Рынок медицинских устройств с 3D-печатью — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз на 2018–2028 гг. Сегментировано по компонентам (3D-принтер, 3D-биопринтер, материал, программное обеспечение, услуги), по области применения (хирургические шаблоны, протезирование, имплантаты), региону и конкуренции на 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок медицинских устройств с 3D-печатью оценивается в 2,54 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 8,91% до 2028 года.Глобальный рынок медицинских устройств с 3D-печатью стал преобразующей силой в отрасли здравоохранения, революционизировав способ проектирования, производства и использования медицинских устройств. Экспоненциальный рост этого рынка обусловлен конвергенцией передовых технологий, таких как 3D-печать и медицинская наука, что приводит к новаторским инновациям и индивидуальным решениям для ухода за пациентами. Одним из ключевых факторов, стимулирующих этот рынок, является способность 3D-печати производить сложные и замысловатые структуры с высокой точностью, что позволяет изготавливать имплантаты, протезы и анатомические модели для конкретных пациентов. Рынок охватывает широкий спектр приложений, включая ортопедические имплантаты, стоматологические устройства, хирургические инструменты, тканевую инженерию и системы доставки лекарств. Спрос на персонализированные решения в области здравоохранения и растущая распространенность хронических заболеваний являются существенными факторами, способствующими внедрению 3D-печати в медицинской сфере. Кроме того, способность технологии снижать производственные затраты, минимизировать отходы материала и ускорять сроки производства способствует ее широкому принятию.

Ортопедические имплантаты составляют существенную долю мирового рынка медицинских устройств с 3D-печатью, при этом технология доказала свою эффективность в создании имплантатов для конкретных пациентов, адаптированных к индивидуальным анатомическим особенностям. Это не только повышает эффективность лечения, но и снижает риск осложнений. Стоматологические приложения, включая коронки, мосты и протезы, являются еще одним заметным сегментом рынка, извлекающим выгоду из точности и индивидуальности, предоставляемых 3D-печатью. Более того, интеграция биосовместимых материалов в процессы 3D-печати обеспечивает безопасность и совместимость медицинских устройств с человеческим телом.

Рынок характеризуется динамичными научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, сотрудничеством и партнерством между учреждениями здравоохранения, разработчиками технологий и регулирующими органами. Нормативная база развивается, чтобы приспособиться к уникальным вызовам и возможностям, предоставляемым 3D-печатью в медицинской сфере, обеспечивая безопасность и эффективность этих инновационных устройств.

Ключевые драйверы рынка

Рост распространенности хронических заболеваний

Растущая распространенность хронических заболеваний во всем мире является важным катализатором, способствующим устойчивому росту мирового рынка медицинских устройств для 3D-печати. Поскольку хронические состояния, такие как сердечно-сосудистые заболевания, ортопедические заболевания и различные формы рака, становятся все более распространенными, спрос на инновационные и индивидуальные медицинские решения усиливается. Традиционные методы производства часто не справляются со сложными и персонализированными требованиями, предъявляемыми этими условиями. Однако технология 3D-печати становится преобразующей силой в решении этой проблемы. Позволяя создавать индивидуальные имплантаты, протезы и медицинские устройства, 3D-печать предлагает решение, которое точно соответствует уникальным анатомическим особенностям отдельных пациентов. Такой уровень персонализации не только повышает эффективность лечения, но и сводит к минимуму риск осложнений, что является критическим фактором в лечении хронических заболеваний.

Рост заболеваемости хроническими заболеваниями в частности связан с такими факторами, как малоподвижный образ жизни, плохие привычки в питании и старение населения. По мере того, как люди живут дольше, вероятность развития хронических заболеваний возрастает, что требует передовых медицинских вмешательств. Способность 3D-печати производить имплантаты и устройства, специфичные для пациента, играет ключевую роль в предоставлении более эффективного и целенаправленного лечения. Например, в ортопедии 3D-печать позволяет создавать имплантаты, которые имитируют структуру костей пациента, обеспечивая точную посадку и лучшую интеграцию с существующей анатомией. В области сердечно-сосудистого здоровья можно изготавливать стенты и сердечные клапаны, специфичные для пациента, что снижает риск осложнений и улучшает общие результаты лечения.

Более того, индивидуализация, обеспечиваемая 3D-печатью, не ограничивается только имплантатами; она распространяется на различные медицинские устройства, включая протезы и хирургические инструменты. Для людей с хроническими заболеваниями, такими как потеря конечностей, 3D-печать позволяет производить протезы, которые не только функциональны, но и соответствуют уникальным контурам тела пациента. Это не только повышает комфорт, но и способствует улучшению подвижности и качества жизни.

