MERCATO GLOBALE DEL MODELLO POLMONARE IN VITRO ANALISI DI DIMENSIONI E QUOTE - TENDENZE E PREVISIONI DI CRESCITA (2023 - 2030)

La dimensione globale del mercato del modello polmonare in vitro dovrebbe raggiungere US$ 620.5 Mn entro il 2030, da US$ 245.0 Mn nel 2023, presentando un CAGR del 14,2% durante il periodo previsto.

I modelli polmonari in vitro sono piattaforme sviluppate utilizzando cellule polmonari umane, tessuti o organi per la screening della droga e la modellazione delle malattie. Servono come un'alternativa conveniente per il test degli animali da mimicking accurato umano polmone Fisiologia e patologia. I modelli polmonari in vitro comunemente utilizzati includono culture cellulari 2D, modelli microfluidici e organoidi.

Global In Vitro Lung Model Market- Regional Insights

• Nord America dovrebbe essere il più grande mercato per il modello polmonare in vitro durante il periodo di previsione, che rappresenta oltre il 35,7% della quota di mercato nel 2023. Nord America si è saldamente affermata come la regione dominante nel mercato globale dei modelli polmonari in vitro. La regione ospita la maggior parte dei giocatori chiave di questo dominio che hanno investito fortemente in R&D per sviluppare modelli polmonari 3D avanzati. Con una forte presenza industriale di aziende farmaceutiche e biotecnologiche che sono importanti clienti per i modelli polmonari, la domanda continua a rimanere alta nella regione. L'ambiente normativo supporta anche la continua ricerca e sviluppo di nuovi modelli. Linee guida severe per la sicurezza e l'efficacia da parte degli organismi di regolamentazione hanno aumentato la necessità che le aziende valutino la nuova farmacia utilizzando sofisticati modelli polmonari prima delle prove cliniche.
• Asia Pacifico Il mercato dovrebbe essere il secondo più grande mercato del modello polmonare in vitro, che rappresenta oltre il 25,2% della quota di mercato nel 2023. Asia Pacific regione è emersa come il mercato in crescita più veloce per i modelli polmonari in vitro a livello globale. La regione rappresenta un potenziale non sfruttato per i giocatori di mercato e sta assistendo ad una crescente attenzione alla creazione di reti di produzione e distribuzione. La Cina e l'India, a causa della loro grande popolazione e della crescente spesa sanitaria, sono i mercati chiave dell'attenzione. L'espansione delle capacità di produzione biosimile in questi paesi ha ulteriormente aumentato la domanda. Inoltre, l'importazione di questi modelli altamente tecnici è stata limitata fino a poco tempo fa a causa di severe politiche commerciali di queste nazioni in via di sviluppo. Tuttavia, con il rilassamento delle normative, molte aziende locali più piccole hanno iniziato a importare modelli economici per il loro lavoro di ricerca interna da fornitori globali che sta propellendo la crescita del mercato. Nel complesso, l'aumento degli investimenti R&D, la presenza di organizzazioni di ricerca contrattuali e l'aumento dell'adozione di modelli di tessuto 3D per attività precliniche sono alcuni dei fattori che stimolano la crescita del mercato più rapida dei modelli polmonari in vitro nella regione Asia Pacifico.
• Europa Il mercato dovrebbe essere il mercato in crescita più rapida per Modello polmonare in vitro, con una quota del 19% durante il periodo di previsione. La crescita del mercato in Europa è attribuita alle crescenti attività di ricerca e sviluppo nella regione.

Figura 1. Global In Vitro Lung Model Market Share (%), Per Regione, 2023

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Vista analista: Il mercato globale dei modelli polmonari in vitro ha un forte potenziale di crescita nei prossimi cinque anni. La crescente ricerca sulle malattie polmonari e lo sviluppo della droga è un driver importante in quanto questi modelli forniscono alternative affidabili e convenienti ai test sugli animali. Tuttavia, le limitazioni nella simulazione della fisiologia polmonare nativo e del microambiente polmonare complesso rappresentano una sfida per l'adozione diffusa. L'America del Nord dovrebbe continuare a dominare il mercato sostenuto dalla presenza di attori principali, dal crescente finanziamento della ricerca e dalla prevalenza delle malattie elevate. Asia Pacific è probabilmente la regione in crescita più rapida a causa dell'aumento della spesa sanitaria, dell'espansione dell'industria biotech e delle organizzazioni di ricerca dei contratti in crescita.

