GLOBAL IN VITRO LUNG MODELLMARKT SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

Die globale Marktgröße in vitro Lungenmodell wird voraussichtlich erreichen US$ 620.5 Mn bis 2030, von US$ 245,0 Mn in 2023, mit einem CAGR von 14,2% während des Prognosezeitraums.

In-vitro-Lungenmodelle sind Plattformen, die mit menschlichen Lungenzellen, Geweben oder Organen zur Drogen- und Krankheitsmodellierung entwickelt werden. Sie dienen als kostengünstige Alternative zu Tierversuchen, indem sie den Menschen genau nachahmen Lunge Physiologie und Pathologie. Üblicherweise in vitro Lungenmodelle sind 2D Zellkulturen, mikrofluidische Modelle und Organoide.

Global In Vitro Lung Model Market- Regional Insights

• Nordamerika erwartet wird, dass der größte Markt für In-vitro-Lungenmodell während des Prognosezeitraums sein wird, was 2023 über 35,7% des Marktanteils ausmacht. Nordamerika hat sich als dominierende Region im globalen Lungenmodellmarkt etabliert. Die Region ist die Heimat der Mehrheit der Schlüsselakteure in dieser Domäne, die stark in FuE investiert, um fortgeschrittene 3D-Lungenmodelle zu entwickeln. Mit starken Branchenpräsenz von Pharma- und Biotech-Unternehmen, die wichtige Kunden für Lungenmodelle sind, bleibt die Nachfrage in der Region weiterhin hoch. Das regulatorische Umfeld unterstützt auch die kontinuierliche Forschung und Entwicklung neuer Modelle. Strenge Sicherheits- und Wirksamkeitsrichtlinien von Regulierungsbehörden haben die Notwendigkeit von Unternehmen erhöht, neue Drogen mit anspruchsvollen Lungenmodellen vor klinischen Studien.
• Asien-Pazifik Der Markt wird voraussichtlich der zweitgrößte Markt für In-vitro-Lungenmodell sein, der 2023 über 25,2% des Marktanteils ausmacht. Asien-Pazifik-Region hat sich als der am schnellsten wachsende Markt für in-vitro-Lungenmodelle weltweit entwickelt. Die Region stellt ein ungenutztes Potenzial für Marktteilnehmer dar und zeigt zunehmenden Fokus auf die Einrichtung von Fertigungs- und Vertriebsnetzen. China und Indien sind aufgrund ihrer großen Bevölkerung und steigender Gesundheitsausgaben zentrale Schwerpunktmärkte. Die Erweiterung der Produktionskapazitäten in diesen Ländern hat die Nachfrage weiter gesteigert. Darüber hinaus wurde der Import dieser hochtechnischen Modelle bis vor kurzem aufgrund strenger Handelspolitiken dieser Entwicklungsländer eingeschränkt. Mit der Entspannung der Vorschriften haben viele kleinere Unternehmen begonnen, kosteneffektive Modelle für ihre interne Forschungsarbeit von globalen Lieferanten zu importieren, die das Marktwachstum vorantreiben. Insgesamt steigende FuE-Investitionen, die Präsenz von Vertragsforschungsorganisationen und die steigende Annahme von 3D-Gewebemodellen für präklinische Aktivitäten sind einige der Faktoren, die ein schnelleres Marktwachstum in vitro Lungenmodelle in der Region Asien-Pazifik hervorrufen.
• Europa Markt wird voraussichtlich der am schnellsten wachsende Markt für In-vitro-Lungenmodell, mit einem Anteil von 19% während der Prognosezeit. Das Wachstum des Marktes in Europa wird den steigenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in der Region zugeschrieben.

Abbildung 1. Global In Vitro Lung Modell Marktanteil (%), Nach Region, 2023

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Analyst Ansicht: Der weltweite Lungenmodellmarkt hat in den nächsten fünf Jahren ein starkes Wachstumspotenzial. Die zunehmende Forschung an Lungenerkrankungen und Medikamentenentwicklung ist ein wichtiger Treiber, da diese Modelle zuverlässige und erschwingliche Alternativen zu Tierversuchen bieten. Einschränkungen bei der Simulation von nativer Lungenphysiologie und komplexer Lungenmikroumgebung stellen jedoch eine Herausforderung für die weit verbreitete Adoption dar. Nordamerika wird voraussichtlich weiterhin den Markt dominieren, der durch Präsenz führender Akteure, steigende Forschungsförderung und hohe Krankheitsprävalenz unterstützt wird. Asien Pacific ist wahrscheinlich die am schnellsten wachsende Region aufgrund steigender Gesundheitsausgaben, wachsender Biotech-Industrie und wachsender Vertragsforschungsorganisationen.

