MONDIALE DE L'ARTEFACT MARCHé DES MUSCLES ANALYSE DE LA TAILLE ET DE LA PART DE MARCHÉ - TENDANCES ET PRÉVISIONS DE CROISSANCE (2024-2031)

Le marché mondial des muscles artificiels a été évalué à 2 107 millions de dollars en 2023 et devrait atteindre 4 671,2 millions de dollars É.-U. en 2031, en croissance à une croissance annuelle composée taux (TCAC) de 10,7% de 2024 à 2031.

Les muscles artificiels qui sont également appelés gels de polymères ou gels de polyélectrolytes sont des matériaux de type gel qui subissent de fortes contractions ou expansions en réponse à des stimuli externes tels que des changements de température, d'humidité ou de signaux électriques. Il existe deux principaux types de muscles artificiels - les polymères activés thermiquement et électroactifs. Les muscles activés thermiquement utilisent la chaleur pour contracter ou étendre le gel polymère, travaillant comme les muscles humains. Les muscles polymère électroactifs utilisent des signaux électriques ou des changements de tension pour déclencher la déformation. Ceux-ci peuvent imiter les muscles biologiques et avoir des applications potentielles où un mouvement rapide ou délicat est nécessaire.

Certains avantages clés des muscles artificiels sur les moteurs traditionnels comprennent leur poids léger, flexibilité, temps de réponse, et rapport puissance-poids. Comme ils dépendent de la contraction et de l'expansion des polymères plutôt que de leur mouvement mécanique, ils peuvent obtenir une force et une puissance très élevées par rapport à leur taille. Certaines applications potentielles des muscles artificiels comprennent la robotique, la prothèse, la formation de structures changeantes, des outils chirurgicaux peu invasifs et des pompes cardiaques artificielles. Cependant, les inconvénients comprennent une plage de mouvement limitée, la résistance à la fatigue et la durabilité sur une utilisation prolongée. Davantage de recherches sont encore nécessaires pour optimiser les matériaux et les technologies existants afin de rendre les muscles artificiels adaptés à une utilisation commerciale et médicale généralisée.

mondiale de l'artefact Marché des muscles Perspectives régionales

• Amérique du Nord devrait être le plus grand marché de muscle artificiel au cours de la période de prévision et représenter plus de 33,6 % de la part de marché en 2024. Les États-Unis en particulier abritent la majorité des principaux acteurs engagés dans le développement et la commercialisation de technologies musculaires artificielles. Le soutien gouvernemental à la médecine régénératrice et à la recherche sur l'exosquelette dans le pays a favorisé les progrès dans les matériaux et les conceptions.
• Europe On s'attend à ce que ce soit le deuxième marché du muscle artificiel, qui représente plus de 30,4 % de la part de marché en 2024. La croissance du marché est due aux dépenses élevées en soins de santé.
• Asie-Pacifique On s'attend à ce que le marché des muscles artificiels augmente le plus rapidement, ce qui devrait augmenter à un TCAC de plus de 12,2 % au cours de la période de prévision. La croissance du marché en Asie-Pacifique est due aux initiatives gouvernementales visant à promouvoir la recherche dans des domaines comme la robotique et la bionique ont stimulé le développement de technologies musculaires artificielles.

Graphique 1. Le monde artificiel Part du marché des muscles (%), par région, 2024

Pour en savoir plus sur ce rapport, demander un exemplaire

Analystes Vues :

Le marché mondial des muscles artificiels présente un grand potentiel de croissance dans un avenir proche. Sous l'impulsion de la demande croissante de robots et de prothèses respectueux de l'homme, la demande de muscles artificiels devrait augmenter considérablement. Un autre facteur important qui contribue à la croissance de ce marché est l'augmentation des investissements en recherche-développement (R-D) par les principaux intervenants du marché pour mettre au point des actuateurs biomimétiques de pointe. Cependant, les coûts élevés associés au développement de muscles artificiels d'inspiration biologique demeurent une contrainte.

