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

Espera-se que o tamanho do mercado do modelo pulmonar in vitro global chegue US$ 620.5 Mn por 2030, de US$ 245.0 Mn em 2023, exibindo um CAGR de 14,2% durante o período de previsão.

Modelos pulmonares in vitro são plataformas desenvolvidas usando células pulmonares humanas, tecidos ou órgãos para rastreamento de drogas e modelagem de doenças. Eles servem como uma alternativa acessível para testes de animais, imitando com precisão humano pulmão fisiologia e patologia. Os modelos pulmonares in vitro comumente usados incluem culturas de células 2D, modelos microfluídicos e organoides.

Global In Vitro Lung Model Market- Insights regionais

• América do Norte espera-se que seja o maior mercado para o modelo pulmonar in vitro durante o período de previsão, representando mais de 35,7% da quota de mercado em 2023. A América do Norte estabeleceu-se firmemente como a região dominante no mercado global de modelos de pulmão in vitro. A região abriga a maioria dos principais jogadores neste domínio que têm investido fortemente em R&D para desenvolver modelos avançados de pulmão 3D. Com forte presença da indústria de empresas farmacêuticas e biotecnológicas que são clientes importantes para modelos pulmonares, a demanda continua a ser alta na região. O ambiente regulamentar também apoia a investigação e desenvolvimento contínuos de novos modelos. As diretrizes rigorosas de segurança e eficácia por órgãos reguladores aumentaram a necessidade de empresas validarem novos drogas usando modelos pulmonares sofisticados antes de ensaios clínicos.
• Ásia Pacífico Espera-se que o mercado seja o segundo maior mercado do modelo pulmonar in vitro, representando mais de 25,2% da quota de mercado em 2023. A região Ásia-Pacífico surgiu como o mercado de crescimento mais rápido para modelos de pulmão in vitro globalmente. A região representa um potencial inexplorado para os jogadores de mercado e está testemunhando um crescente foco na criação de redes de fabricação e distribuição. A China e a Índia devido à sua grande população e ao crescimento das despesas de saúde são mercados-chave de foco. A expansão das capacidades de fabricação biosimilar nestes países aumentou ainda mais a demanda. Além disso, a importação desses modelos altamente técnicos foi restrita até recentemente devido a políticas comerciais rigorosas dessas nações em desenvolvimento. No entanto, com o relaxamento dos regulamentos, muitas empresas menores locais começaram a importar modelos econômicos para seu trabalho interno de pesquisa de fornecedores globais que está impulsionando o crescimento do mercado. Globalmente, o aumento do investimento em R&D, a presença de organizações de pesquisa contratual e a adoção crescente de modelos de tecido 3D para atividades pré-clínicas são alguns dos fatores que estimulam o crescimento mais rápido do mercado de modelos de pulmão in vitro na região Ásia-Pacífico.
• Europa espera-se que o mercado de crescimento mais rápido para Modelo pulmonar in vitro, com uma parcela de 19% durante o período de previsão. O crescimento do mercado na Europa é atribuído ao aumento das actividades de investigação e desenvolvimento na região.

Figura 1. Global In Vitro Lung Model Market Share (%), Por Região, 2023

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Visualização do analista: O mercado global de modelos de pulmão in vitro tem forte potencial de crescimento ao longo dos próximos cinco anos. A crescente pesquisa em doenças pulmonares e desenvolvimento de drogas é um grande motorista, pois esses modelos oferecem alternativas confiáveis e acessíveis aos testes de animais. No entanto, limitações na simulação de fisiologia pulmonar nativa e microambiente pulmonar complexo representam um desafio à adoção generalizada. Espera-se que a América do Norte continue dominando o mercado apoiado pela presença de principais jogadores, aumentando o financiamento da pesquisa e a alta prevalência de doenças. A Ásia-Pacífico é provavelmente a região de crescimento mais rápido devido ao aumento dos gastos em saúde, expansão da indústria de biotecnologia e crescentes organizações de pesquisa de contratos.

Global In Vitro Lung Model Market- Drivers

• Prevalência crescente de doenças pulmonares: O mercado in vitro do modelo pulmonar está testemunhando um crescimento significativo devido à crescente prevalência de várias doenças respiratórias em todo o mundo. Doenças pulmonares como asma, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), câncer de pulmão, fibrose pulmonar etc. surgiram como principais preocupações de saúde pública ao longo das últimas décadas. Por exemplo, segundo a Organização Mundial da Saúde, Relatório 2022, a asma afeta atualmente mais de 300 milhões de pessoas em todo o mundo e é uma das doenças crônicas mais comuns entre as crianças. Por outro lado, a DPOC é projetada para ser a terceira principal causa de morte até 2020. A exposição contínua a fatores de risco como aumento dos níveis de poluição do ar, aumento do consumo de tabaco, envelhecimento da população etc. estão contribuindo para o aumento da carga de doenças respiratórias.

