MERCADO DE CULTURA CELULAR 3D ANALYSIS

A cultura global de células 3d Estima-se que o mercado seja valorizado em US$ 4.89 bilhões em 2023 e é esperado para exibir um CAGR de 23,4% durante o período de previsão (2023-2030).

Visualizações dos analistas no Global 3D Cell Culture Market:

A cultura celular 3D refere-se ao cultivo de células em um ambiente que imita mais de perto a estrutura tridimensional natural e as condições dos tecidos e órgãos no corpo humano. As técnicas tradicionais de cultura celular envolvem células crescentes em superfícies planas e bidimensionais como pratos petri, o que pode levar a uma desconexão entre os ambientes in vitro (lab) e in vivo (organismo vivo). O crescimento do mercado pode ser creditado aos esforços crescentes para criar substitutos viáveis para testes baseados em animais e a presença de iniciativas de financiamento apoiando esforços de pesquisa. Além disso, as iniciativas de pesquisa e desenvolvimento dedicadas em curso por empresas biofarmacêuticas focadas na inovação e exploração de drogas, juntamente com uma forte ênfase na integração de culturas de células 3D em pesquisa de câncer, são fatores adicionais esperados para impulsionar o crescimento do mercado no futuro previsível.

Figura 1. Global 3D Cell Culture Market Share (%), Por Tecnologia, 2023

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Global 3D Cell Culture Market - Drivers

• Aumentar o lançamento de produtos por empresas-chave: Os jogadores de mercado estão continuamente introduzindo novos e inovadores produtos de cultura de células 3D, incluindo andaimes especializados, placas de cultura, biorreatorse dispositivos microfluidic. Essas ofertas atendem às diversas necessidades de pesquisa de cientistas que estudam diferentes tecidos, doenças e aplicações. Por exemplo, em 26 de junho de 2023, 3DBioFibR, um pioneiro proeminente no campo da engenharia de tecidos, anunciou seu plano para lançar um par de colágeno fresco fibra de vidro ofertas: μCollaFibR e o andaime 3D CollaFibR. Estes produtos são criados usando a tecnologia exclusiva e inovadora de armazenamento a seco da 3DBioFibR, projetada para produzir fibras de colágeno em uma escala comercial. Além disso, em 21 de fevereiro de 2023, TheWell Bioscience, um jogador líder no campo das plataformas de cultura de células 3D, introduziu uma solução de colheita de células projetada de forma inovadora. Conhecida como a solução de recuperação de organoides VitroGel, é uma conquista pioneira - a primeira solução capaz de recuperar com sucesso os organoides de matrizes extracelulares (ECM) e hidrogéis sintéticos VitroGel.
• Aumentar as atividades de R&D na cultura de células 3D: Espera-se que as atividades crescentes de R&D na cultura de células 3D ajudem no crescimento do mercado global de cultura de células 3D, durante o período de previsão. Por exemplo, em agosto de 2020, pesquisadores da Universidade Okayama criaram um novo modelo de cultura de células 3D de câncer pancreático que imita de perto o tecido 'fibrotic' observado caracteristicamente em pacientes. Além disso, em 31 de março de 2023, a ZEISS, uma fabricante alemã de sistemas ópticos e optoeletrônica, investiu na start-up de ciências da vida, a InSphero para melhorar o uso de microtecidos 3D em pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. A última rodada de angariação de fundos para a InSphero AG, líder em ensaios de esferóide 3D e baseados em células para a descoberta de drogas farmacêuticas e avaliação de segurança, viu a empresa levantar uma soma de oito dígitos.
• Prevalência crescente de câncer e doenças infecciosas: A crescente incidência de câncer e doenças infecciosas contribuiu significativamente para o crescimento do mercado de cultura celular 3D. Por exemplo, de acordo com o relatório da OMS em setembro de 2022, as doenças não transmissíveis (DNC) matam 41 milhões de pessoas por ano, equivalente a 74% de todas as mortes globalmente. Todos os anos, 17 milhões de pessoas morrem de uma CCD antes dos 70 anos; 86% dessas mortes prematuras ocorrem em países de baixa e média renda. As doenças cardiovasculares representam a maioria dos óbitos por DCN, ou 17,9 milhões de pessoas anualmente, seguidos por cânceres (9,3 milhões), doenças respiratórias crônicas (4,1 milhões) e diabetes (2.0 milhões, incluindo mortes por doença renal causadas por diabetes). A cultura de células 3D é uma técnica inovadora que permite que as células cresçam e interajam em um ambiente que se assemelha muito às condições in vivo dos tecidos e órgãos. Esta tecnologia oferece várias vantagens sobre a cultura tradicional de células 2D, particularmente quando estuda doenças complexas como câncer e doenças infecciosas.

