Markt für Zellkulturgefäße – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Typ (wiederverwendbar, Einmalgebrauch), nach Produkt (Beutel, Kolben, Platten, Flaschen, Sonstiges), nach Endverwendung (Pharma- und Biotechnologieunternehmen, akademische und Forschungsinstitute, CMOs und CROs), nach Region und Wettbewerb, 2019–2029F

Marktübersicht

Der globale Markt für Zellkulturgefäße wurde im Jahr 2023 auf 3,74 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2029 6,01 Milliarden USD erreichen, mit einer CAGR von 8,41 % während des Prognosezeitraums.

Wichtige Markttreiber

Steigende Nachfrage nach Biopharmazeutika und Impfstoffen

Die steigende globale Nachfrage nach Biopharmazeutika und Impfstoffen hat das Wachstum des globalen Marktes für Zellkulturgefäße deutlich beschleunigt. Biopharmazeutika, darunter monoklonale Antikörper, rekombinante Proteine und zellbasierte Therapien, sind für die moderne Medizin von entscheidender Bedeutung und sind bei ihrer Herstellung stark auf Zellkulturgefäße angewiesen. Diese Gefäße ermöglichen das kontrollierte Wachstum von Zellen, was für die Produktion großer Mengen biologischer Präparate mit hoher Präzision und Konsistenz unerlässlich ist. Mit der zunehmenden Verbreitung chronischer Krankheiten, Autoimmunerkrankungen und Krebs ist der Bedarf an fortschrittlichen, skalierbaren Zellkultursystemen gestiegen. Pharmaunternehmen konzentrieren sich auf die Optimierung dieser Systeme, um höhere Erträge, bessere Qualitätskontrolle und kosteneffiziente Produktionsmethoden sicherzustellen.

Darüber hinaus ist die weltweite Nachfrage nach Impfstoffen stark gestiegen, insbesondere angesichts der jüngsten Pandemie. Diese erhöhte Nachfrage hat den Bedarf an effizienteren und skalierbareren Technologien zur Impfstoffproduktion unterstrichen. Zellkulturgefäße spielen dabei eine entscheidende Rolle, da sie ein schnelleres Wachstum und eine bessere Ausbeute der Zellen ermöglichen, die zur Produktion von Impfstoffantigenen und anderen biologischen Präparaten verwendet werden. Bei der Impfstoffherstellung helfen diese Gefäße, die engen Produktionsfristen einzuhalten, ohne Kompromisse bei der Produktqualität einzugehen, was sie sowohl im öffentlichen Gesundheitswesen als auch im Pharmasektor unverzichtbar macht.

Fortschritte bei zellbasierten Therapien

Fortschritte bei zellbasierten Therapien wie Stammzelltherapien, Gewebezüchtung und Gentherapien treiben das schnelle Wachstum der Gesundheitsbranche voran und beeinflussen direkt die Nachfrage nach hochwertigen Zellkulturgefäßen. Diese Therapien erfordern hochkontrollierte und präzise Zellkultivierungsprozesse, da sie oft die Manipulation spezialisierter Zellen für medizinische Zwecke beinhalten, darunter regenerative Medizin, Krebsbehandlungen und Immuntherapien. Zellkulturgefäße spielen eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass die Zellen unter optimalen Bedingungen für ihr Wachstum, ihre Vermehrung und ihre Funktionalität kultiviert werden. Ob es sich um die großtechnische Produktion von Stammzellen zur Geweberegeneration oder die Entwicklung von Zelllinien für die Krebsimmuntherapie handelt, diese Gefäße sind für die Aufrechterhaltung der Integrität der Zellen und die Verbesserung der Effizienz des gesamten Prozesses unerlässlich.

