Tamaño del mercado de cultivo celular 3D, participación y análisis de impacto de COVID-19, por tipo (basado en andamio, sin andamio y otros), por aplicación (investigación del cáncer, ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, descubrimiento y desarrollo de fármacos, y otros), Por usuario final (empresas farmacéuticas y de biotecnología, laboratorios académicos y de investigación, y otros) y pronóstico regional, 2023-2030

El tamaño del mercado mundial de cultivos celulares en 3D se valoró en 2.060 millones de dólares en 2022. Se prevé que el mercado crezca de 2.290 millones de dólares en 2023 a 4.960 millones de dólares en 2030, exhibiendo una tasa compuesta anual del 11,7% durante el período previsto. América del Norte dominó el mercado global con una participación del 45,15% en 2022.

Un entorno de cultivo que permite que las células crezcan e interactúen con la estructura extracelular circundante en tres dimensiones se denomina cultivo celular 3D. Se prevé que la creciente prevalencia de enfermedades crónicas y la creciente preferencia por alternativas a las pruebas con animales impulsen el crecimiento del mercado mundial de cultivos celulares en 3D.

• Por ejemplo, según estimaciones de la Organización Panamericana de la Salud para 2023, se registrarán alrededor de 20 millones de nuevos casos de cáncer en todo el mundo.

Algunas áreas de aplicación típicas de estos cultivos incluyen la investigación del cáncer, el descubrimiento de fármacos, la medicina regenerativa y la terapia celular. Se prevé que la utilización sustancial de esta técnica en estas áreas de aplicación aumente la expansión del mercado. Además, se espera que el creciente enfoque de los actores clave en la introducción de productos avanzados y el ingreso a áreas geográficas no explotadas impulse el crecimiento del mercado.

IMPACTO DEL COVID-19

El cierre de laboratorios tuvo un impacto negativo en el mercado en 2020

En 2020, la pandemia de COVID-19 tuvo un ligero impacto negativo en el mercado mundial. Las restricciones de viaje, las interrupciones de la cadena de suministro y los cierres ordenados por el gobierno provocaron el cierre de laboratorios, lo que afectó negativamente al mercado.

• Según un artículo publicado por FACETS en 2022, investigadores de todo el mundo experimentaron una ola sin precedentes de cierres de laboratorios durante la respuesta inicial a la pandemia de COVID-19, deteniendo la mayoría de las actividades de investigación para prevenir la propagación del virus en 2020.

En términos de ingresos, el mercado experimentó una disminución en 2020 en comparación con el año anterior. Algunas empresas importantes experimentaron una disminución en sus ventas de productos de cultivo celular durante la pandemia de COVID-19. Sin embargo, el mercado volvió al nivel anterior a la pandemia en 2021 y las empresas registraron un crecimiento positivo de los ingresos.

• Por ejemplo, Corning Incorporated registró ventas netas de 446,0 millones de dólares en 2020 en su segmento de cultivo celular, lo que representó una disminución del -4,1% en comparación con 2019. El segmento de cultivo celular registró ventas de 563 millones de dólares que aumentaron un 26,2% en 2021. en comparación con 2020 debido a la demanda global de productos de investigación y desarrollo.

El resurgimiento de las actividades de laboratorio y el aumento de las iniciativas de investigación y desarrollo, particularmente en el uso de modelos de tejido para la investigación de COVID-19, habían contribuido enormemente a que la tasa de crecimiento del mercado volviera a niveles prepandémicos en 2022.

Tendencias del mercado de cultivo celular 3D

Desarrollo de Técnicas Tecnológicamente Avanzadas

En los últimos años, ha habido un aumento en las iniciativas para investigar y desarrollar técnicas y productos avanzados. Uno de los nuevos avances es la microfluídica, que proporciona una plataforma versátil para el cultivo celular y facilita ensayos basados ​​en células más complicados. Además, un sistema cultural con soluciones habilitadas para el aprendizaje automático podría ayudar a seleccionar culturas 3D. También puede aumentar la confiabilidad, la reproducibilidad y reducir los costos de la investigación y los requisitos de tiempo para un posible estudio preclínico. De manera similar, se espera que el mayor enfoque y las iniciativas de los actores destacados en el desarrollo de productos innovadores impulsen las tendencias en el mercado global.

• Por ejemplo, en junio de 2021, Sphere Fluidics y ClexBio lanzaron en colaboración el kit de hidrogel de microfluidos biocompatible CYTRIX. Este producto combina el novedoso hidrogel CYTRIX de ClexBio con el biochip acuoso doble Pico-Gen especialmente diseñado de Sphere Fluidics, lo que permite la generación plug-and-play de microestructuras de hidrogel definidas, reproducibles y adaptables para diversas aplicaciones, como cultivo celular 3D, organoides y -análisis celular. Cada vez más empresas están lanzando productos nuevos y avanzados, contribuyendo a la expansión del mercado global.