Достижения в области материаловедения

Достижения в области материаловедения являются движущей силой беспрецедентного роста мирового рынка медицинских устройств с 3D-печатью, революционизируя ландшафт производства в сфере здравоохранения. Поскольку область материаловедения продолжает расширять границы, внедряя инновационные и биосовместимые материалы, технология 3D-печати приобретает возможность производить медицинские устройства с улучшенными характеристиками, долговечностью и безопасностью для пациентов. Традиционные методы производства часто сталкиваются с ограничениями при создании сложных структур и включении определенных свойств материалов, необходимых для медицинских применений. Однако непрерывное развитие материалов, совместимых с 3D-печатью, позволяет изготавливать сложные и специфичные для пациента устройства, начиная от имплантатов и заканчивая хирургическими инструментами.

Возможность использовать широкий спектр материалов, включая биоразлагаемые полимеры, керамику и различные металлы, расширяет сферу применения 3D-печати в медицинской сфере. Эти материалы можно адаптировать для имитации механических и химических свойств естественных тканей, что способствует созданию имплантатов, которые максимально напоминают собственную анатомию пациента. Например, биорассасывающиеся материалы позволяют разрабатывать временные имплантаты, которые постепенно растворяются в организме по мере заживления тканей, что устраняет необходимость в дополнительных операциях по удалению имплантатов. Это не только оптимизирует процесс восстановления пациента, но и снижает риск осложнений.

Более того, достижения в области материаловедения способствуют развитию сектора биопечати, специализированной отрасли 3D-печати, ориентированной на создание живых тканей и органов. Формулы биочернил, включающие клетки и биоматериалы, продолжают развиваться, позволяя изготавливать сложные структуры тканей с улучшенной жизнеспособностью и функциональностью. Хотя полномасштабная биопечать органов остается долгосрочной целью, прогресс в области материалов уже облегчает создание моделей тканей для тестирования лекарств, исследования заболеваний и персонализированной медицины.

Исследование наноматериалов и интеллектуальных материалов еще больше расширяет возможности 3D-печати в медицинской сфере. Наноматериалы демонстрируют уникальные свойства, такие как повышенная прочность и поверхностные взаимодействия, что делает их ценными компонентами в разработке современных медицинских устройств. Умные материалы, реагирующие на внешние стимулы, открывают возможности для создания устройств с динамическими функциями, например, систем доставки лекарств, которые высвобождают терапевтические агенты в ответ на определенные физиологические состояния.

Расширение исследований и разработок

Глобальный рынок медицинских устройств для 3D-печати переживает устойчивый подъем, обусловленный всплеском научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), которые меняют ландшафт производства в сфере здравоохранения. Динамичное пересечение технологий и медицины движет эпохой беспрецедентных инноваций, и усилия в области НИОКР находятся на переднем крае этой преобразующей волны. Исследователи и представители отрасли вкладывают значительные средства в изучение полного потенциала технологии 3D-печати для медицинских приложений, что приводит к прогрессу в материалах, процессах и приложениях.

Исследователи изучают широкий спектр материалов, включая биоразлагаемые полимеры, керамику и металлы, с целью создания имплантатов и устройств, которые легко интегрируются с человеческим телом. Эти материалы не только разработаны для имитации механических свойств естественных тканей, но и способствуют биосовместимости, снижая риск отторжения или побочных реакций. Такие достижения имеют решающее значение для производства имплантатов, специфичных для пациента, которые оптимизируют функциональность и повышают общий успех медицинских вмешательств.

Кроме того, усилия в области НИОКР стимулируют инновации в области настройки медицинских устройств, напечатанных на 3D-принтере. Возможность адаптировать имплантаты, протезы и хирургические инструменты к уникальным анатомическим характеристикам отдельных пациентов является преобразующим аспектом 3D-печати. Исследователи изучают передовые методы визуализации, такие как КТ и МРТ, для сбора точных данных о пациентах, которые можно перевести в подробные 3D-модели для печати. Этот ориентированный на пациента подход не только повышает эффективность лечения, но и способствует более быстрому восстановлению и снижению послеоперационных осложнений.

Сотрудничество между научно-исследовательскими институтами, поставщиками медицинских услуг и заинтересованными сторонами отрасли ускоряет темпы инноваций в области 3D-печати медицинских устройств. Эти партнерства способствуют междисциплинарным подходам, объединяя медицинский опыт с технологическими ноу-хау для решения сложных задач здравоохранения. Такое сотрудничество способствует разработке передовых решений, начиная от биопечати живых тканей и заканчивая созданием сложных хирургических направляющих, которые повышают точность процедур.

Поскольку нормативные базы адаптируются к меняющемуся ландшафту 3D-печатных медицинских устройств, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы играют решающую роль в обеспечении соответствия стандартам безопасности и эффективности. Исследователи активно занимаются изучением долгосрочных эффектов и производительности 3D-печатных имплантатов, предоставляя ценные данные регулирующим органам и прокладывая путь для более широкого принятия и внедрения этих технологий.