Global In Vitro Lung Modell Markt- Treiber

• Steigende Prävalenz von Lungenerkrankungen: Der in vitro Lungenmodellmarkt zeigt aufgrund der steigenden Prävalenz verschiedener Atemwegserkrankungen auf der ganzen Welt ein erhebliches Wachstum. Lungenerkrankungen wie Asthma, chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD), Lungenkrebs, Lungenfibrose usw. haben sich in den letzten Jahrzehnten als große öffentliche Gesundheitsbelange entwickelt. So hat Asthma laut Weltgesundheitsorganisation Bericht 2022 derzeit mehr als 300 Millionen Menschen weltweit und gehört zu den häufigsten chronischen Erkrankungen unter Kindern. Andererseits wird COPD bis 2020 als dritte führende Todesursache projiziert. Die anhaltende Exposition gegenüber Risikofaktoren wie steigender Luftverschmutzung, wachsender Tabakkonsum, alternde Bevölkerung usw. tragen zur zunehmenden Belastung der Atemwege bei.

In vitro Lungenmodelle werden zunehmend von Pharmaunternehmen und Forschungsinstituten genutzt, um bessere Behandlungsoptionen zu entwickeln und tiefere Einblicke in die Lungenphysiologie und Pathologien zu gewinnen. Sie bieten Forschern eine Alternative zu Tiermodellen zur Durchführung experimenteller Krankheitsstudien und Drogenentwicklungsinitiativen auf ethische und kostengünstigere Weise. Verschiedene Lungenzellentypen und 3D-Gewebekonstrukte, die als in vitro Lungenmodelle zur Verfügung stehen, helfen, menschliche Lungenarchitektur zu imitieren und menschliche Lungenerkrankungen eng wiederherzustellen. Dies ermöglicht es Forschern, Krankheitsmechanismen, Screen Drug Kandidaten besser zu verstehen und Drogentoxizität und Wirksamkeit zu studieren, bevor sie in klinische Studien übergehen. Mit dem alarmierenden Anstieg der Lungenerkrankungen ist die Entwicklung wirksamer Therapien zu einem wichtigen klinischen Bedarf geworden, der die Annahme von Lungenmodellierungsansätzen in vitro fördert.

• Starke FuE-Fokussionen zur Entwicklung personalisierter Arzneimittellösungen: Es besteht ein wachsender Schwerpunkt auf der Entwicklung personalisierter therapeutischer Interventionen für ein besseres Krankheitsmanagement und verbesserte Patientenergebnisse. Insbesondere Lungenkrebs wird als einer der für die personalisierte Medizin geeigneten Kandidaten bei der in Tumortypen beobachteten molekularen Vielfalt anerkannt. Die Drogenentwicklung bewegt sich in Richtung gezielter therapeutischer Strategien mit dem Fokus auf Präzisionsmedizin. Gleichzeitig fördern die Regulierungsbehörden auch geduldenspezifische Ansätze und Biomarker für die Arzneimittelzulassung. In-vitro-Lungenmodellierung bietet eine Möglichkeit, Tumorheterogenität und Patientenvariabilität genauer zu replizieren, was für die personalisierte Therapiebewertung und -auswahl wichtig ist.

Die 3D-Biodruck- und Organ-on-Chip-Technologie ermöglichte fortgeschrittene Lungenmodelle in vitro mit verbesserter architektonischer und physiologischer Treue. Krankheitsmodelle können angepasst werden, um spezifische Patientenmutationsprofile oder zelluläre Subtypen zu reflektieren. Solche komplexen Modelle bieten Vorteile gegenüber konventioneller 2D-Zellkultur für personalisiertes Medikamenten-Screening, Tumorreaktionsprognose sowie Biomarker-Identifikation. Viele Pharmaunternehmen arbeiten aktiv mit akademischen Laboren zusammen, um 3D bioprinted Organoid- oder krankheitsspezifische Modelle für die Förderung von Präzisionsmedizin-Zielen zu entwickeln. Da das Interesse an personalisierter Pflege wächst, bleiben raffinierte In-vitro-Techniken von entscheidender Bedeutung, um maßgeschneiderte Behandlungsansätze vor dem klinischen Gebrauch zu bewerten und so das Wachstum im Lungenmodellmarkt zu steigern.