Technologische Fortschritte bei zellbasierten Therapien haben den Bedarf an modernen Zellkulturgefäßen erhöht, da diese Therapien immer komplexer und anspruchsvoller werden. Gentherapien erfordern beispielsweise eine präzise Kontrolle der Zellwachstumsumgebungen, um sicherzustellen, dass die Zellen die gewünschten genetischen Veränderungen effektiv erhalten und exprimieren können. Das Tissue Engineering erfordert außerdem eine zuverlässige Versorgung mit gesunden Zellen, die die Funktion menschlichen Gewebes nachahmen können. Dies hängt in hohem Maße von speziellen Gefäßen ab, die die Zellintegrität über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten können.

Technologische Innovationen bei Zellkulturgefäßen

Im Februar 2022 brachte Nucleus Biologics, bekannt als The Cell Performance Company, Krakatoa auf den Markt, einen bahnbrechenden Medienhersteller, mit dem Forscher Zellkulturmedien direkt am Einsatzort herstellen können. Diese Tischlösung erhöht die Nachhaltigkeit, verbessert die Medienqualität und bietet mehr Komfort und Skalierbarkeit, was der wachsenden Nachfrage nach effizienten und umweltfreundlichen Lösungen in der Biotechnologie entspricht.

Darüber hinaus haben Fortschritte in der Materialtechnologie und im Gefäßdesign die Funktionalität dieser Gefäße weiter verbessert. Neuere Modelle verfügen jetzt über verbesserte Gasaustauschsysteme und Nährstoffzufuhrmechanismen, die beide für die Aufrechterhaltung der Zelllebensfähigkeit über längere Zeiträume unerlässlich sind. Dies ermöglicht optimales Zellwachstum, höhere Zelldichte und effizientere Nährstoffnutzung, was letztendlich zu höheren Erträgen führt. Beispielsweise wurden Bioreaktorgefäße so konzipiert, dass sie die Bedingungen in vivo genauer nachbilden, wodurch eine bessere Zellfunktion gefördert und die Produktivität erhöht wird, was für die Herstellung von Biopharmazeutika und anderen zellbasierten Therapien von entscheidender Bedeutung ist.

Wichtige Marktherausforderungen

Hohe Kosten für fortschrittliche Zellkulturgefäße

Eine der größten Herausforderungen für den globalen Markt für Zellkulturgefäße sind die hohen Kosten, die mit fortschrittlichen Zellkulturgefäßen verbunden sind, insbesondere Einweg- und Bioreaktorsystemen. Diese Gefäße sind für groß angelegte Zellkultivierungsprozesse, insbesondere in der biopharmazeutischen Produktion, von entscheidender Bedeutung, aber ihre Vorlauf- und Betriebskosten können für kleinere Forschungslabore und -institute unerschwinglich sein. Da die Nachfrage nach spezialisierteren, leistungsfähigeren Gefäßen mit den Fortschritten bei zellbasierten Therapien und der Impfstoffproduktion steigt, steigen auch die Preise. Die hohen Kosten dieser Gefäße beschränken den Zugang, insbesondere für kleine bis mittelgroße Forschungseinrichtungen oder aufstrebende Biotech-Unternehmen, was das allgemeine Marktwachstum behindern könnte. Darüber hinaus können die Wartungs- und Betriebskosten dieser Gefäße, einschließlich der Notwendigkeit eines häufigen Austauschs in Einwegsystemen, eine erhebliche finanzielle Belastung darstellen. Infolgedessen stehen Hersteller auf dem Markt für Zellkulturgefäße vor der Herausforderung, die Kosten zu senken und gleichzeitig die hohen Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten, die für kritische Forschungs- und Produktionsprozesse erforderlich sind. Der wachsende Bedarf an kostengünstigen Alternativen oder Lösungen, die diese Gefäße für einen größeren Benutzerkreis erschwinglicher machen, stellt eine Herausforderung für die zukünftige Skalierbarkeit der Branche dar.