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Factores de crecimiento del mercado de cultivo celular 3D

Aumento de las iniciativas de investigación sobre enfermedades crónicas e infecciosas para impulsar el crecimiento del mercado

En los últimos años se están llevando a cabo numerosas iniciativas de investigación sobre enfermedades crónicas e infecciosas, incluidas cuestiones congénitas, cáncer y COVID-19. Estas células investigan y estudian la propagación y progresión de enfermedades, el descubrimiento de fármacos y la detección de compuestos. Debido a tal escenario, ha aumentado la demanda de técnicas avanzadas de cultivo celular. Este factor eventualmente contribuirá al crecimiento del mercado.

• Según un artículo publicado por BioMed Central en 2022, el cultivo 3D tiene el potencial de cerrar la brecha entre los modelos in vitro e in vivo. Técnicas como los sistemas emergentes, basados ​​en líquidos y en andamios, como las plataformas de microfluidos y la bioimpresión, incorporan características morfológicas que los cultivos 2D no pueden alcanzar. Puede utilizarse significativamente para la investigación oncológica y la medicina personalizada. Se espera que estas ventajas impulsen la demanda de estos productos en el plazo previsto.

Enfoque creciente en el desarrollo de alternativas de experimentación con animales para impulsar las perspectivas de crecimiento del mercado

El mercado está siendo testigo de un aumento de iniciativas para desarrollar alternativas a la experimentación con animales. El cultivo celular tridimensional representa una excelente alternativa al modelo animal. Estos cultivos celulares pueden replicar los niveles biológicos de organización y microarquitectura de un órgano vivo. Se prevé que las crecientes iniciativas para reemplazar las pruebas con animales con productos alternativos, como modelos de piel reconstruidos y técnicas de cultivo celular, impulsen el crecimiento del mercado durante el período de pronóstico.

• En agosto de 2023, PeptiMatrix, la última empresa derivada de la Universidad de Nottingham, presentó una plataforma innovadora con el objetivo de reemplazar el uso de animales en la investigación. Desarrollado por investigadores de la Universidad de Nottingham, el Centro Nacional para el Reemplazo, Refinamiento y Reducción de Animales en Investigación (NC3R), el Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), el sistema completo La plataforma de hidrogel peptídico autoensamblable sintético (SAPH) aborda todas las deficiencias actuales disponibles en los modelos in vitro.  Por lo tanto, se prevé que mayores iniciativas para desarrollar alternativas de experimentación con animales aumenten el crecimiento general en el mercado global.

FACTORES RESTRICTIVOS

El alto costo de la investigación biológica y los resultados inconsistentes obstaculizan la expansión del mercado

Uno de los obstáculos importantes para el crecimiento del mercado es el costo sustancial y los resultados inconsistentes asociados con el cultivo celular en 3D. Además, debido a su naturaleza avanzada, estos productos suelen tener un precio más alto que los cultivos celulares regulares/tradicionales o 2D. Un costo tan alto dificulta la adopción de productos entre las organizaciones de investigación y los académicos tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo.

• Según un artículo sobre Investigational New Drugs publicado en 2022, a pesar de las muchas ventajas de los modelos 3D sobre los ensayos 2D establecidos, su uso limitado en las primeras etapas de descubrimiento de fármacos se debe al alto esfuerzo y costo.

Además, estos sistemas requieren mucha mano de obra y tiempo, y a veces ofrecen resultados inconsistentes. Estos factores frenan el crecimiento del mercado en todo el mundo.       

Análisis de segmentación del mercado de cultivo celular 3D

Análisis por tipo

El segmento basado en andamios tuvo una participación líder debido a su amplio uso en el desarrollo de fármacos y la ingeniería de tejidos.

En términos de tipo, el mercado se segmenta en 3D basado en andamios, sin andamios y otros.

El segmento basado en andamios mantuvo una participación de mercado líder en 2022, confiando en elementos de andamio para brindar soporte físico a las células, permitiéndoles agregarse, proliferar y migrar. Además, ciertos actores participan en asociaciones estratégicas para suministrar estos productos en países de alto crecimiento. Por lo tanto, el uso y la aplicación sólidos de esta técnica en el desarrollo de fármacos y la ingeniería de tejidos promueve la expansión global del segmento.

• En agosto de 2023, InSphero AG y Advanced BioMatrix firmaron una asociación para poner su tecnología patentada Akura Plate a disposición de los investigadores en el mercado estadounidense. Esta iniciativa ampliaría el rango de aplicación de estos cultivos celulares a modelos basados ​​en andamios.