Основные проблемы рынка

Сложный нормативный ландшафт

Глобальный рынок 3D-печатных медицинских устройств сталкивается с серьезной проблемой в виде сложного нормативного ландшафта, который препятствует его беспрепятственному росту и внедрению. Сложная природа технологии 3D-печати с ее способностью производить высокоиндивидуализированные и специфичные для пациента медицинские устройства добавляет уровень сложности к традиционным процессам регулирующего утверждения.

Регулирующим органам во всем мире поручено обеспечивать безопасность, эффективность и единообразие медицинских устройств, и 3D-печатные устройства не являются исключением. Однако уникальные характеристики 3D-печати, включая изменчивость материалов, методов печати и вариантов настройки, создают проблемы при установлении стандартизированных критериев оценки. В результате регулирующие органы движутся по неизведанной территории, стремясь найти тонкий баланс между поощрением инноваций и защитой благополучия пациентов.

Одной из проблем является определение четких и всеобъемлющих руководящих принципов, которые учитывают особые аспекты 3D-печати. Адаптируемость технологии к различным медицинским областям, от ортопедии до стоматологии, добавляет слои сложности, которые требуют тонкого подхода к регулированию. Производители должны предоставлять доказательства не только безопасности и эффективности своих 3D-печатных медицинских устройств, но и надежности и последовательности самого процесса 3D-печати.

Длительный характер процесса получения регулирующего разрешения может помешать своевременному выводу на рынок инновационных 3D-печатных медицинских решений. Необходимость для регулирующих органов тщательно понимать и оценивать новые аспекты технологии 3D-печати в сочетании с развивающейся природой самой технологии создает сложную среду как для производителей, так и для регулирующих органов.

Ограничения по материалам

Ограничения по материалам являются существенным препятствием для плавного развития мирового рынка медицинских устройств для 3D-печати. Хотя в области 3D-печати наблюдаются значительные успехи, выбор подходящих материалов для медицинских применений остается проблемой. Биосовместимость, прочность и долговечность являются важнейшими факторами, которые должны соответствовать строгим стандартам, предъявляемым к медицинским устройствам, особенно тем, которые предназначены для имплантации.

В сфере 3D-печати диапазон используемых материалов расширился, включив в себя биоразлагаемые полимеры, керамику и различные металлы. Однако достижение тонкого баланса между этими свойствами материалов остается центральным моментом для исследователей и производителей. Обеспечение биосовместимости, при котором материал безопасно взаимодействует с организмом человека, не вызывая побочных реакций, имеет первостепенное значение. Это особенно сложно для долгосрочной имплантации, когда материал должен бесшовно интегрироваться с естественными тканями.

Прочность и долговечность одинаково важны, особенно для медицинских устройств, выдерживающих нагрузку, таких как ортопедические имплантаты. Исследователи сталкиваются с задачей разработки материалов, которые могут выдерживать механические нагрузки внутри тела, сохраняя при этом свою структурную целостность с течением времени. Баланс этих свойств материала при сохранении рентабельности производственного процесса добавляет дополнительный уровень сложности к проблеме выбора материала.

Более того, нормативная среда добавляет еще одно измерение к ограничениям материалов. Регуляторное одобрение часто требует обширного тестирования и документирования материалов, используемых в 3D-печатных медицинских устройствах. Это требует от производителей продемонстрировать не только производительность и эффективность устройств, но и надежность и безопасность используемых материалов.

Основные тенденции рынка

Рост числа имплантатов и протезов, специфичных для пациента

Рост числа имплантатов и протезов, специфичных для пациента, является движущей силой, продвигающей глобальный рынок медицинских устройств 3D-печати на новые рубежи инноваций. Традиционные методы производства часто не соответствуют уникальным анатомическим особенностям людей, что приводит к компромиссам в подгонке и функциональности имплантатов и протезов. Однако технология 3D-печати стала переломным моментом, позволив создавать индивидуальные медицинские устройства, точно соответствующие анатомии каждого пациента. Такой уровень персонализации не только повышает эффективность лечения, но и способствует улучшению результатов и удовлетворенности пациентов.

В частности, ортопедические имплантаты претерпели значительные изменения с появлением 3D-печати. Теперь хирурги могут использовать подробные сканы пациента для проектирования имплантатов, которые идеально соответствуют контурам костей человека. Такая настройка сводит к минимуму риск осложнений, ускоряет процесс заживления и улучшает общую производительность имплантата. Аналогичным образом, в области протезирования 3D-печать позволяет изготавливать персонализированные конечности и компоненты, которые отражают точные требования пользователя. Это оказывает глубокое влияние на людей с ампутированными конечностями, предлагая им не просто функциональные протезы, но и устройства, которые идеально соответствуют их уникальной физиологии, повышая подвижность и комфорт.

