バイオフォトニクス市場 - 世界の産業規模、シェア、トレンド、機会、予測、2018-2028年、技術別（表面イメージング、内部イメージング、シースルーイメージング、顕微鏡検査、バイオセンサー、医療用レーザー、分光分子、その他）、地域別、競合予測と機会別、2018-2028年予測

市場概要

世界のバイオフォトニクス市場は2022年に5,418万米ドルと評価されており、2028年までの予測期間中に11.38%のCAGRで目覚ましい成長が見込まれています。バイオフォトニクスは、生物学とフォトニクス（光の研究）を組み合わせて、生物学的および医学的用途向けの革新的な技術を開発する学際的な分野です。これらの技術は、光と生物学的組織との相互作用を活用して、さまざまなイメージング、センシング、および診断ソリューションを可能にします。

主要な市場推進要因

非侵襲的手法に対する需要の高まり

医学が飛躍的に進歩している時代に、より侵襲性が低く、より患者に優しいヘルスケア手順の追求はかつてないほど重要になっています。世界のバイオフォトニクス市場は、このパラダイムシフトの最前線にあり、非侵襲的技術に対する需要の高まりを活用しています。非侵襲的処置は外科的切開の必要性を排除し、患者の痛みや不快感を軽減します。これは、従来の方法では侵襲的な探索手術が必要になることが多い診断用画像診断では特に重要です。非侵襲的技術は通常、回復期間が短くなるため、患者はより早く日常生活に戻ることができます。これにより、患者の満足度が向上するだけでなく、医療資源の負担も軽減されます。外科的切開や創傷関連の感染症や合併症の可能性を回避することで、非侵襲的技術は患者と医療提供者の両方にとってより安全な代替手段を提供します。外科的切開を伴わない処置では瘢痕がほとんどまたはまったく残らないため、美観が向上し、患者の信頼につながります。OCTは、光波を利用して生物組織の高解像度画像を撮影する非侵襲的画像診断技術です。バイオフォトニクスは、侵襲的な処置を必要とせずに目、血管、皮膚の詳細な画像を提供することで、眼科、心臓病学、皮膚科に革命をもたらしました。バイオフォトニクスは、組織や細胞を信じられないほどの精度で検査できるレーザーベースの画像化技術の開発につながりました。多光子顕微鏡や共焦点レーザー走査顕微鏡などのこれらの技術は、非侵襲的な診断と研究に役立ちます。バイオフォトニクスは、がんやその他の病状の非侵襲的な治療オプションである光線力学療法への道を開きました。PDT では、光感受性薬剤を活性化して異常な細胞を標的にして破壊し、健康な組織を保護します。バイオフォトニクスは、レーザーを使用してより小さな切開で手術を行う低侵襲外科手術を可能にしました。このアプローチにより、患者の外傷が軽減され、合併症のリスクが低減し、回復時間が短縮されます。

イメージング技術の進歩

ヘルスケアとライフサイエンスの分野は絶えず進化しており、イメージング技術はイノベーションの重要な触媒として浮上しています。この分野では、生物学の原理とフォトニクスを組み合わせたバイオフォトニクスが進歩の兆しとして際立っています。急成長する世界的なバイオフォトニクス市場の重要な原動力は、イメージング技術の継続的な進歩です。高解像度のイメージング技術の開発により、研究者はこれまでにない詳細さで細胞および細胞内構造を視覚化できるようになりました。これは、疾患のメカニズムを理解し、正確な治療法を開発する上で大きな意味を持ちます。現代のイメージング技術は静止画にとどまりません。生体内の動的なプロセスを捉え、生物学的システムがリアルタイムでどのように機能するかについての洞察を提供します。これは、血流、神経活動、細胞移動などのプロセスを研究するために不可欠です。マルチプレックスイメージングの進歩により、単一のサンプル内で複数のバイオマーカーまたは分子を同時に視覚化できます。これにより、複雑な生物学的システムや疾患を包括的に評価できます。非侵襲性イメージング技術の開発により、侵襲的処置の必要性が減り、患者の快適性と安全性が向上しました。非侵襲性方法は、疾患の診断とモニタリングに特に役立ちます。生細胞顕微鏡などのリアルタイムイメージング技術により、動的な生物学的プロセスを研究する能力が一変しました。研究者は、細胞イベントを発生時に観察できるようになり、がんや神経変性疾患などの疾患に関する貴重な洞察が得られます。非侵襲性イメージング技術である OCT は、眼科と心臓病学で大幅に成長しました。組織層と血管の高解像度イメージングが可能になり、疾患の早期発見と管理に役立ちます。この高度なイメージング技術により、細胞レベルで深部組織を視覚化できます。神経科学、がん研究、再生医療に応用され、画期的な発見を促進しています。バイオフォトニクスにより、蛍光イメージングの機能が拡張され、細胞内の特定の分子を追跡できるようになりました。これは、細胞プロセスの研究や標的療法の開発に非常に貴重です。レーザーベースのバイオフォトニクスは、低侵襲外科手術への道を開きました。これらの技術は、レーザーを使用して組織を正確に標的にして治療するため、従来の開腹手術の必要性が減ります。