El segmento sin andamios representó una proporción comparativamente menor en 2022. Esta técnica se cultiva en placas de cultivo especializadas repelentes de células que hacen que las células se autoagregen. Debido a su pequeña escala y su plataforma fácilmente modificable, esta técnica proporciona pantallas de alto rendimiento. La técnica basada en andamios puede afectar negativamente la progresión del cáncer y la resistencia a los medicamentos. También influye en el comportamiento celular, lo que puede perjudicar el modelado de enfermedades. Debido a los inconvenientes de las técnicas basadas en andamios, el mercado está presenciando un crecimiento en la adopción de productos sin andamios a nivel mundial.

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Por análisis de aplicaciones

La sólida eficacia de estas técnicas en la investigación del cáncer impulsa el crecimiento segmentario

En términos de aplicación, el mercado global de cultivo celular 3D está segmentado en investigación del cáncer, ingeniería de tejidos y medicina regenerativa , descubrimiento y desarrollo de fármacos, y otros.

El segmento de investigación del cáncer tenía una participación dominante en el mercado. Los cultivos 3D facilitan una mejor comprensión de los diversos aspectos de la biología del cáncer, como la progresión del tumor, el microambiente del tumor, la expresión de genes y proteínas, las vías de señalización prooncogénica y la resistencia a los medicamentos. La sólida eficacia de estas técnicas en la investigación del cáncer impulsa el crecimiento del segmento.

Se espera que el segmento de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa crezca a un ritmo lucrativo durante el período previsto. La creciente adopción de estos productos para replicar el microambiente en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa contribuye al crecimiento del segmento en el período de pronóstico.  

Además, el crecimiento del segmento de descubrimiento y desarrollo de fármacos se atribuye a las actividades estratégicas de actores destacados para proporcionar soluciones para la detección de alto rendimiento (HTS) de estos cultivos en el descubrimiento de fármacos.

• Por ejemplo, en septiembre de 2021, UPM Biomedicals firmó un acuerdo con PerkinElmer Health Sciences, Inc. para actuar como distribuidor de la gama de productos UPM GrowDex y GrowDase. Esta asociación facilita a los investigadores una solución completa para la detección de alto rendimiento (HTS) de cultivos celulares en 3D en el descubrimiento temprano de fármacos. Se espera que estas iniciativas impulsen el crecimiento del mercado.

Se proyecta que el segmento de otros represente una participación adecuada para 2030 debido a la aplicación sólida de estos productos en múltiples procesos de investigación y expansión celular.

Por análisis del usuario final

Las crecientes iniciativas de inversión de las empresas farmacéuticas y biotecnológicas impulsaron la Empresas farmacéuticas y de biotecnología

En términos de usuario final, el mercado global para el cultivo celular en 3D son las empresas farmacéuticas y de biotecnología, los laboratorios académicos y de investigación, entre otros.

El segmento de empresas farmacéuticas y de biotecnología tuvo una participación dominante en el mercado en 2022. El crecimiento del segmento se atribuye a las crecientes iniciativas de investigación y actividades de inversión por parte de los actores del mercado para impulsar la adopción de productos en todo el mundo.

• Por ejemplo, en marzo de 2023, ZEISS invirtió en la nueva empresa de ciencias biológicas InSphero para seguir avanzando en la adopción de microtejidos 3D en la investigación y el desarrollo de fármacos. Se espera que estas iniciativas impulsen el crecimiento del mercado.

Se espera que el segmento de laboratorios académicos y de investigación crezca debido a la creciente adopción de estos productos para estudiar los eventos morfológicos de las células humanas, desde el desarrollo hasta la formación de órganos, y comprender el mecanismo de las enfermedades.  Esto lo convierte en una herramienta valiosa para el descubrimiento y desarrollo de fármacos y en estudios preclínicos, contribuyendo al crecimiento del segmento en el período de pronóstico.

Se prevé que el segmento de otros represente una proporción adecuada para 2030 debido a la creciente utilización en cosméticos, alimentos y bebidas, y otras industrias.

PERSPECTIVAS REGIONALES

En términos de geografía, el mercado está segmentado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África.

North America 3D Cell Culture Market Size, 2024 (USD Billion)

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La región de América del Norte tenía la participación dominante en el mercado global. América del Norte generó 930 millones de dólares de los ingresos del mercado mundial de cultivos celulares 3D en 2022. Estados Unidos se considera un centro destacado para actividades de investigación y desarrollo. Además, muchos centros de investigación, instituciones académicas y empresas biotecnológicas que llevan a cabo múltiples procedimientos de investigación contribuyen de manera destacada al dominio de la región.