Modelos pulmonares in vitro estão sendo cada vez mais utilizados por empresas farmacêuticas e institutos de pesquisa para desenvolver melhores opções de tratamento e obter insights mais profundos sobre fisiologia pulmonar e patologias. Eles fornecem aos pesquisadores uma alternativa aos modelos animais para a realização de estudos de doenças experimentais e iniciativas de desenvolvimento de drogas de forma mais ética e econômica. Vários tipos de células pulmonares e construções de tecido 3D disponíveis como modelos pulmonares in vitro ajudam a imitar a arquitetura pulmonar humana e recriar as doenças pulmonares humanas de perto. Isso permite que os pesquisadores compreendam melhor os mecanismos de doença, os candidatos a drogas de tela e estudem a toxicidade e a eficácia das drogas antes de se mudar para ensaios clínicos. Com o aumento alarmante em doenças pulmonares, o desenvolvimento de terapias eficazes tornou-se uma necessidade clínica importante que está alimentando a adoção de abordagens de modelagem pulmonar in vitro.

• Forte foco R&D no desenvolvimento de soluções de medicina personalizada: Há uma ênfase crescente no desenvolvimento de intervenções terapêuticas personalizadas para melhor gestão da doença e melhores resultados do paciente. O câncer de pulmão em particular é reconhecido como um dos candidatos adequados para medicina personalizada dada a diversidade molecular observada em tipos de tumor. O desenvolvimento de drogas está se movendo para estratégias terapêuticas mais direcionadas com foco na medicina de precisão. Ao mesmo tempo, as agências reguladoras também estão incentivando abordagens mais específicas do paciente e biomarcadores para aprovação de drogas. A modelagem pulmonar in vitro proporciona uma avenida para replicar a heterogeneidade tumoral e a variabilidade do paciente de forma mais estreita, o que é importante para avaliação e seleção de terapia personalizada.

A bioimpressão 3D e a tecnologia de órgão em chip permitiram modelos de pulmão in vitro mais avançados com melhor fidelidade arquitetônica e fisiológica. Os modelos de doenças podem ser personalizados para refletir perfis específicos de mutação do paciente ou subtipos celulares. Tais modelos complexos oferecem vantagens sobre a cultura convencional de células 2D para rastreamento personalizado de drogas, predição de resposta tumoral, bem como identificação de biomarcador. Muitas empresas farmacêuticas estão colaborando ativamente com laboratórios acadêmicos para desenvolver modelos 3D bioprinted organoid ou específicos de doenças para avançar objetivos de medicina de precisão. À medida que o interesse cresce em torno de cuidados personalizados, as técnicas in vitro refinadas permanecerão cruciais para avaliar abordagens de tratamento adaptadas antes do uso clínico, impulsionando assim o crescimento no mercado do modelo pulmonar.

• Foco crescente em modelar doenças pulmonares complexas: Doenças pulmonares como doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose pulmonar e câncer representam grandes desafios de saúde devido à sua complexidade e opções de tratamento limitado. Os pesquisadores contaram com modelos animais para estudar fisiologia pulmonar e patologia, mas muitas vezes não conseguem imitar com precisão a complexidade das condições pulmonares humanas. Há uma necessidade crescente de desenvolver abordagens alternativas que podem melhor modelar a arquitetura do tecido pulmonar humano, biologia celular, estresses mecânicos e cues microambientais envolvidos em várias doenças. Modelos pulmonares 3D in vitro avançados mostram grande promessa em lidar com esta necessidade, reconstituindo vários tipos de células e componentes do tecido pulmonar em um ambiente controlado. Sua aplicação permite que interações complexas de célula-célula e matriz de células sejam recriadas e analisadas fora do corpo vivo. Isso fornece insights profundos não possíveis com culturas de células pulmonares 2D ou modelos animais sozinhos. À medida que o financiamento na pesquisa de doenças pulmonares aumenta, o foco na utilização de modelos in vitro sofisticados amplificará significativamente. Seu desenvolvimento é fundamental para avançar a compreensão dos mecanismos de doença e acelerar a descoberta de diagnósticos e terapias eficazes.