精密医療とパーソナライズされたヘルスケア

急速に進歩する医学の時代に、精密医療とパーソナライズされたヘルスケアは、診断と治療への変革的なアプローチとして登場しました。これらの革新的なパラダイムは、世界のヘルスケアの状況に大きく貢献しており、ひいては世界のバイオフォトニクス市場の成長を促進しています。精密医療では、患者の遺伝子構成を分析して、患者の遺伝的および分子的特性に合わせて治療を調整します。この情報は、病気に関連する遺伝子変異やバイオマーカーを特定するのに役立ちます。パーソナライズされたヘルスケアでは、患者の遺伝的、環境的、およびライフスタイルの要因を考慮して、パーソナライズされた治療計画を作成します。このアプローチにより、医療提供者は、より効果的で副作用の少ない治療法を選択できます。遺伝的および分子的データを分析することにより、精密医療は、多くの場合症状が現れる前のより早い段階で病気を検出できます。この早期検出により、より効果的な治療が可能になります。パーソナライズされたヘルスケアにより、患者の治療に対する反応を継続的に監視できます。リアルタイムで調整できるため、結果が最適化され、副作用が最小限に抑えられます。バイオフォトニクス技術は、バイオマーカーの発見と検証に役立ちます。これらのバイオマーカーは、疾患リスクの特定、治療反応の予測、および疾患の進行の監視に不可欠です。蛍光イメージングや多光子顕微鏡などのバイオフォトニクス技術により、生体内の分子プロセスを詳細に視覚化できます。これにより、研究者は疾患のメカニズムを理解し、治療の有効性を評価することができます。バイオフォトニクスは、標的療法の開発において極めて重要な役割を果たします。これらの療法は、異常な細胞を正確に標的にして治療し、健康な組織を保護し、副作用を軽減するように設計されています。バイオフォトニクスは、侵襲的処置なしで病気の初期段階を検出できる光干渉断層撮影 (OCT) などの非侵襲的診断ツールを提供します。バイオフォトニクスが提供するリアルタイム画像化機能により、治療反応を継続的に監視できます。これにより、医療提供者は各患者の必要に応じて治療計画を調整できます。

研究開発投資

急速に進化するヘルスケアとライフサイエンスの分野で、世界のバイオフォトニクス市場はイノベーションの指標として浮上し、病気の診断、治療、および理解への有望な道筋を提供しています。その成長を促進する極めて重要な要因は、研究開発 (R&D) への多額の投資です。R&D 投資はさまざまな業界の進歩の基礎であり、ヘルスケアとライフサイエンスも例外ではありません。バイオフォトニクスの文脈では、これらの投資は光と生物組織の相互作用を活用する技術の画期的な進歩につながっています。R&D の取り組みは、革新的なバイオフォトニクス技術の開発を推進します。これらの技術は、病気の早期発見から個別化治療まで、複雑な医療の課題に対処するために不可欠です。多額の研究開発資金により、光干渉断層撮影（OCT）、蛍光イメージング、多光子顕微鏡などの高度なイメージング技術が開発されました。これらの技術は、診断と研究に不可欠な高解像度の生体組織のリアルタイム画像を提供します。研究開発投資は、バイオフォトニクス技術を使用して特定の細胞または組織を正確にターゲットにして治療し、健康な組織への付随的な損傷を最小限に抑える標的療法の開発に不可欠です。バイオマーカーは、病気の早期発見と治療のモニタリングに不可欠です。研究開発投資は、バイオフォトニクス手法を使用して検出および分析されることが多い新しいバイオマーカーの発見と検証をサポートします。研究開発資金により、迅速でポータブルな診断アプリケーション向けにバイオフォトニクスを統合したラボオンチップデバイスが開発されました。これらのデバイスは、ポイントオブケア環境やリソースが限られた環境で大きな可能性を秘めています。

