Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018-2028, segmentiert nach Material (Polyethersulfon (PES), gemischte Celluloseester und Celluloseacetat (MCE und CA), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Nylonmembranfilter, andere), nach Technik (Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration, andere), nach Anwendung (Endproduktver

Marktübersicht

Der globale Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien hat im Jahr 2022 einen Wert von 5,89 Milliarden USD und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein beeindruckendes Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 11,00 % bis 2028 verzeichnen

Die Entwicklung und Produktion von Biopharmazeutika, einschließlich monoklonaler Antikörper, Impfstoffe und Biosimilars, hat zugenommen. Die Membranfiltration ist für die Reinigung und sterile Verarbeitung dieser komplexen Moleküle von entscheidender Bedeutung. Aufsichtsbehörden wie die FDA und die EMA haben strenge Qualitäts- und Sicherheitsstandards für die Arzneimittelherstellung eingeführt. Membranfiltrationstechnologien helfen Pharmaunternehmen, diese Vorschriften einzuhalten, indem sie die Entfernung von Verunreinigungen, Krankheitserregern und Verunreinigungen gewährleisten. Die Bedeutung der Virensicherheit, die durch die COVID-19-Pandemie hervorgehoben wurde, hat zur Einführung fortschrittlicher Membranfiltrationstechnologien zur Entfernung oder Inaktivierung von Viren bei der Herstellung von Impfstoffen und Biopharmazeutika geführt. Die Arzneimittelproduktion hat in Schwellenmärkten wie Asien und Lateinamerika zugenommen. Dieses Wachstum hat die Nachfrage nach Membranfiltrationstechnologien in diesen Regionen angetrieben.

Wichtige Markttreiber

Steigende Arzneimittelproduktion

Die Pharmaindustrie erlebt aufgrund von Faktoren wie Bevölkerungswachstum, alternder Demografie und einer höheren Inzidenz chronischer Krankheiten ein kontinuierliches Wachstum. Infolgedessen produzieren Pharmaunternehmen eine größere Menge und Vielfalt an Arzneimitteln, um die wachsende Nachfrage nach Gesundheitsprodukten zu decken. Pharmaunternehmen entwickeln eine breite Palette von Arzneimitteln, darunter niedermolekulare Arzneimittel, Biopharmazeutika, Impfstoffe und Biosimilars. Jede dieser Produktkategorien kann unterschiedliche Membranfiltrationsprozesse zur Reinigung, Sterilisation und Qualitätskontrolle erfordern. Die Aufrechterhaltung der Qualität und Sicherheit pharmazeutischer Produkte ist von größter Bedeutung. Membranfiltrationstechnologien sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass Medikamente strenge Qualitätsstandards erfüllen, indem sie Verunreinigungen, Unreinheiten und Mikroorganismen aus dem Herstellungsprozess entfernen. Die Produktion von Biopharmazeutika wie monoklonalen Antikörpern und Gentherapien hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Diese komplexen Moleküle erfordern fortschrittliche Filtrationstechniken, um Reinheit und Sicherheit zu gewährleisten, was die Nachfrage nach spezialisierten Membranfiltrationstechnologien antreibt.

Die Nachfrage nach Impfstoffen, einschließlich der raschen Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen, hat den Bedarf an Membranfiltrationstechnologien im Pharmasektor erheblich erhöht. Sterilfiltration ist für die Impfstoffproduktion von entscheidender Bedeutung, um potenzielle Verunreinigungen zu entfernen und die Produktsicherheit zu gewährleisten. Aufsichtsbehörden wie die FDA und die EMA haben strenge Standards für die Arzneimittelherstellung festgelegt. Die Membranfiltration hilft Pharmaunternehmen, diese Vorschriften einzuhalten, indem sie eine zuverlässige Methode zur Erreichung der erforderlichen Produktreinheit und -sterilität bietet. Die Vielfalt der pharmazeutischen Produkte erfordert oft maßgeschneiderte Filtrationslösungen. Membranfiltrationstechnologien können auf spezifische Produkt- und Prozessanforderungen zugeschnitten werden, sodass Pharmahersteller einzigartige Herausforderungen effektiv bewältigen können. Neben Produktqualität und -sicherheit legen Pharmaunternehmen zunehmend Wert auf Nachhaltigkeit und Umweltverantwortung. Membranfiltrationstechnologien, die den Wasser- und Energieverbrauch senken, tragen zu umweltfreundlichen Herstellungsverfahren bei. Pharmaunternehmen erweitern ihre Marktreichweite weltweit. Diese Expansion hat zu einer erhöhten Nachfrage nach Membranfiltrationstechnologien in verschiedenen Regionen, einschließlich Schwellenmärkten, geführt. Laufende Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen in der Membranfiltrationstechnologie haben zu Fortschritten bei Membranmaterialien, -designs und -leistung geführt. Diese kontinuierliche Innovation treibt die Einführung dieser Technologien in der pharmazeutischen Herstellung weiter voran. Dieser Faktor wird zur Entwicklung des globalen Marktes für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien beitragen.