Driver per il mercato del modello polmonare Global In Vitro

• Prevalenza crescente delle malattie polmonari: Il mercato dei modelli polmonari in vitro sta assistendo a una crescita significativa a causa della crescente prevalenza di varie malattie respiratorie in tutto il mondo. Malattie polmonari come l'asma, la malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD), il cancro ai polmoni, la fibrosi polmonare ecc. sono emersi come gravi preoccupazioni per la salute pubblica negli ultimi decenni. Per esempio, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, il Rapporto 2022, l'asma colpisce attualmente oltre 300 milioni di persone in tutto il mondo ed è una delle malattie croniche più comuni tra i bambini. D'altra parte, la polizia di polizia è progettata per essere la terza causa principale della morte entro il 2020. L'esposizione continua a fattori di rischio come l'aumento dei livelli di inquinamento dell'aria, il consumo crescente di tabacco, la popolazione in età avanzata ecc. contribuiscono al crescente peso delle malattie respiratorie.

I modelli polmonari in vitro sono sempre più utilizzati da aziende farmaceutiche e istituti di ricerca per sviluppare migliori opzioni di trattamento e ottenere approfondimenti in fisiologia polmonare e patologie. Essi forniscono ai ricercatori un'alternativa ai modelli animali per condurre studi di malattia sperimentale e iniziative di sviluppo della droga in modo più etico e conveniente. Vari tipi di cellule polmonari e costrutti di tessuto 3D disponibili come modelli polmonari in vitro aiutano a imitare l'architettura polmonare umana e ricreare le malattie polmonari umane da vicino. Questo consente ai ricercatori di comprendere meglio i meccanismi delle malattie, i candidati alla droga dello schermo, e studiare la tossicità e l'efficacia della droga prima di passare a studi clinici. Con l'aumento allarmante delle malattie polmonari, lo sviluppo di terapie efficaci è diventato un importante bisogno clinico che alimenta l'adozione di approcci di modellazione polmonare in vitro.

• Forte R&D focus sullo sviluppo di soluzioni mediche personalizzate: C'è una crescente enfasi sullo sviluppo di interventi terapeutici personalizzati per una migliore gestione delle malattie e migliori risultati dei pazienti. Il cancro polmonare in particolare è riconosciuto come uno dei candidati adatti per la medicina personalizzata data la diversità molecolare osservata nei tipi tumorali. Lo sviluppo della droga si sta muovendo verso strategie terapeutiche più mirate con un focus sulla medicina di precisione. Allo stesso tempo, le agenzie di regolamentazione incoraggiano anche approcci più specifici per i pazienti e biomarcatori per l'approvazione della droga. La modellazione polmonare in vitro fornisce un viale per replicare l'eterogeneità del tumore e la variabilità del paziente più da vicino, che è importante per la valutazione e la selezione della terapia personalizzata.

La biostampa 3D e la tecnologia organ-on-chip hanno permesso modelli polmonari in vitro più avanzati con una migliore fedeltà architettonica e fisiologica. I modelli di malattia possono essere personalizzati per riflettere specifici profili di mutazione del paziente o sottotipi cellulari. Tali modelli complessi offrono vantaggi rispetto alla cultura cellulare 2D convenzionale per lo screening personalizzato della droga, la previsione della risposta del tumore e l'identificazione del biomarcatore. Molte aziende farmaceutiche stanno collaborando attivamente con i laboratori accademici per sviluppare modelli organoidi biografici 3D o specifici per migliorare gli obiettivi di medicina di precisione. Mentre l'interesse cresce intorno alla cura personalizzata, le tecniche in vitro raffinate resteranno cruciali per valutare gli approcci di trattamento su misura prima dell'uso clinico, portando così la crescita nel mercato dei modelli polmonari.

