos. Las mejoras continuas en los sistemas multiorgánicos, la integración de sensores y la bioimpresión 3D sugieren que la tecnología OoC será muy útil a lo largo de la investigación traslacional, desde las pruebas in vitro hasta los estudios clínicos en humanos. Estos avances en este campo no sólo deberían disminuir la dependencia de las pruebas con animales, sino también aumentar la velocidad y la eficiencia de los procesos generales de desarrollo de fármacos, permitiendo que se suministren productos farmacéuticos más eficaces y seguros en el mercado de órganos en un chip.

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Dinámica del mercado 

Enfoque del conductor: creciente necesidad de modelos miméticos humanos precisos

El sector farmacéutico mundial está buscando mejores modelos que puedan reproducir eficazmente la biofísica humana para avanzar en el descubrimiento y desarrollo de fármacos. Las pruebas con animales, los cultivos celulares simples y procedimientos similares han quedado olvidados en la historia porque son inadecuados para predecir respuestas humanas que podrían conducir a "fracasos" desafortunados y costosos en etapas avanzadas del desarrollo. Los datos mostraron que los gastos en desarrollo masivo de fármacos superarán los 2.500 millones de dólares en 2023 para un solo fármaco útil, lo que pone de relieve la tendencia a un auge de las pérdidas en lugar de las ganancias. En este sentido, el mercado de órganos en un chip parece ser la solución a este problema, ya que proporciona un marco que se aproxima a las complejidades del sistema de órganos humanos, lo que a su vez mejora los procedimientos de prueba. Solo en 2023 se informaron más de 200 chips organotípicos, incluidos modelos de hígado y pulmón, para ayudar en la investigación del metabolismo y las enfermedades respiratorias. Se cree que estos chips desempeñaron un papel importante en la detección preclínica de toxicidad y minimizaron los eventos adversos durante las pruebas clínicas. Un estudio publicado en 2023 demostró que los modelos de hígado en un chip podían predecir la toxicidad hepática el 85% de las veces, claramente mejor que los métodos convencionales.

Esta tendencia se ilustra aún más con la creciente asociación entre el mundo académico y los actores industriales. Por ejemplo, en colaboración con una universidad de investigación, en 2023, una importante empresa farmacéutica pudo crear un corazón en un chip que replica fielmente la arritmia cardíaca. Estas asociaciones son importantes para el desarrollo de la tecnología OoC y su incorporación más amplia a los procesos de desarrollo de fármacos de la industria.

Enfoque de tendencia: integración de la inteligencia artificial con sistemas de órgano en un chip

La convergencia de fusión de tecnologías AI y OoC se convirtió en una de las tendencias más vivas en el mercado de órganos en un chip. La IA aumenta la funcionalidad de los sistemas OoC a través de tecnología avanzada de predicción y comprensión de datos. Esta combinación permite observar e interpretar continuamente las complicadas respuestas biológicas que se desarrollan en los chips. En 2023, más del 60% de todas las plataformas de órganos en chips recién iniciadas utilizaron algoritmos de inteligencia artificial para el procesamiento de datos. Por ejemplo, el riñón en un chip basado en IA mejoró la especificidad de la detección del efecto nefrotóxico de compuestos recién creados. Una startup de IA con sede en EE. UU. lanzó en 2023 una plataforma OoC impulsada por IA que puede predecir con precisión el daño orgánico inducido por fármacos con un margen de error mínimo. Además, el entrenamiento de algoritmos también permitió una aproximación del avance de la enfermedad en los chips de órganos, lo que permitió comprender mejor su fisiopatología. 

Esta introducción de la IA no sólo acelera el proceso de investigación, sino que también mejora la precisión de los resultados obtenidos en el mercado de los órganos en un chip. La IA genera valor a partir de los conjuntos de datos creados por los experimentos OoC mediante la identificación de características y reacciones detalladas que de otro modo se considerarían ruido durante el análisis normal. Se espera que esta tendencia se profundice, ya que la financiación para la instalación de IA aumentará a más de 500 millones de dólares en 2023, lo que definitivamente no había sucedido antes.

Enfoque del desafío: estandarización limitada en diferentes plataformas de órgano en un chip

El mercado de órganos en un chip enfrenta problemas de estandarización en sus diferentes plataformas. En 2023, una encuesta mostró que los fabricantes de dispositivos OoC diseñaron más del 70% de los dispositivos para que tuvieran formas únicas, materiales funcionales y sus propios protocolos. Por lo tanto, esta desigualdad dificulta la armonización de los resultados obtenidos de diferentes estudios y también retrasa el uso de datos de órgano en un chip para la aprobación de nuevos medicamentos. El uso de diversos sistemas de órganos para el modelado y diferentes tecnologías patentadas para desarrollar sistemas ooc hace que lograr la uniformidad sea complejo. Por ejemplo, mientras una empresa puede utilizar chips a base de silicona, otra puede utilizar materiales a base de polímeros, lo que genera disparidades en la respuesta celular. Para contrarrestar este inconveniente, los consorcios internacionales formados en 2023 tienen como objetivo desarrollar directrices uniformes sobre los procedimientos de desarrollo y prueba de OoC. La adopción de un modelo de chip tiene potencial, pero la FDA aboga por un proceso de validación estándar único. En 2023, la FDA publicó un borrador de documento de orientación que especificaba las áreas que deberían cubrirse en los datos OoC incluidos en las presentaciones de BA.

