医疗工程材料市场 规模与份额分析 - 增长趋势与预测 (2023 - 2030)

全球医疗工程材料市场预计将进入 2031年前为59 Bn,从24.6美元 Bn在2024年,展出13.3%的CAGR 在预测期间。

全球医疗工程材料市场按产品类型、应用、最终用户和区域划分。 按产品类型,市场分为金属生物材料、陶瓷生物材料、聚合生物材料、天然生物材料和 复合材料 生物物质。 聚合生物材料在2023年占有最大份额. 这一部分的大部分可归因于聚合生物材料提供的各种优势,如生物兼容性、灵活性和易制造性。

全球医疗工程材料市场-区域透视

• 北美 预计将是预测期间最大的医疗工程材料市场,占2023年市场份额的35.2%。 北美市场的增长归因于慢性病发病率的上升、老年人口的增加以及先进生物材料的日益采用。
• 亚太 预计将成为医疗工程材料t的第二大市场,占2023年市场份额的25.5%以上。 市场增长的原因是保健部门不断扩大,病人人数众多,该区域保健支出增加。
• 欧洲 预计医疗工程材料的市场将增长最快,预测期间CAGR超过27.1%。 欧洲市场的增长归因于主要医疗器械制造商的存在、有利的政府政策以及该区域与工程生物材料有关的研发活动的增加。

图 1. 全球医疗工程材料市场份额(%),按区域分列,2023年

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全球医疗工程材料市场驱动器

• 慢性疾病的发病率不断上升: 心血管疾病、神经紊乱、矫形疾病和癌症等慢性疾病的发病率上升,是推动全球医疗工程材料市场的主要因素。 由于定居的生活方式、不健康的饮食、污染和较高的预期寿命,慢性疾病在全球呈上升趋势。 改良生物材料越来越多地用于各种慢性病的治疗和管理。 例如,用金属合金制成的心血管结膜改善阻塞动脉的血液循环。 聚合材料用于开发用于有针对性地治疗癌症的药物提供系统。 随着全球慢性疾病负担的加重,对此类工程生物材料的需求预计将增加。
• 工程生物材料的技术进步: 材料科学和工程技术方面的重大进步正在推动开发具有更高特性和性能的新型工程生物材料。 3D打印/辅助制造等技术可以制造出适合患者特定需要的复杂设计和定制生物材料。 纳米技术正在使纳米规模生物材料具有优越的机械、电气和生物特性。 组织工程导致脚手架的发展,使用生物材料可以再生受损的组织和器官. 这种技术革新为再生医学、生物传感器、器官的生物印记和植入等处理方法的工程生物材料创造了新的增长途径。 例如,据美国环境保护局称,城市固体废物的产生量增加了4%以上,从2018年的2.35亿吨增加到2020年的2.45亿吨,因此需要可持续的生物材料替代品。
• 人口老龄化: 全世界易受各种与年龄有关的疾病影响的老年人口不断增加,预计会增加对医疗工程材料的需求。 老年人更有可能患慢性病,如关节炎、心血管疾病、神经退化疾病、视力/听力丧失、骨质疏松等。 这些条件需要工程化的生物材料,如强轻量级假肢,人工关节,牙科植入,人工耳蜗植入和眼内镜等进行治疗. 此外,工程脚手架和基质刺激了老年人的组织再生。 老年人口的增加有可能在不远的将来推动市场的增长。
• 在工程生物材料方面的投资和研究: 公共和私人行为者增加对研究活动的投资,以开发用于医疗用途的新型生物材料,这将促进市场增长。 各种学术和研究机构正在进行研究,以设计具有理想的机械特性、生物兼容性和功能的先进生物材料。 此外,主要的医疗器械和制药公司正在调拨资金,建立以生物材料研究为重点的研发中心。 学术界和行业参与者之间的伙伴关系也在增加,以便将创新研究转化为商业上可行的生物材料,从而为市场提供增长机会。

全球医疗工程材料市场机会

• 个人医学应用: 新兴的个性化医学领域为工程生物材料提供了巨大的增长机会. 符合患者特定基因构成的定制生物材料可以导致治疗结果的改善. 3D生物打印技术能够利用从病人本身来源的定制生物材料和细胞,制造出病人特有的器官、组织和装置。 公司还正在开发含有工程生物材料的药物输送系统,这些生物材料能够以与病人生理条件相符的速度释放药物。 精密医学方面的这种创新为工程生物材料创造了前景。 例如,根据国家癌症研究所的资料,通过基因组特征分析确定的致病突变的癌症百分比将从2020年的50%增加到2023年的70%。
• 发展中区域不断增长的需求: 由于改善保健基础设施和增加保健开支,全世界发展中区域对医疗工程材料的需求潜力巨大。 中国、印度、巴西、墨西哥、印度尼西亚等新兴经济体的病人数量很多,慢性病和生活方式疾病的发病率不断上升,需要利用工程生物材料进行干预。 当地行为者以及主要的医疗器械公司正在这些区域扩大其制造设施。 此外,不断增长的中产阶级人口、先进技术的采用、有利的政府举措和政策,都是有可能为发展中区域的市场增长服务的关键因素。 例如,根据联合国人口司的资料,到2030年,印度的中产阶级人口将增加三倍以上,达到约8亿人,为医疗器械提供了相当可观的客户部分。
• 重点转向生物材料: 与来自不可再生来源的传统工程生物材料有关的环境关切日益增加,这正在指导研究工作,以发展可持续的生物材料。 海洋生物、微生物源、农业废物、食物废物等自然产生的生物材料正在引起人们的兴趣。 科拉根,奇托桑,丝绸纤维素,纤维素,淀粉等生物聚合物正在探索组织工程和药物运送. 模拟原生细胞外基质结构和功能的生物复合材料也在开发中. 转向这种可再生和生态友好型生物材料正在为市场开辟新的途径。
• 扩大诊断中的应用: 改良生物材料因其生物兼容性、多用途性以及可调谐的物理/化学特性,在诸如生物传感器、芯片实验室装置、微氟芯片等诊断平台中有很大的使用余地。 例如,正在将量子点、水凝胶、纳米聚合物和导电聚合物设计成平台,用于快速诊断、家庭测试包、可穿戴传感器等。 公司还正在研制由生物材料制成的可注入纳米传感器,用于实时监测生物标记。 因此,在护理点和分子诊断中使用工程生物材料的潜力正在创造有利可图的前景。

全球医疗工程材料市场 趋势

• 越来越多地采用三维打印: 迅速采用三维印刷或添加剂制造技术制造复杂和量身定制的生物材料、植入物、假肢和器官模型,使市场受益匪浅。 3D生物印记尤其有利于生物材料和活细胞层逐层精确沉积,形成复杂的组织和器官. 公司正在利用3D打印来开发基于身体结构的针对患者的植入器和装置. 自定义和按需制造能力是推动将3D打印纳入工程生物材料并扩大其应用的关键因素。 例如,根据食品和药品管理局的报告,3D打印后获得营销许可的医疗器械和材料数量在2020年至2021年期间增加了30%以上。 虽然在总的清除量中仍然只占很小一部分,但它表明这种创新技术的巨大潜力。
• 对纳米材料的需求日益增加: 纳米技术带动的分子级生物材料工程越来越重要,因为纳米级实现了独特的功能。 纳米结构材料模仿组织自然的纳米特征,下至细胞和分子层次. 生物材料的纳米规模改造提高了它们的机械,电气和生物特性. 例如,加固聚合物基质的纳米聚合物对植入骨骼具有超强的强度。 纳米材料允许受管制和持续的药物交付。 对纳米纤维素、碳纳米管、纳米晶体、纳米晶体等的需求不断增长,因为这些物质加强了物理化学、抗微生物和伤口愈合特性,正在推动纳米生物材料市场的扩大。 例如,根据世界卫生组织,全球每年约有100万人感染与保健有关的疾病。 使用纳米技术可有助于解决这一重大问题。
• 组织工程脚手架的进步: 在利用先进的生物材料制造多孔组织工程脚手架方面取得重大进展,是促进市场增长的一个主要趋势。 设计具有受控生物降解性,孔隙性,互联性和优化的表面化学的脚手架,有利于组织再生. 电子螺旋式等的进步有利于生产模仿细胞外基质的纳米纤维和微纤维脚手架. 公司通过组织工程将细胞,生长因子,peptides等结合到脚手架上,形成功能性活组织和器官. 脚手架设计和生物制造技术的不断扩展正在呈现正增长前景。
• 不断增长的涂层应用: 医疗器械越来越多地采用基于生物材料的工程涂层,以提高生物兼容性和治疗效率,使市场受益匪浅。 例如,正在使用含有银纳米颗粒的抗微生物涂层来降低与植入和嵌入装置有关的手术后感染的风险。 润滑液凝胶涂层在内膜检查等程序中将装置和组织之间的摩擦最小化. 公司还在开发智能聚合物涂层,以有控制和有针对性的方式释放毒品。 此外,植入物上的生物活性陶瓷涂层有助于骨骼融合。 利用工程涂层设备的表面改造和功能化的日益增长的趋势正在推动市场增长。

全球医疗工程师材料市场限制

• 严格的临床和监管要求: 林业发展局等监管机构对新开发的生物材料规定的冗长和严格的审批程序,在时间和成本方面对制造商提出了重大挑战。 生物材料必须经过严格的临床前和临床评估,在批准商业化前确定安全性和有效性. 此外,随着验证要求的不断改变,监管格局也在不断演变,要求进行昂贵的修改。 不同地理学的复杂和模棱两可的监管情景是吸收最新工程生物材料的主要障碍。 例如,据欧洲联盟委员会称,在2020-2022年期间,欧盟在地平线欧洲投资2.97亿美元,支持对植入和假肢的先进疗法和新材料的研究。 在确保患者福利的同时,此类举措旨在通过帮助有价值的项目更有效地克服监管障碍来刺激增长。
• 高开发和生产成本: 研发和制造工程生物材料的资本要求很高,而且从概念到实现的时间很长,这是开发商和供应商面临的一个主要制约。 需要大量投资来建立先进的材料工程设施,获得最新的制造和定性技术,并招聘有技能的研究人员。 此外,从实验室扩大至商业批次需要大量开支。 缺乏适当的资金,妨碍了创新和采用新型生物材料,从而阻碍了市场增长。 例如,据国家卫生研究所发表的报告,2022年,三维打印钛植入物涉及专门的多步骤工艺,如粉末生产、部分制造、热处理和表面修改,与传统植入物相比,成本增加了5-10倍。 同样,开发新的生物可吸收材料需要通过改变化学成分和微结构对降解速率等物质特性进行仔细调整,而微结构是昂贵的试验和过敏过程。
• 偿还挑战: 医疗保健计划、医疗补助和私营保险商等保健付款者提供的有限报销范围对市场增长构成挑战。 由于缺乏长期临床研究的医学证据,保险公司对新引进的生物材料的支付审批犹豫不决. 病人不愿意使用最新的生物材料进行治疗,因为自付费用很高,除非改进偿还政策。 缺乏偿还基础设施,特别是在发展中区域,对产品采用产生不利影响。

分析视图

全球医疗工程材料市场在未来五年具有强劲的增长潜力。 随着技术的进步,医疗器械行业对高性能材料的需求不断增加。 全球人口老龄化将刺激对植入物、假肢和其他装置护理的需求。 药物交付、再生医学和植入涂层方面的新应用为材料供应商与医疗技术OEMs合作提供了机会。 塑料和聚合物材料的采用程度预期会提高,因为这些材料可以降低成本和定制解决方案。 由于金属合金的可定制性有限,金属合金的使用可能会减少。 可生物吸附材料可能开启新的设计可能性,但需要更多的临床验证才能实现其潜力. 由于主要医疗专业人员的集中和成熟的保健市场,北美和欧洲很可能仍然是主导地区。 然而,由于中国、印度和韩国等国医疗基础设施的扩大、私人保健的增长以及制造业的强大竞争力,亚太市场将出现增长。 物质和监管费用高昂构成挑战,需要创新,降低护理的总体成本。 成功与否将取决于能否满足不同医学专业的独特表现需求。 总体而言,医疗工程材料景观为建立深层伙伴关系、提供专门解决方案和帮助减少全球先进医疗保健障碍的供应商提供了机会。

全球医疗工程材料市场-最近的发展

新产品发射:

• 2023年(民国2023年), 埃沃尼克工业集团 为医疗用途推出了一种新的生物兼容性热塑性聚氨酯。 该材料被称为"Celstran Bio",旨在用于植入物,医疗器械,以及生物兼容性至关重要的其他应用. 埃沃尼克工业公司(Evonik Industries AG)是一家公开上市的德国特色化工公司. 它是德国第二大化工公司,也是世界上最大的特产化工公司之一.
• 2023年,库尔斯泰克推出了新的医用级陶瓷线. 这些材料被称为"生命的陶瓷"(Caramics for Life),被设计用于各种医疗应用,包括植入,药物交付装置,以及手术工具. 科尔 Tek, Inc.)是一家私人拥有的用于航空航天,汽车,化学,电子,医疗,冶金,石油和天然气,半导体和许多其他工业的技术陶瓷制造商. 科尔 Tek总部和初级工厂位于美国科罗拉多州的Golden.
• 2023年(民国2023年), DSM 系统 生物医学 推出了一种称为"Resomer"的新型生物抗腐蚀聚合物. 该材料被设计用于被设计成随时间而溶解的植入物. DSM 系统 生物医学提供医疗器械材料. 该公司提供粘合剂,生物增生剂,生物医学聚乙烯和聚氨酯, col基,稳定技术服务. DSM 系统 生物医学服务于美国的客户.

采购和伙伴关系:

• 2023年3月, DSM 生物医学与3D系统合作开发并商业化3D打印的医疗器械. 预计该伙伴关系将加快开发和采用3D打印的医疗器械。 DSM 系统 生物医学提供医疗器械材料. 该公司提供粘合剂,生物增生剂,生物医学聚乙烯和聚氨酯, col基,稳定技术服务. DSM 系统 生物医学为美国客户服务.
• 2023年2月,Covestro AG收购了医疗植入物制造商Heraeus Medical Aparts. 此次收购预计将扩大科维斯特罗在医疗植入市场的存在. Covestro AG是一家位于德国的公司,生产聚氨酯和聚碳酸酯原料. 产品包括细胞泡沫的异氰酸酯和聚醇,热塑性聚氨酯和聚碳酸酯粒,以及用于配制涂层和粘合剂的聚氨酯添加剂.
• 2023年1月,Evonik Industries AG收购了生物可逆聚合物开发商PolyMedix, Inc. 预计这项采购将加强埃沃尼克用于医疗用途的生物抗腐蚀材料组合。

图 2. 全球医疗工程材料市场份额(%),按应用分列,2023年

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全球医疗工程材料市场上的顶尖公司:

• 埃沃尼克工业集团
• 科韦斯特罗公司
• 萨斯福
• 溶液
• 索马里
• 特雷莱博格AB
• DSM 系统
• 塞拉尼西亚公司
• DuPont de Nemours Inc. (法语).

定义: 全球医疗工程材料市场是指通过工程与生物系统相互作用而合成或改造的生物材料的产业和商业化. 这些生物材料用于各种医疗用途,如植入物、假肢、药物运载系统、再生医学以及用于增强或取代生物功能的医疗设备。 工程材料提供特定的化学,生物,机械和物理特性,以配合生物环境. 主要类型的医疗工程材料包括陶瓷,金属,聚合物,天然材料,以及复合材料.

在先进材料工业中几乎没有其他有希望的报告

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