• Mehr Fokus auf Modellierungskomplexe Lung-Krankheiten: Lungenerkrankungen wie chronisch obstruktive Lungenerkrankungen, Lungenfibrose und Krebs stellen aufgrund ihrer Komplexität und eingeschränkten Behandlungsoptionen große gesundheitliche Herausforderungen dar. Forscher haben schon lange auf Tiermodelle angewiesen, um Lungenphysiologie und Pathologie zu studieren, aber diese lassen oft die Komplexität menschlicher Lungenbedingungen nicht genau nach. Es besteht ein wachsender Bedarf, alternative Ansätze zu entwickeln, die menschliche Lungengewebe Architektur, Zellbiologie, mechanische Spannungen und mikroenvironmentale Ellen in verschiedenen Krankheiten besser modellieren können. Fortgeschrittene in vitro 3D Lungenmodelle zeigen großes Versprechen bei der Bewältigung dieses Bedarfs, indem mehrere Zelltypen und Lungengewebekomponenten in einer kontrollierten Einstellung rekonstituiert werden. Durch ihre Anwendung können komplexe Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen außerhalb des lebenden Körpers wiederhergestellt und analysiert werden. Dies bietet tiefe Einblicke, die mit 2D Lungenzellkulturen oder Tiermodellen allein nicht möglich sind. Mit zunehmender Finanzierung der Lungenerkrankungen wird der Fokus auf die Nutzung anspruchsvoller in vitro-Modelle deutlich verstärkt. Ihre Entwicklung ist entscheidend, um das Verständnis von Krankheitsmechanismen zu fördern und die Entdeckung wirksamer Diagnostik und Therapien zu beschleunigen.

Global In Vitro Lung Modell Marktchancen

• Ausgaben für Gesundheitswesen: Einer der wesentlichen Faktoren, die die Wachstumsrate der globalen In-vitro-Lungenmodellmarkt ist der wachsende Gesundheitsaufwand, der zur Verbesserung seiner Infrastruktur beiträgt. So wollen die US-Regierungsorganisationen nach dem International Health Care System der USA im Juni 2020 die Gesundheitsinfrastruktur verbessern, indem sie Finanzierungen, Gesetzgebungen und nationale Strategien sowie die Gründung und Festlegung grundlegender Anforderungen und Vorschriften für das Medicaid-Programm erhöhen. Ebenso berichtete das kanadische Institut für Gesundheitsinformationen im November 2022, dass die gesamten Gesundheitsausgaben in Kanada im Jahr 2022 331 Mrd. US$ oder 8,563 US$ pro Kanadier betrugen, während die Gesundheitsausgaben im Jahr 2022 12,2% des Bruttoinlandsprodukts Kanadas ausmachten.
• Wachstumspräferenz für 3D-Lungenmodelle über 2D-Modelle: Der weltweite Lungenmodellmarkt in vitro zeigt in den letzten Jahren ein deutliches Wachstum. Bei den Pharma- und Kosmetikunternehmen für 3D-Lungenmodelle gibt es zunehmende Vorliebe gegenüber herkömmlichen 2D-Modellen für die Drogenentdeckung und Toxikologieprüfung. 3D Organoidmodelle ordnen die komplexe menschliche Physiologie und Mikroumgebung der Lunge besser im Vergleich zu siplistischen 2D-Kulturen auf Kunststoffträgern an. Diese hohe physiologische Relevanz ermöglicht eine vorausschauende und übersetzbare Prüfung neuer Medikamente und Chemikalien.

Viele Studien haben gezeigt, dass 3D-Lungenmodelle interzelluläre Interaktionen und Reaktionen genauer erfassen. Eine 2021 Studie, die in PLOS Biology veröffentlicht wurde, verglichen die Reaktionen von 2D und 3D Bronchial-Epithelialmodellen auf SARS-CoV-2 Infektion. Es stellte sich heraus, dass das 3D-Modell die mehrschichtige Gewebearchitektur menschlicher Lungen besser replizierte und eine erhöhte Expression von COVID-19-infektionsbedingten Genen ähnlich Patienten-Bronchialproben zeigte. Solche Beweise, die den verbesserten biologischen Treue- und Prädiktivwert von 3D-Modellen hervorheben, führen viele Unternehmen dazu, traditionelle 2D-Methoden durch diese fortschrittlichen Alternativen zu ersetzen.

Die realistische Physiologie, die von 3D in vitro Lungenmodellen angeboten wird, bietet gegenüber herkömmlichen 2D-Assays erhebliche Vorteile. Ihre Fähigkeit, menschliches Lungengewebe auf strukturellen und funktionellen Ebenen besser zu emulieren, erhöht den prognostizierenden Wert der Forschung und das Fahren erhöhter Nachfrage und sorgt für ein anhaltend hohes Wachstum für dieses spezialisierte Marktsegment in den kommenden Jahren.