Figura 2. Global 3D Cell Culture Market Share (%), Por Região, 2023

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Global 3D Cell Culture Market - Análise Regional

Entre as regiões, estima-se que a América do Norte tenha uma posição dominante no mercado global de cultura de células 3D ao longo do período de previsão. A existência de infraestrutura de saúde avançada, economias desenvolvidas, a presença de jogadores importantes e diferentes esforços estratégicos realizados por eles conjuntamente impulsionam a indústria. O mercado regional é também esperado para ser apoiado por um ambiente regulatório favorável, financiamento de órgãos governamentais e privados para o desenvolvimento de modelos de cultura tridimensional, e um número considerável de instituições de pesquisa e universidades olhando para vários métodos baseados em células-tronco. Além disso, o aumento da expansão de negócios e instalações também está impulsionando o mercado. Por exemplo, em 12 de julho de 2023, MilliporeSigma, o negócio de Ciências da Vida da Merck KGaA, Darmstadt Alemanha, anunciou o investimento de US$ 25 milhões para a adição de 98,000 pés quadrados de espaço de laboratório e a capacidade de produzir mídia de cultura celular em sua instalação em Lenexa, Kansas, EUA.

Global 3D Cell Culture Market - Impacto do Coronavirus (COVID-19) Pandemia

Devido à pandemia COVID-19, o setor de cultura de células 3D enfrentou maiores dificuldades em equilibrar a oferta e a demanda por componentes de cultura de células 3D. Além disso, prevê-se que a disponibilidade de recursos humanos e operações de cadeia de suprimentos irregulares e interrompidas terá um efeito na expansão do mercado. Por outro lado, os principais jogadores de mercado estão se beneficiando muito do ponto em atividades de pesquisa para a criação de novos medicamentos COVID-19.

Com uma maior necessidade de medicamentos e vacinas antivirais eficazes, a indústria farmacêutica se transformou em modelos avançados de cultura celular como culturas 3D para acelerar os processos de descoberta e desenvolvimento de drogas. Pesquisas sobre terapias de células-tronco e medicina regenerativa produziram resultados encorajadores para tratar COVID-19; como resultado, espera-se que esses tratamentos compensarão os efeitos negativos de bloqueios em todo o mundo. Portanto, é projetado que o impacto global COVID-19 será moderado para os principais jogadores na quota de mercado de cultura de células 3D.

Global 3D Cell Culture Market Segmentation:

O relatório global de mercado de cultura de células 3D é segmentado em tecnologia, aplicação, usuário final e região.

• Pela tecnologia, o mercado é segmentado em matrizes extracelulares ou andaimes, biorreators, géis, plataformas sem andaimes e microchips. Matrizes extracelulares ou andaimes são projetados para dominar o mercado. O crescimento neste mercado é previsto para ser alimentado por elementos, incluindo o uso de culturas baseadas em andaimes em engenharia de tecidos e aplicações de medicina regenerativa, melhorias em materiais de andaime e métodos de fabricação, e o aumento do financiamento de pesquisa e colaboração. Prevê-se que o crescimento do mercado seja impulsionado pelas recentes introduções de produtos, pesquisas em curso e avanços tecnológicos. Dolomite Bio, uma empresa de biotecnologia introduziu novos kits de reagente com foco em hidrogel em julho de 2022 para encapsulação de células de alta produtividade em andaimes de hidrogel. O desenvolvimento de tecnologias baseadas em andaimes está sendo continuamente pesquisado, que é outro elemento que promove o crescimento do mercado.
• Por aplicação, o mercado é segmentado em pesquisa, descoberta de drogas, engenharia de tecidos, aplicações clínicas e biologia de células-tronco. Estima-se que o segmento de descoberta de drogas exiba maior CAGR no mercado global de cultura de células 3D ao longo do período de previsão. A pesquisa em curso no desenvolvimento de diferentes tipos de cultura de células 3D para ajudar o desenvolvimento de drogas é esperada para promover o crescimento deste segmento. Por exemplo, em setembro de 2021, a UPM Biomedicals, um fabricante líder e fornecedor de produtos biomédicos baseados em madeira, anunciou que chegou a um acordo com a PerkinElmer Health Sciences, Inc., líder da indústria no campo das ciências da vida, para servir como distribuidora das linhas de produtos GrowDex e GrowDase TM da empresa. Ao combinar as capacidades de imagem e automação de células da PerkinElmer com as opções e conhecimentos de reagentes 3D sem animais da UPM, essa nova colaboração fornecerá aos pesquisadores uma solução abrangente para o rastreamento de alta produtividade (HTS) de culturas de células 3D nas fases iniciais do desenvolvimento de drogas.
• Por usuário final, o mercado é segmentado em laboratórios de pesquisa e institutos, indústria biofarmacêutica, hospitais e centros de diagnóstico, e outros. Durante o período de previsão, o segmento da indústria biofarmacêutica é esperado para manter a maior quota de mercado no mercado mundial da cultura de células 3D. As empresas estão concentrando-se em lançamentos de serviços para oferecer processos de cultura de células 3D aos clientes que estão presentes no negócio biofarmacêutico devido aos benefícios substanciais das culturas de células 3D neste setor. Por exemplo, em 12 de abril de 2023, AnaBios, um San Diego, a Organização CRO de pesquisa clínica pré-clínica baseada nos EUA adquiriu o grupo de mídia de cultura primária e celular humano Cell Systems por um preço não revelado em um negócio que dá um portfólio expandido de tecidos e células humanas.