La région Asie-Pacifique, en particulier des pays comme la Chine, le Japon et la Corée du Sud, est susceptible de dominer le marché des muscles artificiels en raison de la présence des principaux instituts de recherche et fabricants de robotique. L'Amérique du Nord restera une autre région lucrative en raison de l'évolution de la prothèse et des exosquelettes par des entreprises et des organismes de recherche américains. Le marché des muscles artificiels devrait croître le plus rapidement en Europe grâce à un financement accru de la recherche en biorobotique.

Alors que les actionneurs hydrogels représentent actuellement plus de 30 % de la part de marché, les polymères électroactifs apparaissent comme des solutions prometteuses et devraient connaître la plus forte croissance. Les progrès de l'impression 3D et de la science des matériaux pourraient contribuer à réduire les coûts de production et à élargir les applications des muscles artificiels dans un avenir proche. La commercialisation réussie de la robotique douce et de la neuroprothèse créera de nouvelles possibilités. Dans l'ensemble, avec la poursuite de l'innovation technologique, la croissance des applications de soins de santé et les investissements dans la robotique douce.

Les moteurs du marché mondial des muscles artificiels :

• Demande croissante de prothèses robotiques : La demande de prothèses robotiques augmente constamment avec l'augmentation des blessures, des accidents et des handicaps congénitaux. Des prothèses robotiques plus avancées aident beaucoup à retrouver une mobilité et une fonctionnalité quasi normales. Ces prothèses de la prochaine génération reposent souvent sur des muscles artificiels avancés qui imitent de vrais muscles humains. En raison de l'augmentation des besoins en prothèses avancées, le marché des muscles artificiels connaît une croissance importante. Plusieurs rapports soulignent la demande croissante de prothèses. Selon l'article publié par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en 2021, plus d'un million de personnes sont amputées chaque année dans le monde pour diverses raisons. Un autre rapport publié par l'Académie américaine Orthopédie Les chirurgiens en 2021, États, environ 185 000 amputations se produisent chaque année aux seuls États-Unis et l'incidence est prévue pour augmenter avec le diabète et les maladies vasculaires de plus en plus répandu. Au fur et à mesure que les demandes de prothèses haut de gamme assorties de contreparties naturelles augmentent, le marché des muscles artificiels qui traite les prothèses, les exoskélétons et la robotique devrait connaître une croissance continue dans un proche avenir. Le marché passe de simples actionneurs à des solutions vraiment biomimétiques
• Augmentation de la demande d'appareils exosquelette portables de pointe: La demande d'appareils exosquelette portables de pointe qui peuvent améliorer la force et l'endurance humaines ne cesse de croître ces dernières années. Ces costumes d'exosquelette motorisés utilisent des muscles artificiels qui imitent le fonctionnement des muscles humains, permettant ainsi à l'utilisateur d'effectuer des tâches qui nécessitent un levage lourd ou un travail manuel étendu avec plus de facilité. Selon un rapport publié par l'Organisation mondiale de la santé en 2021, plus d'un milliard de personnes à l'échelle mondiale souffriront d'une forme ou d'une autre de handicap d'ici 2050 en raison du vieillissement de la population et de l'augmentation des taux de maladies chroniques. Cette prévalence croissante des incapacités et des problèmes de santé connexes devrait favoriser l'adoption de dispositifs d'exosquelette motorisés pour l'assistance médicale et personnelle au cours de la prochaine décennie. Dans le même ordre d'idées, le secteur industriel continuera d'adopter une telle augmentation de la force de travail susceptible de se porter davantage pour faire face à l'évolution des défis de la main-d'oeuvre découlant des changements démographiques. Cette demande croissante constante dans les domaines d'application clés continuera à propulser le marché des muscles artificiels dans un avenir proche.
• Augmentation de la prévalence des maladies chroniques: Comme les maladies chroniques continuent d'affecter davantage de populations à l'échelle mondiale en raison du vieillissement, des modes de vie sédentaires et d'autres facteurs de risque, la demande de technologies d'assistance augmentera considérablement. L'industrie des muscles artificiels devrait donc connaître d'importantes possibilités de croissance au cours de la prochaine décennie. Les produits destinés à la thérapie, à la réadaptation et aux soins aux personnes âgées seront plus demandés. Selon les projections des experts des soins de santé consultés par l'Organisation panaméricaine de la santé (OPS), les maladies musculosquelettiques à elles seules toucheront plus de 1,7 milliard de personnes et coûteront 1,5 billion de dollars par an d'ici 2050 si les actions préventives ne sont pas renforcées. Cela illustre clairement le fardeau socio-économique imminent et le besoin non comblé de solutions efficaces, ce qui propulse le marché de la technologie musculaire artificielle.