Análisis segmentario 

Por producto y servicios 

Según productos y servicios, el segmento de productos que comprende instrumentos y dispositivos OOC, como dispositivos de hígado en chip, pulmón en chip y corazón en chip, domina actualmente el mercado de órganos en un chip con más del 65,12% de participación de mercado. Esto se debe al mayor uso y desarrollo de la tecnología. Ha surgido una gran demanda de estos dispositivos, ya que son más relevantes para modelos humanos en pruebas de fármacos y modelado de enfermedades. El aumento de las enfermedades crónicas y la necesidad de medicamentos individualizados ha aumentado la utilización de productos OOC, lo que ha llevado a un uso intensivo en I+D.

En 2023, varios actores clave de la industria en el mercado de órganos en un chip se han presentado para invertir sustancialmente en dispositivos OOC para poder desarrollar nuevos productos que sean más avanzados que los actuales. Estos avances han transformado los dispositivos OOC en sistemas baratos y fáciles de usar, lo que a su vez anima a más y más instituciones y empresas a utilizarlos. Estos crecimientos renovados en la calidad y el uso de estos productos propagan el crecimiento del mercado de órganos en chips, manteniéndolo en un estado altamente dinámico. Además, la legislación de apoyo y la cooperación entre la industria y el mundo académico han facilitado la adopción de productos OOC en lugar de servicios. La ausencia de normas y directrices para dispositivos OOC en 2023 ha provocado una falta de confianza entre los usuarios finales, lo que ha debilitado la adquisición de bienes. El potencial de los dispositivos OOC para proporcionar mejores modelos humanos predictivos que reduzcan el costo y el tiempo necesarios para el desarrollo de fármacos los ha convertido en opciones populares, lo que justifica el crecimiento de este segmento de productos en el mercado.

Por aplicación 

Según la aplicación, el mercado de órganos en un chip encuentra su mayor demanda en el descubrimiento de fármacos debido a su potencial para revolucionar el proceso de desarrollo de fármacos. En 2023, el segmento tenía más del 64,32% de cuota de mercado. El sector farmacéutico opera bajo considerables limitaciones para disminuir tanto el tiempo como el gasto de capital incurridos al completar el ciclo de vida del nuevo medicamento. Los dispositivos OOC son beneficiosos porque proporcionan modelos precisos de órganos humanos mediante los cuales las respuestas a los medicamentos son más precisas que cuando se realizan estudios en modelos animales. Con este tipo de mayor precisión, existe una menor probabilidad de que el ensayo clínico finalice en etapas posteriores, lo que se traduce en un ahorro de recursos por parte de las empresas.

Una razón que hace atractiva la tecnología de órgano en un chip es su potencial para mejorar la eficacia de sus aplicaciones en el desarrollo de fármacos. Entre los trabajos de 2023, también se han informado de importantes logros en microfluidos y biomateriales que permiten desarrollar plataformas OOC capaces de modelar de cerca órganos humanos complejos. Por lo tanto, es posible crear condiciones fisiológicas normales en las que se puedan examinar numerosos fármacos a la vez y, de este modo, identificar más rápidamente fármacos prometedores. La gran flexibilidad en los diseños de dispositivos en el mercado de órganos en un chip permite que los modelos dirijan y se concentren en ciertas enfermedades de modo que se mejore la comprensión de los mecanismos de esas enfermedades, mientras se pueden establecer nuevos tratamientos.

Entre los factores clave que están contribuyendo al crecimiento se encuentran la sólida financiación de proyectos de órganos en un chip, las colaboraciones de empresas farmacéuticas y tecnológicas y los regímenes políticos favorables. En 2023, varios reguladores parecen más dispuestos a aceptar los datos que surgen de los estudios OOC, ya que los consideran útiles para predecir cómo se espera que respondan las personas. La capacidad del mercado de órganos en un chip para generar resultados rápidamente y su capacidad para reducir los requisitos de experimentación con animales, como se mencionó anteriormente, son otras características que han permitido a las empresas realizar los ajustes y mejoras necesarios para satisfacer la demanda de el mercado farmacéutico.

Por usuarios finales

Las empresas farmacéuticas y de biotecnología son los principales consumidores del mercado de órganos en un chip debido a su necesidad crítica de herramientas avanzadas que mejoren la eficiencia del desarrollo de fármacos. En 2023, estas empresas buscarán activamente tecnologías que puedan reducir los altos costos y los largos plazos asociados con la comercialización de nuevos medicamentos. Los dispositivos de órgano en un chip proporcionan modelos de órganos humanos altamente predictivos que pueden identificar posibles fallas de medicamentos en las primeras etapas del proceso de desarrollo, minimizando así los costosos fracasos de los ensayos clínicos en las últimas etapas.