Kontaminationsrisiko und Sterilitätsprobleme

Kontamination und Sterilität sind große Bedenken bei Zellkulturprozessen und stellen erhebliche Herausforderungen für den globalen Markt für Zellkulturgefäße dar. Selbst leichte Verunreinigungen in Zellkulturgefäßen können zu fehlgeschlagenen Experimenten und ungültigen Ergebnissen führen und die Integrität der biologischen Produktion beeinträchtigen, insbesondere bei Impfstoffen und Therapeutika. Das Kontaminationsrisiko ist bei der groß angelegten biopharmazeutischen Produktion erhöht, bei der die Aufrechterhaltung steriler Bedingungen immer komplexer wird. Da die Nachfrage nach modernen Zellkulturgefäßen steigt, ist es eine ständige Herausforderung, sicherzustellen, dass diese Gefäße ein hohes Maß an Sterilität aufrechterhalten. Verunreinigungen können in mehreren Phasen auftreten – von der Vorbereitung der Kulturmedien bis zur Übertragung der Zellen in die Gefäße – und zu höheren Betriebskosten und Verzögerungen führen. Um diese Herausforderung zu bewältigen, müssen die Hersteller ihre Designs kontinuierlich erneuern, einschließlich der Verbesserung der verwendeten Materialien und der Einführung besserer Sterilisationstechnologien. Allerdings bleibt es für die Marktteilnehmer eine Herausforderung, ein Gleichgewicht zwischen der Vermeidung von Verunreinigungen und der Gewährleistung der Kosteneffizienz zu erreichen.

Wichtige Markttrends

Zunahme der Krebsforschung und onkolytischer Therapien

Laut der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) wurden im Jahr 2022 weltweit fast 20 Millionen neue Krebsfälle gemeldet, darunter auch nichtmelanozytäre Hautkrebserkrankungen (NMSCs). Dieser alarmierende Anstieg der Krebsfälle sowie etwa 9,7 Millionen krebsbedingte Todesfälle unterstreichen die wachsende Nachfrage nach fortschrittlichen therapeutischen Lösungen. Infolgedessen ist die Nachfrage nach dem globalen Markt für Zellkulturgefäße gestiegen, da diese Gefäße für die Entwicklung von Biopharmazeutika, einschließlich Krebstherapien, von entscheidender Bedeutung sind. Der Anstieg der Krebserkrankungen treibt den Bedarf an mehr Forschungs- und Produktionskapazitäten für zellbasierte Therapien voran und fördert so das Wachstum des Marktes für Zellkulturgefäße.

Ausbau von Bioproduktionsanlagen

Der Ausbau von Bioproduktionsanlagen, insbesondere in Schwellenländern und Regionen mit wachsender Gesundheitsinfrastruktur, spielt eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Nachfrage nach Zellkulturgefäßen. Länder im asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika und Teile Osteuropas verzeichnen einen deutlichen Anstieg der biopharmazeutischen Produktionskapazität, der durch die steigende globale Nachfrage nach Biologika, Impfstoffen und anderen zellbasierten Therapien getrieben wird. Diese wachsende Nachfrage nach Biologika erfordert den Bau fortschrittlicher Bioproduktionsanlagen, die mit hochmodernen Zellkulturgefäßen ausgestattet sind, die groß angelegte, industrielle Produktionsprozesse unterstützen können.

Da diese Regionen stark in ihre Gesundheitsinfrastruktur investieren, besteht ein zunehmender Bedarf an hochwertigen, effizienten und skalierbaren Zellkultursystemen zur Unterstützung der Produktion von Therapeutika. Zellkulturgefäße sind ein wesentlicher Bestandteil der Kultivierung und Produktion von Zellen, die bei der Herstellung von Biologika und Impfstoffen verwendet werden. Sie gewährleisten hohe Erträge, bewahren die Sterilität und optimieren das Wachstum der Zellen. Mit dem Anstieg der biopharmazeutischen Produktion in diesen Regionen wird die Nachfrage nach Zellkulturgefäßen voraussichtlich rasant wachsen, angetrieben durch den Bedarf an zuverlässigen Systemen, die größere Mengen und komplexere Produktionsprozesse bewältigen können.