mondiale de l'artefact Marché des muscles Possibilités :

• Les économies émergentes présentent un vaste bassin de patients : L'Organisation mondiale de la santé (OMS) signale que le fardeau des maladies non transmissibles augmente de façon spectaculaire dans les pays en développement, les maladies cardiaques, les accidents vasculaires cérébraux, le diabète et le cancer devant augmenter de plus de 50 % d'ici 2030 dans ces pays. Cette forte croissance des maladies non transmissibles ajoutera une forte demande dans le secteur des soins de santé, y compris pour les appareils fonctionnels alimentés par des technologies innovantes comme les muscles artificiels. Leur polyvalence et leur moindre coût les rendent attrayants pour les marchés émergents confrontés à des systèmes de santé surchargés et à des problèmes de maladies croissants. S'ils sont conçus pour des applications médicales spécifiques, les appareils musculaires artificiels pourraient contribuer à combler à la fois l'écart de traitement croissant et les préoccupations économiques dans les pays en développement.
• Domaines d'application croissants: De nouvelles applications sont mises au point pour améliorer les traitements existants. Par exemple, les ballons gastriques pompés par les muscles artificiels sont dans les essais cliniques pour la gestion de la perte de poids. Par rapport aux alternatives de ballon existantes, celles-ci sont potentiellement plus sûres et plus confortables que l'action musculaire imite la péristalsie naturelle. D'autres applications incluent les pompes de précision et les systèmes de fermeture des plaies. Des bandes musculaires artificielles pourraient même être intégrées dans des sutures pour accélérer la récupération postopératoire. De plus, les chercheurs travaillent sur des muscles artificiels qui peuvent imiter des organes entiers et des fonctions métaboliques en dehors du corps. Selon le rapport publié par le Département des affaires économiques et sociales de l ' ONU, en 2021, plus de 820 millions de personnes ont souffert de la faim en 2020, les changements climatiques aggravant l ' insécurité alimentaire dans le monde. Les prototypes de laboratoires d'exploitations hydroponiques artificielles alimentées par des muscles montrent des promesses de production durable de cultures intérieures, indépendamment des contraintes météorologiques ou foncières. De telles innovations pourraient renforcer la fiabilité de l'approvisionnement alimentaire et les niveaux mondiaux de nutrition sanitaire à l'avenir.

mondiale de l'artefact Marché des muscles Tendances :