Steigende Produktion von Biopharmazeutika und Biosimilars

Biopharmazeutika wie monoklonale Antikörper, Impfstoffe und Gentherapien sind große und strukturell komplexe Moleküle. Ihre Produktion beinhaltet die Verwendung lebender Zellen (z. B. Säugetierzelllinien oder Mikroorganismen) zur Expression. Membranfiltration ist unerlässlich, um diese Moleküle von Zellkulturmedien, Zelltrümmern und anderen Verunreinigungen zu trennen und zu reinigen. Die Gewährleistung der Virussicherheit ist bei der Produktion von Biopharmazeutika von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Verwendung von Zelllinien tierischen Ursprungs. Membranfiltrationstechnologien, einschließlich Virenentfernung und Virenfiltrationsmembranen, werden eingesetzt, um potenzielle virale Verunreinigungen zu eliminieren oder zu inaktivieren und so das Endprodukt zu schützen. Die Herstellung von Biopharmazeutika umfasst typischerweise Bioprozesse, die sterile Bedingungen und eine genaue Kontrolle der Umgebungsfaktoren erfordern. Membranfiltration wird zum Sterilisieren von Prozessgasen, Filtern von Kulturmedien und Sicherstellen der Sterilität von Geräten und Verbrauchsmaterialien verwendet. Biopharmazeutika müssen extrem hohe Reinheitsstandards erfüllen. Membranfiltrationsprozesse helfen, diese Standards zu erreichen, indem sie Verunreinigungen, Aggregate, Endotoxine und andere Verunreinigungen entfernen, die die Produktqualität und -sicherheit beeinträchtigen können.

Biopharmazeutika müssen oft konzentriert werden, um ihre Wirksamkeit zu erhöhen oder das Volumen für Lagerung und Transport zu reduzieren. Zu diesen Zwecken werden Membranfiltrationstechniken wie Ultrafiltration und Diafiltration eingesetzt. Eine gleichbleibende Produktqualität von Charge zu Charge ist für Biopharmazeutika von entscheidender Bedeutung. Membranfiltrationstechnologien helfen, die Reproduzierbarkeit und Konsistenz von Bioprozessen aufrechtzuerhalten und so eine einheitliche Produktqualität sicherzustellen. Die Entwicklung und Produktion von Biosimilars, die den Referenzbiopharmazeutika zwar sehr ähnlich, aber nicht identisch sind, hat zugenommen. Biosimilars erfordern eine strenge Reinigung und Charakterisierung, und die Membranfiltration ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses. Aufsichtsbehörden wie die FDA und die EMA haben strenge Richtlinien für die biopharmazeutische Produktion festgelegt. Membranfiltrationstechnologien sind für die Einhaltung dieser Vorschriften unerlässlich, da sie zuverlässige und dokumentierte Methoden zur Produktreinigung und -sterilisation bieten. Membranfiltrationslösungen können an die spezifischen Anforderungen biopharmazeutischer Produktionsprozesse angepasst werden. Diese Flexibilität ermöglicht es Herstellern, die Filtration für einzelne Produkte und Prozesse zu optimieren. Der biopharmazeutische Markt erlebt aufgrund der Entwicklung neuartiger Biologika und Biosimilars ein schnelles Wachstum. Dieses Wachstum hat zu einer erhöhten Nachfrage nach Membranfiltrationstechnologien zur Unterstützung der biopharmazeutischen Herstellung geführt. Laufende Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich Membranfiltrationstechnologien sind darauf ausgerichtet, den sich entwickelnden Anforderungen der biopharmazeutischen Produktion gerecht zu werden, einschließlich der Filtration zunehmend komplexer Moleküle. Dieser Faktor wird die Nachfrage auf dem globalen Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien ankurbeln.