Segmenteinblicke

Produkteinblicke

Basierend auf dem Produkt dominieren derzeit Beutel den globalen Markt für Zellkulturgefäße. Einweg-Kulturbeutel haben sich in der biopharmazeutischen Produktion aufgrund ihrer Bequemlichkeit, Kosteneffizienz und Fähigkeit, Kontaminationsrisiken zu reduzieren, weit verbreitet. Diese Beutel werden hauptsächlich für groß angelegte Zellkultivierungsprozesse verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Biologika, Impfstoffen und zellbasierten Therapien. Ihr flexibles Design ermöglicht eine effiziente Skalierung von Zellkulturprozessen, von kleinen Forschungslabors bis hin zur groß angelegten kommerziellen Produktion. Einer der Hauptgründe für die Dominanz von Zellkulturbeuteln ist die zunehmende Umstellung auf Einwegtechnologie. Einwegsysteme wie Kulturbeutel haben maßgeblich dazu beigetragen, das Risiko einer Kreuzkontamination zu minimieren und den Bedarf an komplexen Reinigungs- und Sterilisationsverfahren zu reduzieren, die in herkömmlichen Bioreaktoren aus Edelstahl üblich sind. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von zellbasierten Therapien und Impfstoffen von entscheidender Bedeutung, bei denen die Aufrechterhaltung der Sterilität für den Erfolg des Prozesses von entscheidender Bedeutung ist.

Darüber hinaus bieten Zellkulturbeutel erhebliche Kosteneinsparungen, da sie den Bedarf an teuren Edelstahlgeräten überflüssig machen, die Arbeitskosten für Reinigung und Validierung reduzieren und das Risiko eines Produktverlusts durch Kontamination verringern. Da diese Beutel Einwegbeutel sind, ermöglichen sie auch eine größere Flexibilität in den Produktionslinien, sodass Hersteller mit minimalen Ausfallzeiten zwischen verschiedenen Produkten wechseln können.

Typeneinblicke

Basierend auf dem Typsegment dominieren derzeit Einweggefäße den globalen Markt für Zellkulturgefäße. Einwegtechnologien haben die Bioproduktionsbranche revolutioniert, indem sie kostengünstige, flexible und kontaminationsfreie Lösungen für Zellkulturprozesse bieten. Diese Gefäße, zu denen Beutel, Bioreaktoren und andere Einwegbehälter gehören, werden in der Pharma- und Biotechnologiebranche häufig zur groß angelegten Produktion von Biologika, Impfstoffen und zellbasierten Therapien eingesetzt. Ihre Beliebtheit beruht auf den zahlreichen Vorteilen, die sie gegenüber herkömmlichen wiederverwendbaren Systemen bieten, insbesondere in Bezug auf Sterilität, Skalierbarkeit und Betriebseffizienz.

Einer der Hauptvorteile, der die Dominanz von Einweggefäßen vorantreibt, ist die Verringerung des Risikos einer Kreuzkontamination. Da diese Gefäße nach jedem Gebrauch entsorgt werden, entfallen komplexe Reinigungs- und Sterilisationsprozesse, die oft zeitaufwändig und kostspielig sind. Dies ist bei der Herstellung hochwertiger Biologika und Zelltherapien zunehmend wichtig geworden, wo selbst eine kleine Kontamination zu erheblichen finanziellen Verlusten und Verzögerungen der Produktionszeiten führen kann. Darüber hinaus bieten Einweggefäße ein höheres Maß an Flexibilität, sodass Hersteller schnell zwischen verschiedenen Produkten wechseln können, ohne dass umfangreiche Validierungsverfahren erforderlich sind. Dies macht sie besonders attraktiv für Unternehmen, die die steigende Nachfrage nach personalisierten und Nischen-Biologika erfüllen müssen.