主要な市場の課題

高い開発コスト

バイオフォトニクス技術には、研究、開発、製造への多額の投資が必要です。最先端の画像システム、分光ツール、レーザー技術の開発に関連するコストは、法外に高くなる可能性があります。これは、中小企業や研究機関の参入障壁となり、市場参加者の多様性を制限します。

規制上のハードル

世界のバイオフォトニクス市場は、特にヘルスケアアプリケーションにおいて、高度に規制された環境で運営されています。米国の FDA 認可や欧州の CE マークなどの規制承認を取得するには、時間がかかり、コストのかかるプロセスになる可能性があります。これにより、新しいバイオフォトニクス製品やテクノロジーの市場参入が遅れる可能性があります。

熟練した労働力

バイオフォトニクスには、生物学とフォトニクスの両方の専門知識を持つ高度なスキルを持つ労働力が必要です。そのような人材の採用と維持は困難な場合があります。さらに、異なる分野の研究者と専門家の間で学際的なコラボレーションが必要であり、コミュニケーションの障壁によって妨げられることがあります。

市場競争

世界のバイオフォトニクス市場はますます競争が激しくなっており、既存のプレーヤーと新規参入者が市場シェアを競っています。この競争により価格と利益率が低下し、企業がイノベーションと収益性を維持することが困難になる可能性があります。

主要な市場動向

小型化と携帯性

小型化は、バイオフォトニクス市場の流行語です。テクノロジーが縮小するにつれて、バイオフォトニクスデバイスはよりコンパクトで携帯可能になっています。ハンドヘルド画像システム、ポイントオブケア診断ツール、ラボオンチップデバイスが増加しています。これらの進歩により、バイオフォトニクスは遠隔地やリソースが限られた地域に到達できるようになり、医療へのアクセスが変わります。

人工知能 (AI) の統合

AI はバイオフォトニクスのデータ分析と解釈に革命をもたらしています。機械学習アルゴリズムは、バイオフォトニクス技術によって生成された膨大な量のデータを迅速に処理し、画像分析、診断、治療の最適化に役立ちます。AI 駆動型バイオフォトニクスは、医療の精度と効率を高めることが期待されています。

高度な分光法

分光法はバイオフォトニクスの基礎であり、新しい高度な技術が登場しています。ラマン分光法、ハイパースペクトルイメージング、テラヘルツ分光法が注目を集めています。これらの技術は、分子構造、バイオマーカー、組織構成に関する貴重な洞察を提供し、より正確な疾患の診断とモニタリングを可能にします。

神経学におけるバイオフォトニクス

バイオフォトニクスは、神経科学に大きく進出しています。機能的近赤外分光法 (fNIRS) や多光子顕微鏡などの技術は、脳機能に対する理解を深めています。これらは、神経変性疾患、脳損傷、精神疾患を研究するための貴重なツールです。

セグメント別インサイト

テクノロジーインサイト

バイオフォトニクス市場のテクノロジー部門では、予測される期間内に、内部イメージング、具体的には内視鏡検査が最大の市場シェアを占めると予想されています。内視鏡検査は、体の内部領域を視覚的に検査するために用いられる医療処置です。この処置では、内視鏡と呼ばれる特殊な器具を使用して、体内の中空臓器または空洞の内部を調べます。他の多くの医療用画像診断法とは異なり、内視鏡は検査対象の臓器に直接挿入されます。

