マイクロ流体工学市場 - 世界の産業規模、シェア、傾向、機会、予測、技術別（医療/ヘルスケア、非医療）、材料別（シリコン、ガラス、ポリマー、PDMS、その他）、アプリケーション別（ラボオンチップ、オルガンオンチップ、連続フローマイクロ流体工学、オプトフルイディクスおよびマイクロフルイディクス、アコーストフルイディクスおよびマイクロフルイディクス、電気泳動およびマイクロフルイディクス）、地域および競合別、2019-2029年予測

市場概要

世界のマイクロ流体市場は、2023年に283億4,000万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に12.24%のCAGRで目覚ましい成長が見込まれています。

世界のマイクロ流体市場は、技術の進歩、ポイントオブケア診断の需要増加、さまざまな業界でのアプリケーションの拡大に牽引され、近年大幅な成長と革新を経験しています。マイクロ流体は、マイクロスケールのチャネル内での流体の操作と制御を伴い、少量の液体の正確な取り扱いを容易にします。世界のマイクロ流体市場を推進する主な要因は、ポイントオブケア診断と個別化医療の需要の高まりです。

マイクロ流体デバイスは、迅速な分析、高感度、携帯性など、数多くの利点があり、臨床診断、創薬、ライフサイエンス研究に最適です。小型プラットフォームで複雑な実験室アッセイを実施できることで、医療の提供方法が変わり、より迅速な診断、より効率的な医薬品開発、カスタマイズされた治療戦略が可能になりました。さらに、医薬品、バイオテクノロジー、食品および飲料、環境モニタリングなど、医療以外の分野でもマイクロ流体の用途が拡大しており、市場の成長に貢献しています。マイクロ流体システムは、細胞選別、DNA配列決定、化学合成、サンプル調製などの作業に使用され、効率性の向上、コストの削減、さまざまな分野でのイノベーションの推進に役立っています。

技術の進歩は、世界のマイクロ流体市場の進化にとって極めて重要です。微細加工技術、材料科学、デバイス統合における継続的なイノベーションにより、より高度で機能的なマイクロ流体プラットフォームが開発されました。自動化、センサー技術、データ分析ソフトウェアの改善により、マイクロ流体デバイスの機能とパフォーマンスが向上し、潜在的な用途と市場機会が広がります。

さらに、政府の支援策、研究開発への資金提供、学術機関、業界関係者、政府機関間の連携により、市場の成長がさらに促進されています。インフラ、人材育成、商業化への投資により、世界のマイクロ流体市場は前進し、精密医療と高度な診断の時代における重要な技術推進役としての地位を確立しています。

主要な市場推進要因

ポイントオブケア診断の需要増加

ポイントオブケア診断の需要増加は、世界のマイクロ流体市場の成長を推進する重要な推進要因です。ポイントオブケア診断とは、さまざまな病気や症状を迅速かつ正確に診断できるように、患者の近く、多くの場合はベッドサイドまたは遠隔地で行われる医療検査を指します。この需要の急増は、慢性疾患の蔓延の増加、タイムリーな医療介入の必要性、医療技術の進歩など、いくつかの要因によって主に促進されています。近年、糖尿病、心血管疾患、感染症などの慢性疾患の発症率が世界中で著しく増加しています。その結果、患者の転帰を改善し、医療費を削減するために、これらの疾患の早期発見とモニタリングが重視されるようになっています。ポイントオブケア診断は、医療提供者に重要な診断情報への即時アクセスを提供し、タイムリーな治療決定と介入を可能にすることでソリューションを提供します。ポイントオブケア診断の採用増加は、特に従来の研究施設へのアクセスが制限される可能性のあるリソースが限られた環境や遠隔地の環境での分散型医療提供モデルの必要性によって推進されています。マイクロ流体技術は、最小限のサンプル量で迅速な結果を提供できる、持ち運び可能で使いやすい診断デバイスの開発を可能にする上で極めて重要な役割を果たしています。これらのマイクロ流体ベースの診断プラットフォームは、高感度、高特異性、多重化機能などの利点があり、幅広い診断アプリケーションに適しています。マイクロ流体デバイスの設計、製造技術、およびバイオセンサーやマイクロエレクトロニクスなどの補完技術との統合の進歩により、ポイントオブケア診断デバイスの性能と機能がさらに向上します。その結果、世界中の医療提供者と患者の進化するニーズに対応できる革新的なマイクロ流体ソリューションの需要が高まり、ポイントオブケア診断の文脈でグローバルマイクロ流体市場の拡大が促進されています。