Entre toda a segmentação, espera-se que o segmento de aplicação domine o mercado durante o período de previsão, e isso é atribuído ao aumento da aplicação da cultura de células 3D no desenvolvimento de drogas.

Global 3D Cell Culture Market- Cross Sectional Analysis:

A cultura de células 3D na América do Norte está em ascensão devido a vários fatores, incluindo avanços na tecnologia, aumento da adoção por pesquisadores, crescentes aplicações em vários campos e iniciativas de crescimento por parte dos jogadores de mercado. Por exemplo, em maio de 2021, a CELLINK, uma parte da BICO, uma startup de bioconvergência, adquiriu a Visikol Corp., uma empresa de serviços de pesquisa de contratos baseada nos EUA, oferecendo serviços líderes em cultura de células 3D, imagem de tecido 3D, imagem multiplex e patologia digital para empresas farmacêuticas e biotecnológicas. A CELLINK adquiriu todas as ações pendentes em Visikol Corp. por um preço de compra de 7,5 milhões de dólares em dinheiro e sem dívidas.

Global 3D Cell Culture Market: Principais desenvolvimentos

• Em agosto de 2021, Amerigo Científico, uma empresa de distribuição que fornece produtos e serviços críticos para as empresas de pesquisa de ciências biológicas e da vida, expandiu seu portfólio de cultura celular com o lançamento da cultura de células 3D para usos científicos. Este novo sistema de cultura de células 3D pode ser usado em áreas de pesquisa como descoberta de drogas, medicina, avaliação de nanomateriais e ciência básica da vida.
• Em agosto de 2020, Corning Incorporated, uma empresa multinacional de tecnologia baseada nos EUA, anunciou o lançamento de seu Reagente de Clear Tissue 3D, permitindo uma imagem rápida e fácil de tecidos na cultura de células 3D sem danificar a morfologia celular subjacente. Esta solução, fabricada e vendida pela Visikol, está agora comercialmente disponível através da Corning e acrescenta ao portfólio de cultura de células 3D da empresa.
• Em outubro de 2020, a Merck, uma empresa líder em ciência e tecnologia, anunciou que está colaborando com a D1Med, uma empresa biofarmacêutica de start-up com sede na China, para acelerar a produção de aplicativos de tecnologia de cultura de células 3D da D1Med usados no processo de descoberta de drogas.
• Em março de 2022, a CELLINK uma parte da BICO, uma startup de bioconvergência, lançou o BIO CELLX, uma primeira de sua plataforma de biodispensas tipo usada para automatizar a cultura de células 3D. Ao fornecer biólogos de células com protocolos pré-validados, o BIO CELLX elimina barreiras para automatizar ensaios baseados em células 3D que visam pesquisa de câncer e descoberta de drogas.
• Em 14 de junho de 2023, Sartorius, um provedor internacional de equipamentos farmacêuticos e laboratoriais e Stanford University, uma universidade de pesquisa privada em Stanford, Califórnia, EUA, estendeu sua colaboração para desenvolver uma plataforma escalável para a produção de iPSC humano em grande escala.