Внедрение имплантатов и протезов, специфичных для пациента, обусловлено растущим пониманием преимуществ персонализированной медицины и растущей распространенностью состояний, требующих такого вмешательства. Более того, достижения в области материаловедения, включая биосовместимые и биорезорбируемые материалы, еще больше способствуют успеху 3D-печатных медицинских устройств. По мере того, как эта тенденция набирает обороты, глобальный рынок 3D-печатных медицинских устройств готов к устойчивому росту, что повлияет не только на ортопедию и протезирование, но и на другие медицинские специальности, стремящиеся использовать силу настройки для улучшения ухода за пациентами.

Расцвет биопечати

Расцвет биопечати является преобразующим фактором, поднимающим глобальный рынок 3D-печатных медицинских устройств на беспрецедентные высоты. Биопечать представляет собой революционное пересечение технологии 3D-печати и регенеративной медицины, позволяя точное послойное осаждение живых клеток, биоматериалов и факторов роста для создания функциональных тканей и даже целых органов. Этот инновационный подход имеет огромные перспективы в решении критической нехватки органов для трансплантации и открыл новые возможности для персонализированной медицины. Возможность создания тканей со сложными сосудистыми сетями является прорывом, преодолевающим одну из основных проблем в тканевой инженерии.

В сфере медицинских устройств биопечать достигает значительных успехов, особенно в создании имплантатов и искусственных тканей для конкретного пациента. Это включает в себя разработку 3D-печатных кожных трансплантатов, хрящевых заменителей и даже сложных органов, таких как печень и почки. Спрос на индивидуальные решения в реконструктивной хирургии, особенно для пациентов с врожденными аномалиями или тех, кому требуется сложная реконструкция тканей, подстегнул интеграцию технологий биопечати в основное здравоохранение.

Последствия биопечати выходят за рамки структурных компонентов и включают открытие лекарств, где 3D-печатные модели тканей могут использоваться для более точного тестирования фармацевтических препаратов. Это не только повышает эффективность процесса разработки лекарств, но и снижает зависимость от испытаний на животных. По мере развития технологий биопечати глобальный рынок медицинских устройств с 3D-печатью становится свидетелем увеличения исследований и инвестиций, что приводит к разработке более передовых и клинически жизнеспособных решений. Тем не менее, такие проблемы, как масштабируемость, стандартизация и этические соображения, продолжают оставаться областями активного изучения и обсуждения.

Сегментарные идеи

Компонентные идеи

На основе компонента 3D-принтер стал доминирующим сегментом на мировом рынке для

Прикладные идеи

На основе применения имплантаты стали доминирующим сегментом на мировом рынке для 3D-печати медицинских устройств в 2022 году

Региональные идеи

Северная Америка стала доминирующим игроком на глобальном рынке 3D-печати медицинских устройств в 2022 году, удерживая самую большую долю рынка. Активные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) в области медицинских технологий и 3D-печати были распространены в Северной Америке. Сотрудничество между научно-исследовательскими институтами, поставщиками медицинских услуг и игроками отрасли привело к значительным достижениям, стимулируя рост рынка 3D-печати медицинских устройств.

Последние разработки

• В марте 2023 года Ricoh USA и Stratasys, поставщик решений для полимерной 3D-печати, подписали контракт на предоставление по запросу 3D-печатных анатомических моделей для клинических применений. Это сотрудничество объединяет 3D-решения Stratasys для пациентов, используя точные аддитивные производственные услуги Ricoh и внедряя облачное решение сегментации как услуги Axial3D. Единое предложение оптимизирует технологию 3D-печати в комплексное решение. Недавно созданная услуга, призванная улучшить доступ к медицинским моделям, напечатанным на 3D-принтере, основана на существующем партнерстве Stratasys и Ricoh 3D в сфере здравоохранения.
• В июле 2023 года Desktop Health, подразделение медицинской 3D-печати Desktop Metal, представило PrintRoll, инновационную вращающуюся платформу для сборки, разработанную для системы биопечати 3D-Bioplotter. Эта платформа способна производить интеллектуальные трубчатые решения для сосудистых, пищеварительных, дыхательных и репродуктивных каналов организма.

Ключевые игроки рынка

• 3D Systems, Inc.
• 3T Additive Manufacturing Ltd
• Carbon, Inc
• CyfuseBiomedical KK
• EnvisionTEC
• EOS GmbHElectro Optical Systems
• FabRx Ltd
• ProdwaysGroup
• Renishawplc
• Stratasys Ltd