ライフサイエンス研究の成長

ライフサイエンス研究の成長は、グローバルマイクロ流体市場の拡大を促進する重要な原動力となっています。マイクロ流体技術は、マイクロスケールレベルでの流体の正確な操作、分析、制御を可能にすることで、ライフサイエンス研究に革命をもたらしました。この技術は、ゲノミクス、プロテオミクス、細胞生物学、創薬、診断など、生命科学のさまざまな分野で幅広く応用されています。生命科学研究の成長を牽引する主な要因の 1 つは、ハイスループットおよびハイコンテント スクリーニング アッセイの需要の高まりです。マイクロ流体プラットフォームは、実験室プロセスを小型化および自動化する独自の機能を提供し、研究者が少量のサンプル、削減された試薬消費量、および高いスループットで複雑なアッセイを実行できるようにします。これにより、化合物のより迅速なスクリーニング、実験条件の最適化、および新しいバイオマーカーまたは薬物ターゲットの発見が可能になります。マイクロ流体デバイスにより、研究者は流速、混合比、反応時間などの実験パラメータを正確に制御できるため、カスタマイズされた実験ワークフローとプロトコルの開発が可能になります。この汎用性と柔軟性により、マイクロ流体技術は、高度な実験を実施し、これまでにない精度と効率で生物学的現象を探索するための不可欠なツールとなっています。マイクロ流体デバイスを質量分析、顕微鏡、次世代シーケンシングなどの他の分析技術と統合することで、ライフサイエンス研究におけるマイクロ流体の機能とアプリケーションが強化されます。これらの統合プラットフォームにより、生物学的サンプルの多次元分析が可能になり、生物学的システムの包括的な特性評価が容易になり、科学的発見が加速します。ライフサイエンス研究への投資の増加は、マイクロ流体デバイスの設計、製造技術、材料科学の進歩と相まって、世界のマイクロ流体市場の成長をさらに促進します。学界、産業界、政府機関間のコラボレーションも、マイクロ流体の分野での革新と商業化の取り組みを推進する上で重要な役割を果たし、ライフサイエンス研究の取り組みをサポートする市場の継続的な拡大を促進します。

医薬品の発見と開発の拡大

医薬品の発見と開発活動の拡大は、世界のマイクロ流体市場の成長を推進する重要な原動力です。マイクロ流体技術は、医薬品業界の強力なツールとして登場し、創薬プロセスの加速、薬剤処方の最適化、個別化医療イニシアチブの推進に独自の機能を提供しています。創薬におけるマイクロ流体の主な利点の 1 つは、実験室プロセスを小型化および自動化し、化合物ライブラリのハイスループット スクリーニングと潜在的な薬剤候補の迅速な特定を可能にすることです。マイクロ流体プラットフォームは、反応速度、温度、試薬濃度などの実験条件の正確な制御を容易にし、従来の方法と比較してより正確で再現性の高い結果をもたらします。この効率とスループットの向上により、製薬会社はより短い時間枠でより多くの化合物をスクリーニングできるため、創薬プロセスのスピードアップと全体的な開発コストの削減が可能になります。マイクロ流体技術により、人間の臓器や組織の生理学的微小環境を模倣した臓器オンチップ モデルや組織オンチップ モデルの開発が可能になります。これらのマイクロスケールモデルは、薬物反応、毒性プロファイル、および疾患メカニズムに関する貴重な洞察を研究者に提供し、前臨床研究における薬物の有効性と安全性のより正確な予測につながります。マイクロ流体プラットフォームは、薬物放出動態、粒子サイズ、カプセル化効率などの薬物送達パラメータの正確な制御を可能にすることで、薬物製剤の最適化を促進します。マイクロ流体デバイスを質量分析、蛍光顕微鏡、次世代シーケンシングなどの他の分析技術と統合することで、創薬および開発におけるマイクロ流体の機能とアプリケーションが強化されます。これらの統合プラットフォームにより、薬物候補の多次元分析が可能になり、薬物動態および薬力学的特性の包括的な特性評価が容易になり、有望な化合物を研究室から臨床へと移行するスピードが速まります。創薬および開発活動の拡大とマイクロ流体技術の進歩が相まって、世界のマイクロ流体市場の成長を牽引しています。製薬会社、学術機関、技術プロバイダー間の協力的な取り組みにより、マイクロ流体ソリューションの革新と採用が促進され、より効率的で効果的な医薬品の発見と開発プロセスへの道が開かれています。

主要な市場の課題

複雑さとコスト

マイクロ流体技術に関連する複雑さとコストは、世界のマイクロ流体市場において大きな課題を提示しています。マイクロ流体デバイスは複雑な設計と製造プロセスを伴うことが多く、製造には専門的な専門知識と設備が必要です。この複雑さは生産コストの上昇につながり、マイクロ流体デバイスは従来の研究室設備と比較して比較的高価になります。マイクロ流体システムをセンサー、電子機器、データ分析ソフトウェアなどの他の技術と統合すると、実装の全体的なコストがさらに増加します。その結果、マイクロ流体技術の導入を検討している研究室、学術機関、中小企業にとって、手頃な価格が大きな懸念事項となります。マイクロ流体システムの複雑さは、製造だけにとどまらず、運用上の課題にも及びます。マイクロスケールのチャネルにおける流体処理では、サンプルの蒸発、目詰まり、気泡形成などの問題が発生しやすく、実験結果の信頼性と再現性に影響する可能性があります。これらの技術的課題には、慎重な最適化とトラブルシューティングが必要であり、実験のセットアップとデータ分析に必要な時間とリソースが増加します。グローバルマイクロ流体市場における複雑さとコストの障壁に対処するには、学界、産業界、政府の関係者による共同作業が必要です。マイクロ流体デバイスの設計と製造プロセスの簡素化、流体処理技術の最適化、システム統合の改善を目的とした研究開発への投資は、生産コストの削減とマイクロ流体技術の使いやすさの向上に役立ちます。プロトコルを標準化し、オープンソース プラットフォームを開発し、エンドユーザーへのトレーニングとサポートを提供する取り組みにより、マイクロ流体ソリューションの採用が促進され、ライフ サイエンス研究から医療診断など、さまざまなアプリケーションでその可能性を最大限に引き出すことができます。