Global In Vitro Lung Model Market - Trend

• Kombination mehrerer Organsysteme auf einem einzigen Chip: Die Welt In vitro Lungenmodellmarkt beobachtet tatsächlich einen Aufwärtstrend beim Online-Kauf von Medikamenten. Es gibt mehrere Faktoren, die zu diesem Anstieg beitragen, die sowohl Chancen als auch Herausforderungen für Marktteilnehmer darstellen:
  • Konvenience: Einer der stärksten Treiber der Online-Medikament-Käufe ist Bequemlichkeit. Verbraucher können Behandlungen aus dem Komfort ihrer Häuser bestellen, ohne dass eine Apotheke zu besuchen.
  • Diskretion und Datenschutz: Haarausfall kann für viele ein sensibles Problem sein, und die Fähigkeit, Behandlungen diskret online zu bestellen, ist ein wesentlicher Vorteil für Verbraucher, die Privatsphäre zu pflegen.
  • Kosteneinsparungen: Online-Kanäle bieten häufig Medikamente zu niedrigeren Preisen im Vergleich zu traditionellen Backstein-und-Mörtel-Apotheken aufgrund niedrigerer Overhead-Kosten.
  • Verbraucherbildung: Viele Online-Plattformen bieten Bildungsressourcen, helfen den Verbrauchern, die androgenetische Alopezie und die verfügbaren Behandlungsoptionen besser zu verstehen, die informierte Kaufentscheidungen steuern können.
  • Ease of Access: Online-Apotheken können den Zugang zu Haarausfall Behandlungen in Regionen erhöhen, in denen solche Medikamente nicht leicht in lokalen Apotheken verfügbar sind.

Global In Vitro Lung Model Market - Zurückhaltungen

• Hohe Kosten im Zusammenhang mit Tiermodellen: Eine der größten Einschränkungen des In Vitro Lung Model Markets sind die hohen Kosten, die mit der Verwendung von Tiermodellen zur Lungenforschung und -prüfung verbunden sind. Die Erhaltung von tierischen Anlagen und die Einhaltung von Vorschriften beinhaltet erhebliche finanzielle Investitionen. Tierversuche haben auch praktische Einschränkungen wie lange Dauer und Interspecies Unterschiede begrenzen Translationspotenzial.

Die Entwicklung und Validierung von In-vitro-Alternativen kann dazu beitragen, die Abhängigkeit von Tiermodellen zu reduzieren, was ein aufwendiger Prozess ist. In-vitro-Modelle haben noch Einschränkungen in vivo menschliche Physiologie über lange Zeiträume genau nachahmen. Dies hemmt den vollständigen Austausch von Tiermodellen, die für bestimmte Spätstufen-Wirkungs- und Sicherheitsstudien notwendig bleiben. Die Gesamtforschungs- und Entwicklungskosten für die Einrichtung und Validierung neuer 3D-Bioprint- und Organ-on-Chip-Modelle bleiben derzeit ebenfalls hoch.

• Technische Herausforderungen bei der Reproduktion der menschlichen Lungenkomplexität: Eine weitere Herausforderung ist die technische Schwierigkeit, die mit der Replikation der komplexen 3D-Architektur und der multizellulären physiologischen Funktionalität der menschlichen Lunge mit in vitro-Techniken verbunden ist. Die Lunge hat eine hochverzweigte Struktur mit über 40 verschiedenen Zelltypen, die porös und elastisch organisiert sind. Diese anatomische und mechanische Komplexität mit aktuellen gewebetechnischen Ansätzen genau nachzuahmen, ist äußerst anspruchsvoll.

Die Rückgewinnung der Alveolar-Kapillarschranke, der Bewegungsfreiheitsmechanismen, der Belüftungs-Perfusions-Kopplung und der Lungen-Immun-Zell-Wechselwirkungen bleibt noch ein Bereich der aktiven Forschung. Auch die Entwicklung von robusten Krankheitsmodellen, die für mehrere pathologische Faktoren verantwortlich sind, erfordert weitere Fortschritte. Diese technischen Einschränkungen könnten den vollständigen Austausch von Tierversuchen zurzeit zurückhalten. Weitere Fortschritte in Bereichen wie Multimaterial-Bioprinting, Entwicklungsbiologie-Prinzipien und Organoid-Engineering werden wichtig sein, um diese Herausforderung anzugehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der in vitro Lungenmodellmarkt aufgrund der steigenden Krankheitslast und der technologischen Fortschritte wächst, hohe Entwicklungskosten und technische Herausforderungen die vollständige Substitution von Tiermodellen begrenzen. Weiterführende Investitionen in die Forschung können dazu beitragen, Einschränkungen anzusprechen, um das volle Potenzial dieser Alternativen zu verwirklichen.