• Aumentare la concentrazione sulla modellazione di malattie polmonari complesse: Malattie polmonari come la malattia polmonare cronica ostruttiva, la fibrosi polmonare e il cancro pongono grandi sfide di salute a causa della loro complessità e opzioni di trattamento limitate. I ricercatori hanno a lungo fatto affidamento su modelli animali per studiare fisiologia polmonare e patologia, ma questi spesso non riescono a imitare con precisione la complessità delle condizioni polmonari umane. C'è una crescente necessità di sviluppare approcci alternativi che possono modellare meglio l'architettura dei tessuti polmonari umani, la biologia cellulare, le sollecitazioni meccaniche e le microambie ambientali coinvolte in varie malattie. I modelli polmonari avanzati in vitro 3D mostrano una grande promessa nell'affrontare questa esigenza ricostruendo più tipi di cellule e componenti del tessuto polmonare in un'impostazione controllata. La loro applicazione consente complesse interazioni cellulare-cellula e matrice cellulare da ricreare e analizzare al di fuori del corpo vivente. Questo fornisce approfondimenti profondi non possibili con le culture delle cellule polmonari 2D o solo modelli animali. Come aumenta il finanziamento della ricerca sulle malattie polmonari, l'attenzione sull'utilizzo di sofisticati modelli in vitro amplierà significativamente. Il loro sviluppo è fondamentale per migliorare la comprensione dei meccanismi della malattia e accelerare la scoperta di diagnostica e terapie efficaci.

Global In Vitro Lung Model Market- Opportunità

• Spese di assistenza sanitaria: Uno dei fattori significativi che influenzano il tasso di crescita del globale Il mercato dei modelli polmonari in vitro è la crescente spesa sanitaria, che aiuta a migliorare le sue infrastrutture. Ad esempio, secondo il Sistema Internazionale di Sanità degli Stati Uniti, nel giugno 2020, le organizzazioni governative degli Stati Uniti mirano a migliorare l'infrastruttura sanitaria aumentando i finanziamenti, impostando la legislazione e le strategie nazionali, cofondando e impostando i requisiti e le normative fondamentali per il programma Medicaid. Analogamente, nel novembre 2022, l'Istituto canadese per l'informazione sanitaria ha riferito che la spesa sanitaria totale in Canada era di 331 miliardi di dollari nel 2022, o di 8,563 dollari per il canadese, mentre le spese sanitarie rappresentavano il 12,2% del prodotto interno lordo del Canada (PIL) nel 2022, a seguito di un aumento del 13,8% nel 2020.
• Crescere la preferenza per i modelli polmonari 3D su modelli 2D: Il mercato globale dei modelli polmonari in vitro sta registrando una crescita significativa negli ultimi anni. C'è una crescente preferenza tra le aziende farmaceutiche e cosmetiche per i modelli polmonari 3D rispetto ai modelli 2D convenzionali per la scoperta di farmaci e test tossicologici. Modelli organoidi 3D meglio imitano la complessa fisiologia umana e il microambiente dei polmoni rispetto alle culture 2D semplicistiche coltivate su supporti plastici. Questa elevata pertinenza fisiologica consente un test più predittivo e traslabile di nuovi farmaci e sostanze chimiche.

Molti studi hanno dimostrato che i modelli polmonari 3D catturano interazioni intercellulari e risposte più accuratamente. Ad esempio, uno studio del 2021 pubblicato in PLOS Biology ha confrontato le risposte di modelli epiteliali bronchiali 2D e 3D all'infezione SARS-CoV-2. Ha scoperto che il modello 3D ha replicato meglio l'architettura dei tessuti multistrato dei polmoni umani e ha mostrato un'elevata espressione dei geni legati alle infezioni di COVID-19 simili ai campioni bronchiali del paziente. Tali prove che evidenziano la migliore fedeltà biologica e il valore predittivo dei modelli 3D stanno spingendo molte aziende a sostituire i metodi tradizionali 2D con queste alternative avanzate.

In conclusione, la fisiologia realistica offerta dai modelli polmonari in vitro 3D offre vantaggi significativi rispetto ai saggi 2D convenzionali. La loro capacità di emulare meglio il tessuto polmonare umano a livelli strutturali e funzionali è l'aumento del valore predittivo della ricerca e della spinta della domanda, garantendo una crescita continua per questo segmento di mercato specializzato nei prossimi anni.