Steigende Nachfrage nach Ultrafiltrations-Spurmembranen

Die biopharmazeutische und biotechnologische Industrie benötigt fortschrittliche Filtrationstechnologien, um komplexe Moleküle wie Proteine, Antikörper und Nukleinsäuren zu trennen und zu reinigen. Ultrafiltrations-Spurmembranen können präzise molekulare Grenzwerte erreichen, was sie ideal für diese Anwendungen macht. In pharmazeutischen und biotechnologischen Prozessen ist die Entfernung von Viren und anderen Krankheitserregern entscheidend, um die Sicherheit des Endprodukts zu gewährleisten. Ultrafiltrations-Spurmembranen mit genau definierten Porengrößen können Viren effektiv entfernen und gleichzeitig wertvolle Biomoleküle zurückhalten. Ultrafiltration wird in der pharmazeutischen Herstellung häufig zur Reinigung und Konzentration von Arzneimitteln eingesetzt. Spurgeätzte Membranen ermöglichen die präzise Trennung von Zielmolekülen und verbessern so die Produktqualität. Forschungslabore und akademische Einrichtungen verwenden häufig ultrafiltrierende spurgeätzte Membranen für verschiedene biologische und biochemische Anwendungen, wie etwa Probenvorbereitung, Proteinkonzentration und Entsalzung. Diese Membranen werden in Diagnosegeräten und medizinischen Anwendungen für Aufgaben wie Probenfiltration, Trennung von Analyten und Blutplasmaverarbeitung verwendet.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden ultrafiltrierende spurgeätzte Membranen zur Entfernung von Mikroorganismen, Partikeln und Makromolekülen eingesetzt. Dies trägt dazu bei, die Haltbarkeit, Qualität und Sicherheit von Produkten zu verbessern. Ultrafiltration wird in der Wasser- und Abwasseraufbereitung verwendet, um Partikel, Bakterien und Verunreinigungen zu entfernen. Spurgeätzte Membranen werden aufgrund ihrer präzisen Filtrationsfähigkeiten ausgewählt. Diese Membranen werden in der Elektronik- und Halbleiterherstellung zur Partikelentfernung und zur Herstellung von ultrareinem Wasser verwendet, das für Halbleiterherstellungsprozesse entscheidend ist. Umweltbehörden und -organisationen verwenden spurgeätzte Membranen zur Überwachung und Analyse der Wasserqualität, insbesondere zur Erkennung und Quantifizierung von Mikroorganismen und Schadstoffen. Track-Etched-Membranen können an spezifische Anforderungen angepasst werden, darunter genaue Porengröße, Membrandicke und Oberflächeneigenschaften, wodurch sie für eine breite Palette von Anwendungen vielseitig einsetzbar sind. In Branchen, in denen Produktqualität und -konsistenz von größter Bedeutung sind, wie etwa in der Pharmaindustrie und Biotechnologie, spielen Ultrafiltrations-Track-Etched-Membranen eine entscheidende Rolle bei der Qualitätskontrolle und -sicherung. Diese Membranen werden in Branchen bevorzugt, die strengen Regulierungsstandards unterliegen, da sie zuverlässige und gut charakterisierte Filtrationslösungen bieten, die die regulatorischen Anforderungen erfüllen. Track-Etched-Membranen sind benutzerfreundlich und mit einer Vielzahl von Filtrationssystemen kompatibel, wodurch sie in Labor- und Industrieumgebungen zugänglich und weit verbreitet sind. Dieser Faktor wird die Nachfrage auf dem globalen Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien beschleunigen.