Abbildung 2. Global In Vitro Lung Modell Marktanteil (%), Nach Typ, 2023

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Global In Vitro Lung Modell Markt- Neue Entwicklungen

Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten

• Der Artikel mit dem Titel "3D Lung-on-Chip-Modell Basierend auf biomimetisch mikroverbogenen Kulturmembranen", veröffentlicht im Mai 2022, betonte, dass traditionelle Herausforderungen in der Lungenforschung, einschließlich der komplexen Natur der Lungenstruktur, der Schwierigkeit, primäre Lungenzellen zu erhalten, und der Kampf, um ihre spezifischen Funktionen in einem Labor zu erhalten, die Schaffung effektiver Forschungsplattformen behindert haben. Diese Hindernisse wurden durch Fortschritte in der In-vitro-Modellierung übertroffen, die eine fähige Alternative zu herkömmlichen zellulären Quellen bieten. Infolgedessen fahren diese Innovationen den Fortschritt alternativer Modelle zur Tierversuchung.
• Ein im April 2021 veröffentlichter Artikel mit dem Titel "In Vitro Lung Models and their Application to Study SARS-CoV-2 Pathogenesis and Disease" zeigte, dass der in vitro Lungenmodellmarkt aufgrund der COVID-19 Pandemie einen tiefen Einfluss hatte. Die rasante Verbreitung von SARS-CoV-2 katalysierte die Weiterentwicklung von Lungenmodellen in vitro, um die Mechanismen der Wirkungen des Virus zu erforschen. Ursprünglich wurde die Markterweiterung durch strenge Abriegelungsmaßnahmen gestoppt, die verschiedene Einschränkungen auferlegten und zu einem Mangel an Lieferungen führte. Da jedoch die klinische Forschung verstärkt wurde und ein tieferes Verständnis der Pathophysiologie des Virus entstand, beobachtete der relevante Markt einen bemerkenswerten Anstieg des Wachstums.

Unternehmensentwicklung Aktivitäten der Marktteilnehmer

• Im Mai 2022, Im Mai 2022, AlveoliX, a Anbieter von in-vitro-Lösungen, eine Partnerschaft mit InSCREENeX, einem Biotechnologie-Unternehmen. Im Rahmen der Partnerschaft entwickelt InSCREENeX mit AlveoliXs patentierter Organ-on-Chip-Technologie eine neue immortalisierte Alveolar-Zelllinie, speziell abgestimmt auf On-Chip-Anwendungen.
• Im Dezember 2021, Lonza Group AG, ein Gesundheitsunternehmen und Agile Technologien, ein Life Science and Diagnostics Unternehmen, kündigte eine strategische Zusammenarbeit an, um innovative analytische Technologien mit der Cocoon Platform von Lonza zu integrieren. Diese Partnerschaft zielt darauf ab, die Einbindung bestehender und neuartiger analytischer Methoden in die Produktionsabläufe von Patienten-Skala-Zelltherapien mit der Cocoon Platform voranzutreiben. Durch den Zusammenschluss bewegen sich diese Unternehmen in ihrem Einsatz voran, um nachhaltige Technologien und Lösungen zu schaffen, die die Verfügbarkeit von entscheidenden zellbasierten Therapien für verschiedene Lungenerkrankungen verbessern.

Top-Unternehmen in Global In Vitro Lung Model Market

• Epithelix
• MATTEK
• Lonza
• Samen
• AlveoliX AG
• Nortis
• CN Bio Innovations GmbH
• MIMETAS
• InSphero
• ATTC Global
• Tissuse GmbH
• Cn Bio Innovations Limited

Definition: In vitro Lungenmodelle sind experimentelle Systeme, die menschliche Lungengewebe und Strukturen außerhalb eines lebenden Organismus nachahmen. Es gibt zwei Haupttypen von In-vitro-Lungenmodellen - zellbasierte und azelluläre Modelle. Zellbasierte Modelle verwenden Lungenzellen auf speziell beschichteten Oberflächen oder in 3D-Gerüsten gezüchtet, um Lungenstrukturen zu replizieren. Sie sind realistischer, da die in vivo gesehene Zell-Zell-Interaktionen und Gewebe-Niveau-Organisation teilweise reproduziert werden können. Einige häufig verwendete zellbasierte Modelle sind Alveolar, Bronchiolar und Lungengefäßmodelle. Acellular Modelle verwenden konstruierte Konstrukte ohne lebende Zellen. Sie sind relativ einfach und kostengünstig, erfassen aber nicht alle zellulären Reaktionen.