Global In Vitro Lung Model Market - Trend

• Combinazione di più sistemi di organi su un singolo chip: Il mondo In vitro il mercato del modello polmonare sta effettivamente osservando una tendenza verso l'alto nell'acquisto online di farmaci. Ci sono diversi fattori che contribuiscono a questo aumento, che presentano sia opportunità che sfide per i partecipanti al mercato:
  • Comodità: Uno dei più forti driver di acquisto di farmaci online è convenienza. I consumatori possono ordinare trattamenti dal comfort delle loro case, senza la necessità di visitare una farmacia.
  • Discrezione e Privacy: La perdita di capelli può essere un problema sensibile per molti, e la capacità di ordinare trattamenti discretamente online è un vantaggio significativo per i consumatori che cercano di mantenere la privacy.
  • Risparmio di costi: I canali online offrono spesso farmaci a prezzi più bassi rispetto alle tradizionali farmacie mattone-e-morta a causa di costi più bassi.
  • Istruzione dei consumatori: Molte piattaforme online forniscono risorse educative, aiutando i consumatori a comprendere meglio l'alopecia androgenetica e le opzioni di trattamento disponibili, che possono guidare le decisioni di acquisto informate.
  • Facilità di accesso: farmacie online possono aumentare l'accesso ai trattamenti di perdita di capelli nelle regioni in cui tali farmaci non sono facilmente disponibili nelle farmacie locali.

Global In Vitro Lung Model Market - Restrizioni

• Costi elevati associati a modelli animali: Uno dei principali vincoli del mercato del modello polmonare In Vitro è l'elevato costo associato all'utilizzo di modelli animali per la ricerca e il test polmonari. Il mantenimento delle strutture animali e il rispetto delle normative comporta significativi investimenti finanziari. Gli esperimenti sugli animali hanno anche limitazioni pratiche come la lunga durata e le differenze interspecie che limitano il potenziale di traduzione.

Lo sviluppo e la convalida di alternative in vitro possono contribuire a ridurre la dipendenza da modelli animali, che è un processo costoso. I modelli in vitro hanno ancora limitazioni nel mimicking accurato della fisiologia umana in vivo durante lunghi periodi. Questo limita la sostituzione completa dei modelli di animali, che rimangono necessari per determinati studi di efficacia e sicurezza di fine fase. Nel complesso i costi di ricerca e sviluppo per la creazione e la convalida di nuovi modelli 3D bioprinted e organ-on-chip rimangono alti al momento.

• Sfide tecniche nella replica della complessità polmonare umana: Un'altra sfida chiave è la difficoltà tecnica associata a replicare la complessa architettura 3D e la funzionalità fisiologica multicellulare dei polmoni umani utilizzando tecniche in vitro. Il polmone ha una struttura altamente ramificata con oltre 40 diversi tipi di cellule organizzati in modo poroso ed elastico. Esattamente imitando questo livello di complessità anatomica e meccanica utilizzando attuali approcci di ingegneria dei tessuti è immensamente impegnativo.

Ricreare la barriera alveolare-capillary, meccanismi di clearance mucociliari, accoppiamento di ventilazione-perfusione e interazioni cellulari polmonari-immuni rimane ancora una zona di ricerca attiva. Allo stesso modo, lo sviluppo di modelli di malattia robusti che contabilizzano più fattori patologici ha anche bisogno di ulteriori progressi. Questi limiti tecnici potenzialmente frenano la completa sostituzione della sperimentazione animale al momento. I progressi proseguiti in aree come la biostampa multimateriale, i principi di biologia dello sviluppo e l'ingegneria organoide saranno importanti per affrontare questa sfida.

In conclusione, mentre il mercato dei modelli polmonari in vitro sta crescendo a causa dell'aumento dell'onere della malattia e dei progressi tecnologici, alti costi di sviluppo e sfide tecniche limitano la sostituzione completa dei modelli animali attualmente. Gli investimenti continui nella ricerca possono aiutare ad affrontare le limitazioni per realizzare il pieno potenziale di queste alternative.