Global In Vitro Lung Modelo Mercado - Oportunidades

• Despesas de saúde crescentes: Um dos fatores significativos que influenciam a taxa de crescimento do global O mercado in vitro do modelo pulmonar é o crescimento das despesas de saúde, o que ajuda a melhorar a sua infraestrutura. Por exemplo, de acordo com o Sistema Internacional de Atenção à Saúde dos EUA, em junho de 2020, as organizações governamentais dos EUA visam melhorar a infraestrutura de saúde, aumentando o financiamento, estabelecendo legislação e estratégias nacionais, e cofundando e estabelecendo requisitos e regulamentos básicos para o programa Medicaid. Da mesma forma, em novembro de 2022, o Instituto Canadense de Informação em Saúde informou que os gastos totais em saúde no Canadá foram de US$ 331 bilhões em 2022, ou US$ 8,563 por canadense, enquanto as despesas de saúde representaram 12,2% do produto interno bruto do Canadá (PIB) em 2022, após um alto de 13,8% em 2020.
• Preferência crescente para modelos de pulmão 3D em modelos 2D: O mercado global de modelos de pulmão in vitro está testemunhando um crescimento significativo nos últimos anos. Há uma preferência crescente entre empresas farmacêuticas e cosméticas para modelos pulmonares 3D sobre modelos 2D convencionais para a descoberta de drogas e testes de toxicologia. Os modelos 3D organoid melhor imitam a fisiologia humana complexa e o microambiente dos pulmões em comparação com culturas 2D simplistas cultivadas em suportes plásticos. Esta alta relevância fisiológica permite testes mais preditivos e translatáveis de novos medicamentos e produtos químicos.

Muitos estudos mostraram que os modelos pulmonares 3D capturam interações intercelulares e respostas com mais precisão. Por exemplo, um estudo de 2021 publicado na PLOS Biology comparou respostas de modelos epiteliais brônquicos 2D e 3D para infecção SARS-CoV-2. Descobriu que o modelo 3D melhor replicava a arquitetura de tecido multicamadas de pulmões humanos e mostrou expressão elevada de genes relacionados à infecção COVID-19 semelhantes às amostras brônquicas do paciente. Essas evidências destacam a fidelidade biológica melhorada e o valor preditivo dos modelos 3D está levando muitas empresas a substituir métodos 2D tradicionais com essas alternativas avançadas.

Em conclusão, a fisiologia realista oferecida por modelos pulmonares in vitro 3D oferece vantagens significativas sobre os ensaios 2D convencionais. Sua capacidade de melhor emular o tecido pulmonar humano em níveis estruturais e funcionais está elevando o valor preditivo da pesquisa e impulsionando a demanda aumentada, garantindo o crescimento elevado contínuo para este segmento de mercado especializado nos próximos anos.

Global In Vitro Lung Model Market - Tendência

• Combinação de múltiplos sistemas de órgãos em um único chip: O global O mercado in vitro do modelo pulmonar está realmente observando uma tendência ascendente na compra online de medicamentos. Existem vários fatores que contribuem para esse aumento, que apresentam oportunidades e desafios para os participantes do mercado:
  • Conveniência: Um dos drivers mais fortes de compras de medicamentos on-line é conveniência. Os consumidores podem encomendar tratamentos do conforto de suas casas, sem a necessidade de visitar uma farmácia.
  • Discreção e Privacidade: A perda de cabelo pode ser um problema sensível para muitos, e a capacidade de encomendar tratamentos discretamente on-line é uma vantagem significativa para os consumidores que procuram manter a privacidade.
  • Economia de custos: Canais on-line muitas vezes oferecem medicamentos a preços mais baixos em comparação com farmácias tradicionais de tijolo-e-mortar devido a custos de sobrecarga mais baixos.
  • Educação do consumidor: Muitas plataformas on-line fornecem recursos educacionais, ajudando os consumidores a entender melhor alopecia androgenética e as opções de tratamento disponíveis, que podem conduzir decisões de compra informadas.
  • Facilidade de Acesso: Farmácias on-line podem aumentar o acesso a tratamentos de perda de cabelo em regiões onde tais medicamentos não estão prontamente disponíveis em farmácias locais.

Global In Vitro Lung Model Market - restrições

• Custos elevados associados aos modelos animais: Uma das principais restrições do In Vitro Lung Model Market é os altos custos associados ao uso de modelos animais para pesquisa e teste pulmonar. A manutenção das instalações animais e o cumprimento dos regulamentos envolve investimentos financeiros significativos. Experiências animais também têm limitações práticas, como longa duração e diferenças interespécies limitando o potencial translacional.

O desenvolvimento e validação de alternativas in vitro podem ajudar a reduzir a dependência de modelos animais, que é um processo caro. Modelos in vitro ainda têm limitações em imitar com precisão a fisiologia humana in vivo ao longo de longos períodos. Isso restringe a substituição completa de modelos animais, que permanecem necessários para certos estudos de eficácia e segurança no final do estágio. Os custos globais de pesquisa e desenvolvimento para a criação e validação de novos modelos 3D bioprinted e organ-on-chip também permanecem elevados atualmente.

• Desafios técnicos na replicação da complexidade pulmonar humana: Outro desafio fundamental é a dificuldade técnica associada à replicação da complexa arquitetura 3D e funcionalidade fisiológica multicelular dos pulmões humanos usando técnicas in vitro. O pulmão tem uma estrutura altamente ramificada com mais de 40 tipos diferentes de células organizadas de forma porosa e elástica. Exatamente imitar este nível de complexidade anatômica e mecânica usando abordagens atuais de engenharia de tecidos é imensamente desafiador.