Regionale Einblicke

Nordamerika ist die dominierende Region auf dem globalen Markt für Zellkulturgefäße, was in erster Linie auf die bedeutende Präsenz fortschrittlicher Pharma- und Biotechnologieindustrien, erstklassiger Forschungseinrichtungen und einer robusten Gesundheitsinfrastruktur zurückzuführen ist. Insbesondere die Vereinigten Staaten spielen eine Schlüsselrolle bei der Förderung der Dominanz dieser Region, da sie in der Arzneimittelforschung, der Produktion von Biologika und zellbasierten Therapien führend sind. Diese Region ist die Heimat großer Pharmaunternehmen, Auftragsforschungsinstitute (CROs) und Auftragshersteller (CMOs), die alle stark auf fortschrittliche Zellkulturgefäße angewiesen sind, um groß angelegte Zellkultivierungsprozesse für die Therapeutikaproduktion zu unterstützen. Einer der Hauptfaktoren, die zur Marktdominanz Nordamerikas beitragen, sind die umfangreichen Investitionen in Forschung und Entwicklung (F&E). Die Region stellt kontinuierlich erhebliche Mittel für die Arzneimittelforschung, personalisierte Medizin, Gentherapien und regenerative Medizin bereit. Diese Bereiche erfordern präzise und skalierbare Zellkulturprozesse, was wiederum die Nachfrage nach hochwertigen und fortschrittlichen Zellkulturgefäßen antreibt.

Neueste Entwicklungen

• Im April 2024 gab die FUJIFILM Corporation eine Investition von 1,2 Milliarden US-Dollar in ihr CDMO-Geschäft für groß angelegte Zellkulturen bekannt, mit der die End-to-End-Bioproduktionsanlage von FUJIFILM Diosynth Biotechnologies in Holly Springs, North Carolina, weiter ausgebaut werden soll. Diese Erweiterung erhöht die Gesamtinvestition in die Anlage auf über 3,2 Milliarden US-Dollar. Die Entwicklung steigert die Produktionskapazität des globalen Netzwerks von FUJIFILM Diosynth Biotechnologies im großen Maßstab erheblich und stärkt seine Produktionszentren sowohl in den USA als auch in Europa.
• Im Februar 2024 führte Thermo Scientific ein innovatives Regalsystem ein, das Laboren helfen soll, den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden. Das System steigert die Kapazität von Inkubatoren für die vier gängigsten Zellkultur-Produktionsgefäße. Die Thermo Scientific CutliMaxx-Regalsysteme ermöglichen in Verbindung mit den CO2-Inkubatoren Thermo Scientific Heracell VIOS 250i und Thermo Scientific FormaSteri-Cycle i250 eine Kapazitätssteigerung von bis zu 150 % für G-Rex-Bioreaktoren ohne Leistungseinbußen. Diese Lösung bietet erhebliche Vorteile für eine Reihe von Inkubatormodellen und Gefäßtypen und ermöglicht es Wissenschaftlern, ihre Zelltherapieproduktion entsprechend ihren bevorzugten Methoden zu skalieren.
• Im Februar 2024 stellte Novartis Pläne für erhebliche Investitionen vor, wobei der Schwerpunkt auf Österreich liegt, um sein Produktionsnetzwerk auf strategischen Zielen und neuen Technologien auszurichten. Um die firmeneigenen Produktionskapazitäten durch diese innovativen Initiativen zu erweitern, werden an den traditionsreichen Tiroler Standorten in Kundl und Schaftenau zwei neue Zellkulturanlagen errichtet. Für den Standort Kundl wurde eine Investition von 250 Millionen Euro bereitgestellt. Die Fertigstellung der Anlage wird bis 2025 erwartet.

Wichtige Marktteilnehmer

• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Merck KGaA
• STEMCELL Technologies Canada Inc.
• Greiner Bio-One International GmbH
• Corning Incorporated
• Wilson Wolf Manufacturing, LLC
• Danaher Corporation
• WR International, LLC.
• Sartorius AG
• Cell Culture Company, LLC