Wichtige Marktherausforderungen

Herausforderungen bei der Skalierung

Es kann eine Herausforderung sein, sicherzustellen, dass Membranfiltrationsprozesse eine gleichbleibende Leistung beibehalten und sowohl im Labor- als auch im Industriemaßstab dieselben Ergebnisse erzielen. Faktoren wie Membranverschmutzung, Strömungsdynamik und Massenübertragung können sich in größeren Maßstäben anders verhalten. Membranverschmutzung tritt auf, wenn sich Partikel, Verunreinigungen oder Biomoleküle auf der Membranoberfläche ansammeln und die Filtrationseffizienz verringern. Eine Skalierung kann die Verschmutzungsprobleme verschlimmern, sodass die Entwicklung wirksamer Strategien zur Eindämmung der Verschmutzung erforderlich ist. Große Filtrationssysteme können im Vergleich zu kleineren Systemen ein anderes hydrodynamisches Verhalten aufweisen. Das Verständnis und die Optimierung der Strömungsdynamik, Druckunterschiede und Scherkräfte sind entscheidend, um eine ungleichmäßige Filtration und Membranschäden zu verhindern. Die Sicherstellung, dass skalierte Filtrationsprozesse validiert und für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften qualifiziert sind, kann zeitaufwändig und kostspielig sein. Dazu gehört der Nachweis, dass der Prozess durchgängig Qualitäts- und Sicherheitsstandards erfüllt. Die Aufrechterhaltung der Integrität von Membranen im großen Maßstab ist von entscheidender Bedeutung. Membranmaterialien müssen den Belastungen von groß angelegten Vorgängen standhalten, und es müssen Strategien zur Überwachung und Gewährleistung der Membranintegrität vorhanden sein. Die Skalierung von Filtrationsprozessen kann wirtschaftliche Herausforderungen mit sich bringen, wie z. B. höhere Kapitalinvestitionen, Betriebskosten und Ressourcenverbrauch. Unternehmen müssen eine Balance zwischen Kosteneffizienz und Prozesseffizienz finden.

Fouling und Reinigung

In der Pharmaindustrie ist Proteinfouling ein häufiges Problem bei der Filterung von Biopharmazeutika und Impfstoffen. Proteine können an Membranoberflächen haften, was zu einem Rückgang des Durchflusses führt und die Produktausbeute und -reinheit beeinträchtigt. Fouling kann sowohl auf der Membranoberfläche (Kuchenfiltration) als auch in den Poren der Membran (internes Fouling) auftreten. Internes Fouling kann schwieriger zu beseitigen sein, da es aggressivere Reinigungsmethoden erfordern kann. Mikrobielle Verunreinigungen, einschließlich Bakterien und Pilze, können Membranoberflächen besiedeln und zu Biofouling führen. Dies ist ein erhebliches Problem für Pharmaunternehmen, da es die Produktsterilität beeinträchtigen kann. Das Vorhandensein von Partikeln in pharmazeutischen Formulierungen kann zum Fouling von Filtrationsmembranen führen. Dies kann während der Filtration von Arzneimittelformulierungen oder Zwischenschritten im Herstellungsprozess auftreten. Die Auswahl geeigneter Reinigungsmittel und -verfahren ohne Beeinträchtigung der Integrität der Filtrationsmembran ist eine Herausforderung. Reinigungslösungen müssen Verschmutzungsmittel wirksam entfernen, ohne das Membranmaterial zu beschädigen. Reinigungsprozesse müssen validiert und verifiziert werden, um sicherzustellen, dass sie konstant den gewünschten Reinheitsgrad erreichen. Dazu gehören die Durchführung von Reinigungsvalidierungsstudien und die Dokumentation der Ergebnisse. Reinigungsverfahren können zeitaufwändig sein und erhebliche Ressourcen erfordern. Ausfallzeiten für die Reinigung können sich auf Produktionspläne auswirken und die Betriebskosten erhöhen.

Wichtige Markttrends

Zunehmendes Outsourcing

Die Pharmaindustrie hat ein erhebliches Wachstum in der Auftragsfertigung erlebt, bei der CMOs verschiedene Dienstleistungen anbieten, darunter auch Filtrationsprozesse. Durch das Outsourcing von Filtrationsschritten an CMOs können sich Pharmaunternehmen auf Kernkompetenzen wie Arzneimittelentwicklung und -vermarktung konzentrieren. CMOs verfügen häufig über Fachkenntnisse in Membranfiltrationstechnologien und -prozessen. Sie können fortschrittliche Filtrationslösungen, Prozessoptimierungen und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften anbieten, was für Pharmahersteller von Vorteil sein kann. Sie können zu Kosteneinsparungen für Pharmaunternehmen führen. CMOs verfügen möglicherweise über eine kostengünstige Infrastruktur und Skaleneffekte, die zu geringeren Betriebskosten führen können. Darüber hinaus bieten sie Flexibilität bei der Verwaltung der Produktionskapazität. Pharmaunternehmen können die Produktion nach Bedarf hoch- oder herunterfahren, ohne erhebliche Investitionen in Filteranlagen zu tätigen. Seriöse CMOs sind mit den regulatorischen Anforderungen, einschließlich der Good Manufacturing Practices (GMP), bestens vertraut. Sie können sicherstellen, dass die Filtrationsprozesse den regulatorischen Standards entsprechen, und so den behördlichen Genehmigungsprozess vereinfachen. Outsourcing kann dazu beitragen, die mit Filtrationsprozessen verbundenen Risiken zu mindern. CMOs können Redundanz- und Backup-Systeme bereitstellen und so das Risiko von Produktionsunterbrechungen aufgrund von Geräteausfällen oder Wartungsarbeiten verringern.