• Miniaturisation des dispositifs: Comme les muscles artificiels deviennent plus petits, il permet la possibilité de prothèses imperceptibles qui pourraient être complètement cachées sous les vêtements ainsi que des implants internes qui peuvent fonctionner indépendamment sans composants externes volumineux. Cela ouvre de nouvelles possibilités aux appareils d'assistance pour aider à restaurer le mouvement naturel des amputés ou des personnes à mobilité réduite. Il aide également à faire progresser les techniques chirurgicales moins invasives. Par exemple, en 2023, selon un rapport publié par la FDA des États-Unis sur l'utilisation de robots chirurgicaux, le nombre de chirurgies robotiques utilisant des systèmes tels que da Vinci qui utilisent des poignets et des articulations miniatures a augmenté de 25%. La taille réduite de ces robots permet des incisions plus petites et des temps de récupération plus rapides pour les patients.
• Développement de systèmes autonomes: Cette tendance aux muscles artificiels auto-alimentés révolutionne le secteur car elle rend ces technologies beaucoup plus pratiques et conviviales. Ne pas avoir à changer ou recharger les batteries signifie les muscles auto-alimentés sur lesquels on peut compter pour fonctionner en continu pendant de longues périodes. Cela ouvre de nouvelles possibilités d'applications telles que des exoskeletons robotiques souples qui aident à la réadaptation physique ou à la prothèse qui rétablissent le mouvement quasi naturel. Ne pas avoir à gérer une source d'énergie externe réduit les besoins de maintenance et améliore la portabilité. Avec les systèmes auto-alimentés, les muscles artificiels peuvent être rendus plus légers et moins volumineux car ils n'ont pas besoin d'accueillir des batteries lourdes.
• Intégration des technologies intelligentes: L'intégration des technologies intelligentes a une influence significative sur le marché des muscles artificiels. Avec des avancées dans des domaines comme l'ingénierie biomédicale, la nanotechnologie, la robotique et l'impression 3D, les chercheurs sont en mesure de développer des conceptions musculaires artificielles innovantes qui imitent étroitement les propriétés du muscle humain naturel. Un exemple est le développement des muscles artificiels conducteurs de polymères. Les polymères conducteurs ont des propriétés contractiles qui leur permettent de se rétrécir ou de se développer en réponse à la stimulation électrique. Les chercheurs s'emploient à améliorer les formulations de polymères conducteurs et les techniques de fabrication pour créer des muscles artificiels avec une grande force, flexibilité et des capacités de mouvement semblables à la vie. Plusieurs laboratoires de recherche universitaires ont démontré des muscles artificiels conducteurs à base de polymères qui peuvent soulever des poids, fournir de l'aide aux personnes handicapées et des conceptions robotiques douces de puissance. Cette recherche devrait se traduire par des prothèses intelligentes et des orthèses avec des mouvements plus naturels et une sensation de vie par rapport aux appareils à propulsion traditionnelle.

Restrictions du marché mondial des muscles artificiels :

• Coûts élevés: Les coûts élevés sont l'un des principaux facteurs qui freinent la croissance du marché mondial des muscles artificiels. Le développement d'un muscle artificiel implique une recherche et des tests approfondis qui est un processus très coûteux. Ces muscles artificiels sont créés par l'imitation des fibres musculaires naturelles et leur fonctionnement par des approches complexes de nanotechnologie et d'ingénierie des matériaux. La création de matériaux synthétiques qui peuvent accomplir les mêmes tâches délicates que les muscles biologiques naturels nécessite l'exploration de nouvelles techniques de fabrication et de fabrication au niveau moléculaire. Ce niveau de recherche et d'expérimentation avancées exige d'énormes investissements tant dans le temps que dans les fonds. Il faut ajouter à cela les coûts des essais cliniques qui sont essentiels pour tester l'efficacité et la sécurité de ces muscles artificiellement développés avant de pouvoir être déployés chez l'homme. Compte tenu des répercussions immédiates sur la santé, les approbations réglementaires pour ces nouvelles technologies médicales sont évidemment très strictes. La réalisation de tests cliniques robustes sur des volontaires humains, comme l'exigent les organismes de réglementation comme la FDA des États-Unis, implique des dépenses importantes en capital. De plus, la mise en place d'une infrastructure de recherche avancée avec des laboratoires de pointe, l'embauche de personnel scientifique spécialisé nécessite également de lourdes dépenses en capital. Toutes ces technologies augmentent collectivement les coûts globaux du développement de nouvelles technologies musculaires artificielles pour les applications médicales.

