Las colaboraciones estratégicas están reestructurando la trayectoria del mercado de órganos en un chip, como lo demuestra la reciente asociación de Mimetas con Argenx para las aplicaciones de IND y su participación en el Proyecto del Fondo Nacional de Crecimiento Holandés de 124 millones de euros para la innovación biomédica libre de animales. Estas asociaciones están produciendo resultados tangibles, particularmente en la investigación en oncología y neurología, donde empresas como Cedars-Sinai están utilizando modelos de chips de corazón para estudiar la cardiotoxicidad del fármaco contra el cáncer. La capacidad de la tecnología para replicar las respuestas específicas del humano está demostrando ser invaluable para el desarrollo de fármacos, lo que lleva a una mayor adopción por parte de compañías farmacéuticas que buscan reducir las fallas de los ensayos clínicos y acelerar los plazos del desarrollo de medicamentos.

El órgano en el aspecto más prometedor de un mercado de chips radica en su expansión más allá de las pruebas de drogas tradicionales en aplicaciones de medicina personalizada. Los avances recientes, como el éxito del chip de pulmón Alveolus en el estudio de la neumonía bacteriana y el uso del NIH de chip hepático para la investigación de lesiones hepáticas inducidas por la radiación demuestran la versatilidad y el potencial de la tecnología para la optimización del tratamiento específica del paciente. Esta evolución está respaldada por capacidades mejoradas de análisis de datos, con empresas que integran la IA y el aprendizaje automático para analizar los conjuntos de datos complejos generados por estas plataformas sofisticadas. La convergencia de estos avances tecnológicos con el creciente apoyo regulatorio y la inversión privada sustancial señala un período transformador para la industria de órganos en chip, particularmente en áreas de alta necesidad médica no satisfecha.

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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 

América del Norte: innovación pionera a través del apoyo de la FDA e inversiones estratégicas

América del Norte continúa dominando el mercado de órganos en un chip, impulsado por un robusto compromiso de la FDA e inversiones privadas sustanciales. La colaboración en curso de la FDA con empresas como Emulate a través de los acuerdos de investigación cooperativa ha fomentado un panorama regulatorio favorable para la adopción de tecnologías de órganos en un chip. Este entorno de apoyo, junto con las principales rondas de financiación como el reciente aumento de $ 168 millones de Caris Life Sciences, subraya la dedicación de la región para impulsar la innovación. Los principales actores de la industria, incluidos Mimetas, Insphero y Tara Biosystems, están integrando la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en sus plataformas de órganos sobre un chip, expandiendo las capacidades analíticas y la precisión de modelado predictivo. Con el apoyo de un próspero sector farmacéutico, estos avances tecnológicos aceleran los procesos de descubrimiento de fármacos y reducen los costos generales asociados con la investigación preclínica.

Asia Pacífico: expansión rápida del mercado a través del apoyo e innovación del gobierno

La región de Asia Pacífico está presenciando una notable expansión en el mercado de órganos en un chip, impulsado por iniciativas gubernamentales proactivas y empresas de biotecnología locales emergentes. Países como Japón, Corea del Sur y Singapur están sirviendo como centros de innovación, apoyados por institutos como el Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) y el Instituto Riken. Empresas notables: Anhui Luohua Biotechnology Co. Ltd., Beijing Daxiang Biotech Co., Ltd y MineBio Life Sciences Limited, están haciendo avances significativos para crear soluciones rentables y amigables con el uso de un chip. Además, las alianzas estratégicas, como la entre los biosistemas de Bio y Altis de CN, están acelerando la adopción de tecnologías de órganos en un chip en la región. Los gigantes farmacéuticos, incluidos Takeda Pharmaceutical y Daiichi Sankyo, están impulsando aún más el crecimiento del mercado al aprovechar los dispositivos de hígado en un chip para un mejor metabolismo de los medicamentos y la evaluación de la toxicidad durante las etapas preclínicas.

Europa: Excelencia regulatoria impulsando el desarrollo y crecimiento del mercado sostenible

El mercado de Organ-on-A-Chip de Europa se caracteriza por marcos regulatorios robustos y esfuerzos de investigación colaborativa, lo que lleva a un crecimiento sostenible. La Agencia Europea de Medicamentos (EMA) y el Centro Europeo de Validación de Métodos Alternativos (ECVAM) están promoviendo activamente las soluciones de órganos sobre un chip como alternativas viables a las pruebas de animales. Los generosos programas de financiación, incluidos el presupuesto de investigación e innovación de 95.500 millones de euros de Horizon Europe, refuerzan el compromiso de la región para alentar los avances de vanguardia. Para estandarizar la terminología y las especificaciones técnicas, la Sociedad Europea de órganos en Chip (Euroocs) está encabezando los esfuerzos de armonización internacional, mejorando tanto la innovación como la interoperabilidad. A pesar de los desafíos como los altos costos de implementación y las complejidades tecnológicas, el mercado europeo está listo para una tasa compuesta anual robusta de 2025 a 2033, con países como Alemania, el Reino Unido, Francia y los Países Bajos que emergen como contribuyentes clave para esta trayectoria ascendente.

Desarrollos recientes en el órgano en un mercado de chips

Financiación e inversiones recientes (2024)

Abril de 2024

• CN Bio Innovations Ltd. obtuvo $ 21 millones en la ronda de inversión de la Serie B
  • $ 10 millones de Bayland Capital
  • $ 5.5 millones de CN Innovations Holdings Ltd.
  • Enfoque: tecnología avanzada de corazón en un chip

Asociaciones y colaboraciones estratégicas (2024)

11 de junio de 2024

• Mimetas se asoció con Argenx
  • Propósito: Apoyo a la aplicación de nuevos medicamentos de investigación (IND)
  • Tecnología: Plataforma de organoplacas utilizada para el ensayo de enfermedades in vitro humanas

7 de julio de 2024

• El secreto del proyecto que involucra a Mimetas recibió € 2.5 millones de fondos de la UE
  • Enfoque: investigación sobre secretomas de células perinatales

4 de junio de 2024

• Mimetas colaboró ​​con Naturalis Biodiversity Center y Vrije Universiteit Amsterdam
  • Propósito: Investigación sobre la toxicidad de la mordedura de serpiente utilizando el modelo de vasos sanguíneos 3D

Lanzamientos de productos y desarrollos de investigación en el mercado de Organ-on-A-Chip (2024)

27 de enero de 2025

• Mimetas lanzó OrganoPlate Uniflow (UF)
  • Característica: Sistema de flujo de pulido unidireccional, impulsado por la gravedad
  • Aplicación: Descubrimiento de fármacos e investigación de enfermedades

Avances de investigación clínica (2024)

• Universitätsmedizin Berlín: usó Alveolo Lung-chip para estudio de neumonía bacteriana
• NIH: CHIP hepático utilizado para la investigación de lesiones hepáticas inducidas por radiación
• Cedars-Sinai: Modelo empleado de chips de corazón para estudios de cardiotoxicidad del fármaco de cáncer

Los mejores jugadores en el órgano en un mercado de chips

• 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