Figura 2. Global In Vitro Lung Model Market Share (%), Per tipo, 2023

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Global In Vitro Lung Model Market- Recenti sviluppi

Attività di ricerca e sviluppo

• L'articolo intitolato "3D Lung-on-Chip Model Based on Biomimetically Microcurved Culture Membranes", rilasciato nel maggio 2022, ha evidenziato che le sfide tradizionali nella ricerca polmonare, tra cui la complessa natura della struttura polmonare, la difficoltà di ottenere le cellule polmonari primarie, e la lotta per preservare le loro specifiche funzioni in un ambiente di laboratorio, hanno ostacolato la creazione di efficaci piattaforme di ricerca. Questi ostacoli sono stati sormontati da progressi nella modellazione in vitro, che forniscono una valida alternativa alle fonti cellulari convenzionali. Di conseguenza, queste innovazioni stanno conducendo il progresso dei modelli alternativi ai test sugli animali.
• Un articolo pubblicato nell'aprile del 2021, dal titolo "In Vitro Lung Models and Their Application to Study SARS-CoV-2 Pathogenesis and Disease", indica che il mercato dei modelli polmonari in vitro ha avuto un impatto profondo a seguito della pandemica COVID-19. La diffusione rampante di SARS-CoV-2 ha catalizzato l'avanzamento dei modelli polmonari in vitro per esplorare i meccanismi degli effetti del virus. In origine, l'espansione del mercato è stata stymied da misure restrittive rigorose, che hanno imposto vari limiti e portato a una carenza di forniture. Tuttavia, come la ricerca clinica si è intensificata e una comprensione più profonda della patofisiologia del virus è emerso, il mercato rilevante ha osservato un notevole uptick nella crescita.

Sviluppo delle imprese Attività dei Market Players

• Nel maggio 2022, Nel maggio 2022AlveoliX, a fornitore di soluzioni in vitro, è entrato in una partnership con InSCREENeX, una società di biotecnologie. Nell'ambito della partnership, la metodologia CI-SCREEN all'avanguardia di InSCREENX con la tecnologia brevettata organ-on-chip di AlveoliX svilupperà una nuova linea cellulare alveolare immortalata, appositamente predisposta per applicazioni on-chip
• Nel dicembre 2021, Lonza Group AG, azienda sanitaria e Tecnologie agilanti, un’azienda di life science e diagnostica, ha annunciato una collaborazione strategica volta ad integrare tecnologie analitiche innovative con la piattaforma Cocoon di Lonza. Questa partnership mira a far avanzare l'integrazione di metodi analitici esistenti e nuovi nei flussi di lavoro di produzione di terapie cellulari su misura del paziente utilizzando la piattaforma Cocoon. Unendo le forze, queste aziende avanzano nella loro dedizione alla creazione di tecnologie e soluzioni sostenibili che migliorano la disponibilità di terapie cellulari cruciali per diverse malattie polmonari.

Le migliori aziende del mercato mondiale del modello polmonare in vitro

• Epithelix
• MATTEK
• Lonza
• Emulate
• AlveoliX AG
• Norti
• CN Bio Innovations Ltd
• MIMETA
• InSphero
• ATTC globale
• Tissuse GmbH
• Cn Bio Innovations Limited

Definizione: Modelli polmonari in vitro sono sistemi sperimentali che imitano tessuti polmonari umani e strutture al di fuori di un organismo vivente. Ci sono due tipi principali di modelli polmonari in vitro - a base cellulare e modelli acellulari. Modelli a base di cellule utilizzano cellule polmonari coltivate su superfici appositamente rivestite o in ponteggi 3D per replicare strutture polmonari. Essi sono più realistici come le interazioni cellulare-cellula e l'organizzazione del livello di tessuto visto in vivo può essere riprodotto in una certa misura. Alcuni modelli cellulari comunemente utilizzati sono modelli vascolari alveolari, bronchiolari e polmonari. I modelli cellulari utilizzano costrutti progettati senza cellule viventi. Sono relativamente semplici e poco costosi ma non catturano tutte le risposte cellulari.