Contrepoids Les acteurs clés du marché doivent se concentrer sur la réduction de tous les coûts globaux du développement de nouvelles technologies musculaires artificielles et ainsi réduire les coûts élevés impliqués dans les muscles artificiels.

• Questions de biocompatibilité: Les questions de biocompatibilité posent un défi important pour la croissance du marché des muscles artificiels. Lorsque des matériaux étrangers sont implantés à l'intérieur du corps humain, il y a toujours un risque que le corps rejette ces matériaux. Le corps humain a évolué sur des millions d'années pour détecter et éliminer tout ce qui est étranger ou potentiellement nocif. Les muscles artificiels créés à partir de matériaux synthétiques n'ont pas la même composition biochimique que les muscles naturels. Leur introduction dans le corps comme substituts ou améliorations peut déclencher une réponse immunitaire. Le système immunitaire du corps peut essayer d'attaquer et d'éliminer ces implants artificiels par des réactions inflammatoires et des rejets. Cette question de biocompatibilité découle de l'interaction entre les matériaux synthétiques utilisés dans les muscles artificiels et les tissus biologiques environnants dans le corps. Différents matériaux ont différents niveaux de compatibilité avec les tissus vivants. Bien que certains matériaux ne causent pas de problèmes majeurs, d'autres peuvent être hautement antigéniques et provoquer des maladies auto-immunes. La mise à l'essai de tous les matériaux potentiels et la fabrication de muscles avec une biocompatibilité optimale demeure un défi permanent. Tout signe de rejet présente des risques pour la santé des patients et nécessite l'élimination des implants. Cela entrave considérablement l'application des muscles artificiels dans les soins de santé.

Faits nouveaux

Principaux faits nouveaux

• En octobre 2023, Clatchford, l'un des fabricants de prothèses de renommée mondiale, a lancé Tectus, un dispositif orthèse intelligent changeant la vie qui permet aux personnes avec une paralysie partielle des membres inférieurs de marcher plus facilement, naturellement et confortablement avec une confiance et une sécurité accrues.
• En 2022, Ossur, une société qui développe, fabrique et vend des équipements non invasifs pour l'orthopédie, y compris des produits de soutien et de soutien, la thérapie par compression et la prothèse, a lancé son nouveau POWER KNEE, le premier microprocesseur prothèse actif du monde pour les personnes avec une amputation ou une différence de membres au-dessus du genou. Le POWER KNEE est une technologie bionique révolutionnaire, une prothèse motorisée -smart , qui utilise des algorithmes avancés pour détecter les modèles de mouvement humain, apprend et s'adapte à sa vitesse et sa cadence en temps réel.

Graphique 2. Part du marché mondial des muscles artificiels (%), par type de matériau, 2024

Pour en savoir plus sur ce rapport, demander un exemplaire

Les meilleures entreprises du marché mondial des muscles artificiels

• DuPont
• SRI International
• La société Foster-Miller, Inc.
• Muscle artificiel américain
• Soft Robotics Inc.
• Festo AG & Co. KG
• Le Qingdao Jinlu JF Machinery Co., Ltd
• Technobots
• Mercatore S.p.A
• Muscle artificiel d'Ottawa
• Autres joueurs importants

Définition: Les muscles artificiels, également appelés muscles synthétiques, sont des matériaux ou des dispositifs qui imitent la fonction des muscles biologiques en se contractant, en se développant ou en tournant lorsqu'ils sont stimulés. Ils ont la capacité de convertir des signaux chimiques ou électriques en énergie mécanique. Ces matériaux pourraient être fabriqués à partir de diverses substances, dont des polymères, des polymères électroactifs (PAE), des alliages de forme-mémoire et des systèmes biohybrides, entre autres. Le développement des muscles artificiels est un domaine de recherche important dans les domaines de la robotique, de la prothèse et de la technologie portable.