Estas empresas lideran el mercado porque tienen los recursos y la infraestructura para adoptar e integrar ampliamente la tecnología de órgano en un chip. En 2023, los gigantes farmacéuticos han realizado importantes inversiones para incorporar plataformas OOC en sus proyectos de I+D y respaldar aún más el crecimiento del mercado de órganos en un chip. Las colaboraciones entre desarrolladores de OOC y compañías farmacéuticas han dado como resultado sistemas OOC personalizados que satisfacen necesidades de investigación específicas, consolidando aún más su dependencia de estas tecnologías. La capacidad de realizar investigaciones más eficientes y éticas, con un uso reducido de modelos animales, se alinea con los objetivos cambiantes de estas industrias. Además, la escala global y la influencia de las empresas farmacéuticas y biotecnológicas contribuyen a que controlen la mayor cuota de mercado. En 2023, su adopción generalizada de dispositivos OOC ha establecido estándares de la industria e impulsado las tendencias del mercado. Su énfasis en la innovación y la mejora de las tasas de éxito en el desarrollo de fármacos los mantiene a la vanguardia en la utilización de tecnologías de vanguardia como OOC, lo que refuerza su posición como usuarios finales líderes en el mercado.

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Análisis Regional 

El mercado de órganos en un chip se ha expandido enormemente y la región más destacada es América del Norte, más específicamente, Estados Unidos. La región constituye más del 46% del mercado mundial de órganos en un chip y está impulsada por una enorme cantidad de financiación y una extensa comunidad de investigación. En 2023, el presupuesto federal para los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos fue de 45 mil millones de dólares, de los cuales 2 mil millones de dólares se reservaron para biomateriales y sistemas de órganos en chips. El mismo año, las empresas privadas recaudaron más de 35 mil millones de dólares en financiación de capital de riesgo, lo que demuestra aún más un fuerte apetito por las tecnologías OoC. El mercado estadounidense de OoC parece estar en auge, con aproximadamente 50 empresas que producen la tecnología y muchos nuevos actores que entran en escena. Además, los autores estadounidenses lograron publicar más de 200 manuscritos revisados ​​por pares sobre el tema de la tecnología OoC en 2023, lo que indica un desarrollo del campo de la ingeniería de tejidos desde una perspectiva académica. También hay apoyo de los reguladores, y la FDA ya ha anunciado un proyecto de 5 millones de dólares para utilizar la tecnología OoC en la evaluación de medicamentos, lo que enfatiza aún más el dominio de la región.

Por otro lado, la región de Asia Pacífico se está posicionando para ser el actor clave del mundo en el mercado de órganos en un chip, con un fuerte apoyo de financiación gubernamental y proyectos de investigación. Durante los próximos cinco años, China se ha comprometido a invertir 15 mil millones de dólares en avances biotecnológicos, centrándose principalmente en la tecnología de órganos en chips. Esto ha dado como resultado que el número de artículos chinos sobre el tema aumente a más de 120 para 2023. También se han asignado cantidades significativas en Japón que superan los 10 mil millones de yenes para investigación y desarrollo en medicina regenerativa y tecnología de órganos en chips. Actualmente, Corea del Sur inauguró su primer centro nacional de investigación de órganos en chips en la Universidad Nacional de Seúl con un precio de 100 millones de dólares. Al mismo tiempo, el gobierno en funciones de Australia ha destinado 5 millones de dólares australianos para actividades de investigación universitaria sobre modelos OoC. La incorporación de más de 25 startups enfocadas en chips organ-on en 2023 muestra el crecimiento de más actividades emprendedoras en la región, así como una mayor atención e interés en la industria.

Principales jugadores en el mercado Organ on a Chip

• Emular, INC.
• Mimetas BV
• Valo Salud
• AIM Biotech Pte. Ltd. Limitado.
• AxoSim, Inc.
• EnSphero
• CN Bio Innovaciones Ltda
• SynVivo, Inc.
• TissUse GmbH
• AlveoliX AG
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado:

Por producto y servicios

• Productos
  • Instrumentos
  • Dispositivos de órgano en un chip
    • Hígado en un chip
    • Pulmón en un chip
    • Intestino en un chip
    • Riñón en un chip
    • Corazón en un chip
    • Otros
• Servicios

Por aplicación

• Descubrimiento de fármacos
• Investigación en Toxicología
• Otros

Por usuarios finales

• Institutos académicos y de investigación
• Empresas farmacéuticas y de biotecnología
• Otros

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa occidental
    • el reino unido
    • Alemania
    • Francia
    • Italia
    • España
    • Resto de Europa occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Australia y Nueva Zelanda
  • Corea del Sur
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África (MEA)
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica