预测期 | 2024-2028 |
市场规模 (2022) | 3.7696 亿美元 |
复合年增长率 (2023-2028) | 7.55% |
增长最快的细分市场 | 癌症与干细胞研究 |
最大的市场 | 德国 |
市场概览
欧洲 3D 细胞培养市场在 2022 年的价值为 3.7696 亿美元,预计在预测期内将实现令人印象深刻的增长,到 2028 年的复合年增长率为 7.55%。3D 细胞培养代表一种人工创造的环境,生物细胞可以在三个维度上自由与周围环境相互作用。在这种三维环境中生长的细胞表现出与生物体中发现的细胞相似的特征和行为。这种技术使细胞能够在自然环境中生长,模拟体内状态。与 2D 环境不同,3D 细胞培养允许细胞在人工创造的环境中向各个方向生长。
关键市场驱动因素
日益关注精准医疗
预计在预计的时间内,日益关注精准医疗将对 3D 细胞培养市场的增长产生深远影响。随着研究人员深入研究 3D 培养物(尤其是类器官培养物)的潜力,开发针对每位患者独特需求的个性化疗法的新可能性正在出现。例如,考虑到由于不同个体之间的突变而导致的癌细胞固有差异,许多研究已经采用从个体患者身上培养小肿瘤外植体并评估其对治疗的反应的能力来识别新药。这种方法使研究人员能够深入了解患者肿瘤的具体特征并据此设计靶向疗法。
在呼吸医学领域,研究人员已成功从囊性纤维化患者身上培养出类器官,以确定他们对药物 ivacaftor 的反应性。令人鼓舞的是,类器官培养准确预测了患者随后观察到的积极反应,凸显了这种方法在指导治疗决策方面的潜力。癌症研究中也观察到了类似的发现,患者来源的胰腺癌类肿瘤表现出与原始肿瘤的药物敏感性相关性。这一令人兴奋的发展为根据各种疾病的个体情况量身定制治疗方法开辟了可能性,有可能改善患者的治疗效果。
药物开发的兴起
欧洲药物开发活动的兴起推动了对 3D 细胞培养技术的需求不断增长。随着制药和生物技术行业继续加大发现和开发新型治疗剂的力度,传统 2D 细胞培养的局限性变得越来越明显。3D 细胞培养系统更接近地模拟了人体组织和器官的生理环境,已成为药物筛选、毒性测试和了解疾病机制的宝贵工具。
此外,人们对个性化医疗的兴趣日益浓厚,也推动了对 3D 细胞培养的需求。研究人员越来越多地希望使用 3D 培养系统创建针对特定患者的模型,以制定定制的治疗策略并深入了解个性化药物反应。这种方法有可能通过根据患者独特的遗传和生理特征定制治疗方法来彻底改变医疗保健。欧洲的监管机构已经认识到 3D 细胞培养在提高药物安全性和有效性评估方面的重要性。这种认识导致 3D 细胞培养在药物开发中的采用率不断提高,因为它符合不断发展的监管格局。
慢性病负担加重
欧洲慢性病负担不断加重无疑推动了对 3D 细胞培养技术的需求增加,因为这些创新系统在增进我们对这些复杂健康状况的理解和加快新疗法的开发方面具有巨大的前景。由于人口老龄化、久坐不动的生活方式和饮食习惯的改变等因素,癌症、心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病等慢性疾病在欧洲日益受到关注。与传统的 2D 培养相比,3D 细胞培养系统通过提供更符合生理学的环境,为研究这些疾病的潜在机制提供了一种变革性方法。
研究人员越来越多地转向 3D 细胞培养模型,以更好地模拟人体组织和器官复杂的微环境。这使他们能够更准确地研究疾病进展、细胞相互作用和药物反应,最终导致更有效的治疗策略。例如,3D 细胞培养系统使科学家能够在 3D 环境中研究癌细胞的行为,从而深入了解肿瘤生长和对 2D 环境中无法复制的潜在治疗的反应。此外,面对日益增多的慢性疾病,对个性化医疗的需求也增加了对 3D 细胞培养的需求。通过使用患者特异性细胞并创建模拟个体疾病状态的 3D 模型,研究人员可以定制治疗方案并开发精准疗法,最终改善患者的治疗效果。
癌症研究中越来越多地采用 3D 细胞培养
癌症研究中越来越多地采用 3D 细胞培养,这推动了欧洲对这项技术的巨大需求。癌症仍然是全球最紧迫的医疗保健挑战之一,欧洲也不例外,各种恶性肿瘤的发病率不断上升。研究人员和肿瘤学家越来越多地转向 3D 细胞培养模型,因为它们能够紧密模拟肿瘤的复杂微环境,为癌症生物学和治疗发展提供宝贵的见解。
在癌症研究中,与传统的 2D 模型相比,3D 细胞培养可以更准确地表示体内肿瘤状况。它们使科学家能够研究癌症的关键方面,例如肿瘤生长、侵袭、血管生成和转移,并且更忠实于人体内部发生的情况。这种相关性的提高有助于识别潜在的候选药物和了解药物耐药机制,从而实现更有效的癌症治疗。肿瘤学精准医疗的出现进一步推动了对 3D 细胞培养的需求。研究人员可以使用来自个别患者的癌细胞创建患者特定的 3D 模型,从而实现个性化药物筛选和量身定制的治疗方案的开发。这种方法有望改善患者的治疗效果并减轻不良副作用的负担。
主要市场挑战
3D 环境中细胞检测开发的困难
传统上,大多数基于细胞的检测依赖于传统细胞培养环境中的 2D 单层。随着研究人员转向使用 3D 细胞球体模型,优化检测条件的需求变得显而易见。将检测方法适应 3D 环境会带来独特的挑战,例如试剂对球体的有效渗透和裂解,以及处理较大球体时对信号猝灭的担忧。
为了应对这些挑战,人们探索了各种潜在的解决方案。一种方法是使用专门为 3D 培养而重新配制的更强的洗涤剂,这可以增强裂解过程。此外,延长孵育时间可以彻底有效地解决这些障碍。成功优化 3D 培养系统的检测方法至关重要,因为它可以在预测期内显著影响市场增长。通过解决与 3D 细胞培养相关的特定挑战,研究人员可以充分发挥这些模型的潜力,为生物医学研究和药物发现的进步铺平道路。
通过 3D 细胞培养开发的产品缺乏一致性
支架在三维细胞培养中的使用极大地拓宽了研究可能性的视野。然而,研究人员面临的挑战之一是不同批次的支架中存在不同生长因子而产生的差异性。这种差异性给专注于研究信号通路和进行药理学研究的生物学研究带来了困难。有趣的是,尽管存在这种差异性,但在低生长因子支架上生长的细胞表现出的表型与在高生长因子支架上生长的细胞相当。然而,值得注意的是,这些细胞的增殖率一直保持在高位,凸显了支架上细胞培养的稳健性。
主要市场趋势
新产品的推出
新产品的推出,加上技术的进步和研发投资的增加,预计将对欧洲 3D 细胞培养市场产生重大影响。这些发展推动了创新产品的创造,这些产品不仅可以提供更好的性能和效率,还可以提供更准确的生物模型。因此,药物发现和毒性测试过程的结果正在得到增强。这种准确性和有效性的提高预计将推动对 3D 细胞培养产品的需求,从而促进欧洲地区的市场大幅增长。
主要参与者之间加强合作与伙伴关系
预计各组织之间为开发和推进 3D 细胞培养而加强的合作与伙伴关系将在未来几年为市场创造巨大的增长机会。这些合作旨在促进创新并推动 3D 细胞培养技术的发展,使研究人员能够探索细胞生物学的新领域。
例如,2020 年 6 月,全球领先的细胞培养解决方案供应商 Lonza 与瑞典公司 CELLINK 合作,提供全面的 3D 生物打印解决方案。这一战略联盟将 Lonza 在细胞培养基和试剂方面的专业知识与 CELLINK 的尖端生物打印技术结合在一起。目标是增强和促进完整的 3D 细胞培养工作流程,使研究人员能够创建更复杂、生理相关的组织模型。
细分洞察
产品
根据产品,基于支架的 3D 细胞培养细分市场在 2022 年占据了最大的市场份额。基于支架的细胞培养涉及使用人工结构或水凝胶(一种聚合物网络)为细胞提供全方位的支撑。水凝胶以高含水量(高达 90%)而闻名,可以由动物源性细胞外基质 (ECM) 蛋白或不含动物成分的合成配方组成。
将细胞嵌入水凝胶中的目的是模拟生物体内的天然细胞外基质。或者,可以使用具有纤维状或海绵状结构的专用培养器皿来制造“硬”支架。这些支架通常由可生物降解的材料(例如光学透明的聚苯乙烯或聚己内酯)组成,从而实现优化成像。虽然这些工程支撑可能与体内 ECM 不同,但它们具有诸如提高可重复性和简化从培养物中检索细胞等优势。预计这些因素将在预测期内促进市场细分增长。
最终用户见解
根据最终用户,生物技术和制药行业细分市场占了 48% 的可观收入份额。这可以归因于 3D 细胞培养的显著优势,它能更真实地再现细胞相互作用、分裂和形态。通过与自然细胞环境密切相似,3D 细胞培养系统使基因表达和形态更能代表人体。3D 细胞培养的一个关键优势是创造了环境生态位和微环境。在这些特殊的环境中,细胞会经历不同程度的氧气、营养物质、代谢物和信号分子。这种动态环境与传统的 2D 细胞培养形成鲜明对比,在传统的 2D 细胞培养中,细胞可以不受限制地平等地获取这些因素。在 3D 细胞培养系统中模拟这些复杂条件的能力推动了生物技术和制药行业领域的增长和创新。通过更准确地再现人体的细胞环境,3D 细胞培养系统有可能彻底改变药物发现、组织工程和个性化医疗。这种变革性影响进一步巩固了生物技术和制药行业在塑造医疗保健未来方面的重要性。
国家洞察
德国有望成为欧洲 3D 细胞培养市场的主导力量,这主要得益于其在生物技术和制药领域的大量投资。该国在这个市场的强大立足点还可以归因于完善且全球知名的研究机构的存在,培育了创新和卓越的文化。此外,德国强大的医疗保健基础设施和政府对科学研究的坚定支持也为其在该领域的竞争优势做出了贡献。德国拥有丰富的生态系统,结合了尖端技术、顶级专业知识和有利的增长环境,有望引领欧洲乃至全世界 3D 细胞培养领域的革命。
最新发展
- 2021 年 1 月,专门生产源自水母的高价值 0 型胶原蛋白的生物技术公司 Jellagen Limited 推出了 3D 水凝胶 JellaGel Hydrogel。这款创新产品为研究人员提供了一种非哺乳动物、天然、生物化学简单、一致且用户友好的水凝胶,有可能彻底改变他们的科学研究。
主要市场参与者
- TecanTrading AG
- Merck KGaA
- Promocell GmbH
- Lonza Group
- Tecan Trading AG
- CN Bio Innovations Ltd.
- TissUse GmbH
- Cellendes GmbH
- Greiner Bio-one International GmbH
- Advanced BioMatrix, Inc.
按产品 | 按最终用户 | 按应用 | 按国家/地区 |
- 基于支架的 3D 细胞培养
- 无支架 3D 细胞培养
- 微流体
- 磁悬浮
| | - 癌症与干细胞研究
- 药物研发与毒理学测试
- 组织工程与再生医学
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报告范围:
在本报告中,欧洲 3D 细胞培养市场已细分为以下类别,此外还详细介绍了行业趋势以下
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