Segmentelle Einblicke

Materialielle Einblicke

Im Jahr 2022 wird der globale Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien vom Segment Polyethersulfon (PES) dominiert und wird voraussichtlich in den kommenden Jahren weiter wachsen.

Technische Einblicke

Im Jahr 2022 wird der globale Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien vom Segment Mikrofiltration dominiert und wird voraussichtlich in den kommenden Jahren weiter wachsen.

Anwendungseinblicke

Im Jahr 2022 wurde der größte Anteil des globalen Marktes für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien im Prognosezeitraum vom Segment Endproduktverarbeitung gehalten und wird voraussichtlich in den kommenden Jahren weiter wachsen.

Regionale Einblicke

Die Region Nordamerika dominiert den globalen Markt für pharmazeutische Membranfiltrationstechnologien in 2022.

Neueste Entwicklungen

• Im Januar 2020 kündigte der führende Wissenschafts- und Technologiekonzern Merck eine Investition von 250 Millionen Euro in ein neues Gebäude in Corsier-sur-Vevey, Schweiz, an. Das sogenannte Merck Biotech Research Centre soll der Forschung und Herstellung von Biotech-Produkten für klinische Studien dienen. Diese Investition wird dazu beitragen, die Kapazität und Agilität für die kostengünstige Bereitstellung von Material für klinische Studien nachhaltig zu sichern, die Entwicklung neuer biologischer Wirkstoffe zu beschleunigen und die steigende Komplexität der Herstellung der kommenden Generationen von Biotech-Wirkstoffen zu bewältigen. Die Investition ist durch das Wachstum der F&E-Pipeline des Geschäftsbereichs Healthcare motiviert. Die Prozesslösungen von Life Sciences für die klinische Produktion und Pilotanlagen sowie die dynamischen Flüssigkristallfenster „eyrise“ von Performance Materials als Teil des hocheffizienten Energiemanagements des Gebäudes werden im Biotech Development Centre als Beispiele für die Wissenschaft und Technologie von Merck in seinen drei Geschäftsbereichen ausgestellt.
• Im Februar 2019 wurde die Produktlinie Sani-Pro Spiralelemente von Koch Membrane Systems, Inc. (KMS) eingeführt und soll die anspruchsvollen Standards von Membrantrennungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Biowissenschaftsbranche erfüllen. Sani-Pro-Komponenten sind für den Betrieb bei höherem Druck und für eine gründliche chemische Reinigung ohne Leistungseinbußen ausgelegt, wodurch ihre Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Produkten verlängert wird. Sie bauen auf der 50-jährigen Erfolgsgeschichte von KMS in Bezug auf Zuverlässigkeit und Innovation auf. Die Linie soll außerdem die Kontaminationsgefahr senken, die Produktion steigern, Betriebskosten sparen und die Energieeffizienz verbessern. Sani-Prosanitary-Spiralen zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und einen kosteneffizienten Betrieb in zahlreichen Anwendungsbereichen aus, darunter die Konzentration und Reinigung tierischer und pflanzlicher Proteine, die Klärung von Fermentationsbrühe, die Produktrückgewinnung, die Konzentration von Gelatine und Saftfarbe, die Zuckertrennung und die Süßstoffklärung. Sani-Pro-Komponenten entsprechen allen relevanten FDA-, 3A-, EU- und Halal-Standards und -Gesetzen.

Wichtige Marktteilnehmer

• 3MCompany
• Danaher Corporation
• GE Healthcare
• GEA Group
• Graver Technologies
• Merck Millipore
• Parker Hannifin Corporation
• Repligen Corporation
• Sartorius Stedim Biotech GmbH
• Thermo Fisher Scientific Inc.