内視鏡検査中の検出、特性評価、診断、およびステージングの統合は、依然として満たされていない医療要件です。内視鏡検査の分野におけるバイオフォトニクスの出現により、新たな可能性が開かれ、疾患の特定と生化学的特性評価の改善に向けた重要かつ新しい展望が開かれました。バイオフォトニック内視鏡技術を分類するための最も適切で価値のあるアプローチは、機能的および生化学的データを提供し、空間分解能を向上させる能力に基づいています。一般的に使用されている視覚化技術には、第 2 高調波発生 (SHG)、周波数領域角度分解低コヒーレンス干渉法 (fa/LCI)、および近赤外線 (near-IR) 技術があります。

医療分野におけるバイオフォトニクスの最も価値のある用途の 1 つは、光線力学療法です。この治療法は、がんの治療に使用され、ニキビや乾癬などの症状にも利用できます。これらの技術のこのような応用は、バイオフォトニクス市場における需要を促進しています。

地域別インサイト

現在、北米はバイオフォトニクス市場で支配的な地位を占めており、今後数年間はそのリーダーシップを維持すると予想されています。特に米国は、バイオフォトニクス業界で極めて重要な役割を果たしています。さらに、ナノテクノロジーの出現により、米国内のバイオフォトニクス市場は大きく推進されています。

2020年11月、Jenoptik Light and Optics Biophotonics Groupは、北米で複数の新規開発契約を獲得しました。最初の契約は、ロボット手術器具で使用することを目的とした高度な光ファイバー医療機器のカメラ システムの設計に関するものです。2 番目の開発イニシアチブは、著名な眼科医療会社の眼科手術システムのさまざまなサブコンポーネントの設計です。3 番目のプロジェクトでは、Jenoptik は医療研究機器の大手グローバル プロバイダーと連携して、リアルタイムの細胞分析用の高度な自動顕微鏡を提供しています。4 番目の取り組みは、ポイント オブ ケア (POC) 血清学検査を専門とする医療診断会社との永続的なパートナーシップの延長を表しています。

技術の大きな進歩により、医療および生命科学関連の課題に対処する上で光学技術の役割が高まっています。光学技術は、患者の臨床治療や分子レベルでの調査など、さまざまな分野で応用されています。米国では、バイオフォトニクスやその他の光学技術の進歩を探求する会議の数が急増しています。注目すべきことに、光学会は OSA バイオフォトニクス会議を主催し、光学機器、生命科学イメージング、分子プローブ開発などの分野での進歩について議論が行われました。さらに、米国議会は 20120 会計年度予算から、遺伝子治療研究、免疫療法研究、アルツハイマー病研究、およびその他のさまざまなプロジェクトにおけるバイオフォトニクスの機会を模索するための資金を割り当てました。これらの資金は、米国内での医療技術製造の拡大を促進するためにも割り当てられています。

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最近の開発状況

• 2021 年 11 月、オックスフォード インストゥルメンツはコンパクトな顕微鏡装置 BC43 を発表しました。この革新的なデバイスは、ユーザーにリアルタイムの 3D イメージング機能を提供する機能を備えています。
• 2021 年 3 月、Zeiss は、1 億 8,000 万ドルの多額の投資を伴い、米国に新しい研究開発、製造、販売、およびカスタマー サービス ハブを開設することで、北米での事業展開を拡大しました。この新しい施設には、X 線顕微鏡部門と ZEISS 顕微鏡カスタマー センターが含まれ、材料研究、ライフサイエンス、および産業用アプリケーションの取り組みに対する包括的なサポートを提供することを目指しています。

主要な市場プレーヤー

• Thermo Fisher Scientific Inc
• Nu SkinEnterprises Inc
• BectonDickinson & Co
• GlenbrookTechnologies Inc
• HAMAMATSUPHOTONICS KK
• OlympusCorp
• CarlZeiss AG
• OxfordInstruments PLC
• ZENALUXBIOMEDICAL, INC.
• PerkinElmerHealth Sciences Inc