De manera similar, la región de Asia Pacífico tuvo la CAGR más rápida debido a las crecientes iniciativas de investigación en países clave como China, Japón e India. El creciente número de laboratorios de investigación y el aumento de las iniciativas de los actores del mercado para ingresar a áreas geográficas en desarrollo contribuyen al crecimiento de la región.

Europa tenía una participación sustancial en el mercado global. Una adopción de productos más sólida, un fuerte enfoque en las iniciativas de investigación y una disponibilidad más fácil de los productos resultan en última instancia en el crecimiento del mercado en la región. El mercado europeo está creciendo debido a las vitales iniciativas de distribución de actores clave para mejorar el alcance de los clientes y avanzar en sus áreas de aplicación. Estos factores están impulsando el crecimiento del mercado.

• En septiembre de 2023, CELLINK anunció un acuerdo estratégico de distribución con Paralab para ampliar su presencia en Portugal y España. Esta colaboración lleva las soluciones de bioimpresión de última generación de CELLINK a una audiencia más amplia en el sur de Europa, impulsando avances en el campo de la medicina regenerativa.

Debido a las limitadas actividades de investigación, los mercados de América Latina y Medio Oriente y África tuvieron participaciones más bajas. Sin embargo, se espera que el creciente ingreso disponible y las iniciativas de inversión de los actores clave impulsen la expansión regional.

Lista de empresas clave en el mercado de cultivo celular 3D

Las iniciativas estratégicas y la cartera de productos ampliada de Thermo Fisher Scientific Inc., Corning Incorporated y Sartorius AG les ayudan a dominar el mercado

El panorama competitivo del mercado global está consolidado, con unos pocos actores dominantes y múltiples actores pequeños. Thermo Fisher Scientific Inc., Corning Incorporated y Sartorius AG son algunos de los principales actores que dominaron la cuota de mercado mundial de cultivos celulares 3D en 2022. El dominio de estos actores clave se atribuye a una sólida cartera de productos, una presencia geográfica ampliada y nuevos productos. lanzamientos en el mercado

Además, actores como Avantor Inc., MIMETAS B.V., REPROCELL Inc. y otros se centran en la expansión de la cartera de productos y en mejorar el alcance de sus productos para aumentar su dominio en el mercado.

• En junio de 2023, Inventia Life Science firmó un nuevo acuerdo de distribución con Biotron Healthcare PVT Ltd. En virtud de este acuerdo, Biotron Healthcare PVT Ltd obtuvo los derechos de venta de la plataforma insignia RASTRUM de Inventia Life Science para ingresar al mercado indio.

LISTA DE EMPRESAS CLAVE PERFILADAS:

• Sartorius AG (Alemania)


• Termo Fisher Scientific Inc. (A NOSOTROS.)


• Corning incorporado  (A NOSOTROS.)


• Merck KGaA (Alemania)


• Avantor Inc. (EE.UU.)


• (Países Bajos)


• REPROCELL Inc. (Japón)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• Octubre de 2023: Carcinotech colaboró ​​con CELLINK para desarrollar y comercializar protocolos para la biofabricación de modelos tumorales bioimpresos en 3D basados ​​en líneas celulares cancerosas. Mejoraría la precisión y aceleraría rápidamente los procesos de desarrollo de fármacos, reduciendo los costos de desarrollo y permitiendo un mejor resultado.


• Junio ​​de 2023: 3DBioFibR lanzó productos de fibra de colágeno, μCollaFibR y el andamio 3D CollaFibR. Es útil en ingeniería de tejidos y cultivo de tejidos.


• Junio ​​de 2023: MatTek Life Sciences y AIM Biotech anunciaron una asociación estratégica para brindar a sus clientes un conjunto más completo de productos y servicios. Esto incluye las innovadoras plataformas de cultivo de tejidos 3D de microfluidos organiX e idenTX y servicios integrales de investigación de descubrimiento de fármacos en áreas terapéuticas críticas de inmunooncología, biología vascular y neurobiología.


• Marzo de 2022: CELLINK lanzó BIO CELLX, la primera plataforma de biodispensación de su tipo para automatizar el cultivo celular en 3D. Elimina las barreras para la automatización de ensayos basados ​​en células 3D destinados a la investigación del cáncer y el descubrimiento de fármacos.


• Agosto de 2021: Inventia Life Science se asoció con BioLamina AB para suministrar soportes de cultivo celular 3D compatibles con la plataforma RASTRUM, que contienen proteínas laminina humana recombinante (biolaminina).

COBERTURA DEL INFORME

Una representación infográfica de 3D Cell Culture Market

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