3D global Cultura Mercado: Chave Evolução

• Desenvolvimento de Organ-on-a-Chip e microfluidics: O desenvolvimento de sistemas organ-on-a-chip e microfluidic ganhou tração. Estas plataformas fornecem ambientes de cultura de células 3D mais avançados e complexos, permitindo que os pesquisadores para imitar as interações entre diferentes tecidos e órgãos com mais precisão. Por exemplo, em dezembro de 2022, Emulate, Inc., o fornecedor líder de modelos in vitro de próxima geração, anunciou a publicação de um estudo de referência, “Avaliação de desempenho e análise econômica de um Liver-Chip humano para toxicologia preditiva”, na Nature Communications Medicine demonstrando que o Emulate Human Liver-Chip poderia melhorar a segurança do paciente e reduzir falhas de ensaios clínicos de pequena mobilidade devido à toxicidade hepática até 87%. Além disso, em março de 2022, Draper, um fornecedor líder de sistemas de bioprocessamento e de órgãos em chip, anunciou um roteiro para sua tecnologia de órgão em chip que aborda o crescente foco em terapias direcionadas e avançadas dentro do desenvolvimento de drogas.
• Avanços em tecnologia de bioprinting 3D: Bioprinting 3D A tecnologia continuou a avançar, permitindo que os pesquisadores criem estruturas 3D complexas usando bioinks de células. A bioimpressão oferece controle preciso sobre a colocação e arquitetura de células, tornando-a valiosa para aplicações de engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Por exemplo, em janeiro de 2021, a 3D Systems, uma empresa que engenheiros, fabrica e vende tecnologias 3D anunciou sua decisão de expandir significativamente seus esforços de desenvolvimento focados em soluções de medicina regenerativa e bioimpressão.

Global 3D Cell Culture Market: Restraint

• Altos custos de implementação de tecnologias de cultura de células 3D: O mercado de cultura de células 3D está crescendo rapidamente devido às suas vantagens sobre a cultura de células 2D e a proibição de testes de animais em vários países. No entanto, o alto custo de implementação de tecnologias de cultura de células 3D é um grande desafio para o crescimento do mercado. O custo dessas tecnologias pode variar dependendo de vários fatores, como a complexidade do sistema, a escala de produção e os requisitos específicos da aplicação. O laboratório de cultura de células 3D inclui vários instrumentos e consumíveis utilizados para o desenvolvimento de modelos de células 3D, como incubadoras de CO2, biorreatores, dispositivos microfluídicos e sistemas de imagem especializados. O custo destes instrumentos pode variar de alguns milhares de dólares para várias centenas de milhares de dólares, dependendo da sua complexidade e funcionalidade. Por exemplo, uma incubadora básica de CO2 pode custar cerca de US$ 2.000, enquanto os biorreatores podem variar de US$ 10.000 a mais de US$ 100.000. O custo da cultura celular depende dos requisitos de origem celular e manutenção. As linhas celulares obtidas de repositórios comerciais podem variar de algumas centenas a mais de mil dólares americanos por frasco, dependendo de suas características e restrições de uso. As células primárias podem ser mais caras devido a complexidades isoladas e caracterizações.
• Complexidade e padronização da cultura de células 3D: As técnicas de cultura de células 3D podem ser mais complexas do que os métodos tradicionais de cultura de células 2D, exigindo equipamentos e conhecimentos especializados. A falta de protocolos e variabilidade padronizados nos resultados entre laboratórios apresentou desafios para a reprodutibilidade e comparação dos dados. Além disso, a falta de consistência entre poços e lotes da cultura celular são as outras grandes barreiras na adoção de técnicas de cultura celular 3D. Pesquisadores enfrentam vários problemas ao inserir andaime / ECM em poços de microplacas. Esta inconsistência nos produtos reduz a reprodutibilidade dos resultados e, portanto, reduz a eficiência da pesquisa.

Global 3D Cell Culture Market - Principais Jogadores

Os principais jogadores que operam no mercado global de cultura de células 3D incluem Becton, Dickinson e Company, Thermo Fisher Scientific Inc., Lonza, Merck KGaA, 3D Biotek LLC, 3D Biomatrix, Inc., 3D Biomatrix, Inc., e REPROCELL Inc.

Definição: A cultura de células 3D é um ambiente artificialmente criado. A cultura de células 3D é um ambiente de cultura que permite que as células biológicas interajam com seus arredores em todas as três dimensões. As células cultivadas na cultura de células 3D apresentam propriedades semelhantes de células encontradas em organismos vivos, em termos de características celulares e comportamento. Esta técnica permite que as células cresçam em seu ambiente natural em uma condição in vivo.