標準化と相互運用性

主要な市場動向

小型化と統合

ラボオンチップ技術

セグメント別インサイト

技術インサイト

ベース

材料インサイト

材料に基づいて、シリコン セグメントは 2023 年に世界のマイクロ流体市場を支配しました。これは、電子機器、ソーラー パネル、半導体業界で広く使用されている汎用性によるものです。高い熱伝導率、耐久性、豊富さなどの優れた特性により、不可欠な材料となっています。ガラスはそれに続き、その透明性と不活性が評価され、光学、パッケージング、建設に不可欠です。ポリマーとPDMSは、バイオテクノロジー、マイクロ流体、消費者向け製品のニッチな用途があります。他の材料は重要ですが、シリコンやガラスのような普遍性と特殊な用途がないため、さまざまな業界で優位性が低くなっています。

地域別インサイト

北米は、世界のマイクロ流体市場の重要な貢献者として浮上しています。これは、この地域に主要なバイオテクノロジー企業と製薬企業が集中しており、創薬、診断、個別化医療におけるマイクロ流体デバイスの需要を促進しているためです。第二に、研究開発に対する政府の強力な支援と堅牢な医療インフラが相まって、マイクロ流体技術の革新と採用が促進されています。北米は、熟練した労働力、学術機関、共同研究ネットワークの恩恵を受けており、市場の成長をさらに推進しています。業界関係者と学術機関の戦略的パートナーシップは、技術移転と商業化を促進します。これらの要因により、北米は世界のマイクロ流体市場における主要なセグメントとしての地位を確立しています。

最近の開発

• 2024 年 7 月、インド工科大学グワハティ校 (IIT-G) の研究者は、土壌の状態をシミュレートする革新的でポータブルでコスト効率の高いマイクロ流体システムを開発しました。この高度なシステムは、栄養素の流れを最適化することで根の成長と窒素吸収を大幅に高め、最終的に作物の収穫量を向上させることができることを示しています。
• 2024 年 4 月、研究者は、悪性滲出液からの腫瘍細胞とクラスターの分離を大幅に強化する新しいマイクロ流体デバイスを導入しました。この革新的な技術は、臨床胸水または腹水から単一の腫瘍細胞、腫瘍細胞クラスター、および白血球（WBC）を高スループットで連続フローの三元分離できるようにすることで、がんの診断と治療のモニタリングを進歩させる可能性を秘めています。
• 2024年1月、ロシアの科学者は、フォトニックセンサーとマイクロ流体工学を組み合わせて20分以内にがんマーカーを検出する革新的な方法を導入しました。この迅速な診断アプローチは、特に乳がんを対象としており、わずか 15 ～ 20 分で結果が出る血液検査に依存しています。さらに、この技術は他の疾患の特定にも応用でき、複数の疾患の同時スクリーニングを容易にする可能性があります。
• 2024 年 2 月、米国国立標準技術研究所 (NIST) は、革新的な「ハート オン ア チップ」システムで心血管研究の分野を前進させます。このマイクロ流体技術は、人間の心臓の主要な機能を再現し、心血管疾患の研究に強力なツールを提供します。NIST の包括的なレビュー記事では、この技術の現状と科学界における関連する取り組みが強調されています。より広範な臓器オン ア チップ スイートの一部であるハート オン ア チップは、動物実験への依存を減らしながら、より安全で、より速く、より正確な医薬品開発を実現することで、医薬品開発に革命をもたらすことが期待されています。 NIST の研究者は、リアルタイムの細胞行動測定を可能にするバイオエレクトロニクス デバイスを作成し、これをハート オン チップ システムに統合しています。この最先端技術は、より正確な人体モデルを提供することで、従来の心血管系薬剤開発方法の欠点を解決します。ハート オン チップは、薬剤開発のタイムラインとコストを大幅に削減し、動物実験に代わる有望な選択肢を提供します。

主要な市場プレーヤー

• UFluidix
• Bio-RadLaboratories Inc.
• EmulateInc.
• DolomiteMicrofluidics (Blacktrace Holdings Ltd)
• SphereFluidics Limited
• FluIdigmCorporation
• IlluminaInc.
• MicronitMicrofluidics
• PerkinElmerInc.
• HesperosInc.