Recriando a barreira alveolar-capilar, mecanismos de desembaraço mucociliar, acoplamento de ventilação-perfusão e interações de células pulmonares-imunes ainda permanece uma área de pesquisa ativa. Do mesmo modo, o desenvolvimento de modelos de doenças robustas, responsáveis por múltiplos fatores patológicos, também precisa de mais progressos. Essas limitações técnicas potencialmente restringem a substituição completa da experimentação animal atualmente. Os avanços contínuos em áreas como bioimpressão multimaterial, princípios de biologia do desenvolvimento e engenharia organoide serão importantes para enfrentar esse desafio.

Em conclusão, enquanto o mercado in vitro do modelo pulmonar está crescendo devido ao aumento da carga da doença e avanços da tecnologia, altos custos de desenvolvimento e desafios técnicos limitam a substituição completa de modelos animais atualmente. Os investimentos contínuos em pesquisa podem ajudar a abordar limitações para realizar todo o potencial dessas alternativas.

Figura 2. Global In Vitro Lung Model Market Share (%), Por Tipo, 2023

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Global In Vitro Lung Model Market - Desenvolvimentos recentes

Actividades de Investigação e Desenvolvimento

• O artigo intitulado "3D Lung-on-Chip Model Based on Biomimetically Microcurved Culture Membranes", lançado em maio de 2022, destacou que os desafios tradicionais na pesquisa pulmonar, incluindo a natureza complexa da estrutura pulmonar, a dificuldade em obter células pulmonares primárias e a luta para preservar suas funções específicas em um ambiente de laboratório, impediram a criação de plataformas de pesquisa eficazes. Estes obstáculos foram superados por avanços na modelagem in vitro, que proporcionam uma alternativa capaz às fontes celulares convencionais. Consequentemente, essas inovações estão impulsionando o progresso de modelos alternativos para testes de animais.
• Um artigo lançado em abril de 2021, intitulado "In Vitro Lung Models and Their Application to Study SARS-CoV-2 Pathogenesis and Disease", indicou que o mercado in vitro do modelo pulmonar experimentou um impacto profundo como resultado da pandemia COVID-19. A propagação desenfreada de SARS-CoV-2 catalisou o avanço dos modelos pulmonares in vitro para explorar os mecanismos dos efeitos do vírus. Originalmente, a expansão do mercado foi estimada por medidas rigorosas de bloqueio, o que impôs várias limitações e levou a uma escassez de suprimentos. No entanto, à medida que a pesquisa clínica se intensificou e uma compreensão mais profunda da fisiopatologia do vírus surgiu, o mercado relevante observou um notável aumento no crescimento.

Desenvolvimento de Negócios Atividades dos Jogadores de Mercado

• Em maio de 2022, em maio de 2022AlveoliX, a provedor de soluções in vitro, entrou em parceria com a InSCREENeX, uma empresa de biotecnologia. Sob a parceria, a metodologia CI-SCREENeX de ponta com a tecnologia patenteada de órgãos em chip da AlveoliX irá desenvolver uma nova linha de células alveolares imortalizadas, especialmente ajustada para aplicações em chip
• Em dezembro de 2021, Lonza Group AG, uma empresa de saúde e Tecnologias ágeis, uma empresa de ciências da vida e diagnóstico, anunciou uma colaboração estratégica destinada a integrar tecnologias analíticas inovadoras com a Plataforma Cocoon de Lonza. Esta parceria busca avançar a incorporação de métodos analíticos existentes e novos nos fluxos de trabalho de fabricação de terapias celulares em escala do paciente usando a Plataforma Cocoon. Ao unir forças, essas empresas avançam em sua dedicação à criação de tecnologias e soluções sustentáveis que melhoram a disponibilidade de terapias baseadas em células cruciais para diversas doenças pulmonares.

Top empresas em Global In Vitro Lung Model Market

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

Definição: Modelos pulmonares in vitro são sistemas experimentais que imitam tecidos pulmonares humanos e estruturas fora de um organismo vivo. Existem dois tipos principais de modelos pulmonares in vitro - modelos baseados em células e acelulares. Os modelos baseados em células utilizam células pulmonares cultivadas em superfícies especialmente revestidas ou em andaimes 3D para replicar estruturas pulmonares. Eles são mais realistas como as interações célula-célula e organização de nível de tecido visto in vivo pode ser reproduzido em certa medida. Alguns modelos comumente usados baseados em células são modelos vasculares alveolar, bronquiolar e pulmonar. Os modelos acelulares utilizam construções projetadas sem células vivas. Eles são relativamente simples e barato, mas não captura todas as respostas celulares.