Рынок биофотоники — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, 2018–2028 гг. Сегментировано по технологиям (визуализация поверхности, внутренняя визуализация, сквозная визуализация, микроскопия, биосенсоры, медицинские лазеры, спектромолекулярная и другие), по регионам, по прогнозам конкуренции и возможностям, 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок биофотоники оценивается в 54,18 млн долларов США в 2022 году и, как ожидается, продемонстрирует впечатляющий рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 11,38% до 2028 года. Биофотоника — это междисциплинарная область, которая объединяет биологию и фотонику (науку о свете) для разработки инновационных технологий для биологических и медицинских приложений. Эти технологии используют взаимодействие света и биологических тканей для реализации различных решений в области визуализации, зондирования и диагностики.

Ключевые движущие силы рынка

Рост спроса на неинвазивные методы

В эпоху, когда медицинская наука стремительно развивается, поиск менее инвазивных, более удобных для пациентов медицинских процедур никогда не был более важным. Глобальный рынок биофотоники находится на переднем крае этой смены парадигмы, извлекая выгоду из растущего спроса на неинвазивные методы. Неинвазивные процедуры устраняют необходимость хирургических разрезов, уменьшая боль и дискомфорт для пациентов. Это особенно важно в диагностической визуализации, где традиционные методы часто требуют инвазивных диагностических операций. Неинвазивные методы обычно приводят к более коротким периодам восстановления, что позволяет пациентам быстрее возвращаться к своей повседневной жизни. Это не только повышает удовлетворенность пациентов, но и снижает нагрузку на ресурсы здравоохранения. Избегая хирургических разрезов и потенциального риска инфекций и осложнений, связанных с ранами, неинвазивные методы предлагают более безопасную альтернативу как для пациентов, так и для поставщиков медицинских услуг. Процедуры, не связанные с хирургическими разрезами, оставляют мало или совсем не оставляют рубцов, способствуя улучшению эстетики и уверенности пациентов. ОКТ — это неинвазивный метод визуализации, который использует световые волны для получения изображений биологических тканей с высоким разрешением. Он произвел революцию в офтальмологии, кардиологии и дерматологии, предоставляя подробные изображения глаза, кровеносных сосудов и кожи без необходимости инвазивных процедур. Биофотоника привела к разработке лазерных методов визуализации, которые могут исследовать ткани и клетки с невероятной точностью. Эти технологии, такие как многофотонная микроскопия и конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, играют важную роль в неинвазивной диагностике и исследованиях. Биофотоника проложила путь фотодинамической терапии — неинвазивному варианту лечения рака и других заболеваний. ФДТ включает активацию светочувствительных препаратов для обнаружения и уничтожения аномальных клеток, сохраняя при этом здоровые ткани. Биофотоника сделала возможными минимально инвазивные хирургические процедуры, в которых используются лазеры для проведения операций с меньшими разрезами. Такой подход уменьшает травматичность пациентов, снижает риск осложнений и ускоряет время восстановления.

Достижения в технологиях визуализации

В постоянно развивающемся ландшафте здравоохранения и наук о жизни технологии визуализации стали важным катализатором инноваций. В этой области биофотоника, которая объединяет принципы биологии с фотоникой, выделяется как маяк прогресса. Ключевой движущей силой бурно развивающегося мирового рынка биофотоники является постоянное развитие технологий визуализации. Развитие методов визуализации с высоким разрешением позволило исследователям визуализировать клеточные и субклеточные структуры с беспрецедентной детализацией. Это имеет глубокие последствия для понимания механизмов заболеваний и разработки точных методов лечения. Современные технологии визуализации выходят за рамки статических изображений. Они могут фиксировать динамические процессы внутри живых организмов, предоставляя информацию о том, как функционируют биологические системы в реальном времени. Это имеет решающее значение для изучения таких процессов, как кровоток, нейронная активность и миграция клеток. Достижения в области мультиплексной визуализации позволяют одновременно визуализировать несколько биомаркеров или молекул в одном образце. Это позволяет проводить комплексную оценку сложных биологических систем и заболеваний. Развитие неинвазивных методов визуализации снизило необходимость в инвазивных процедурах, повысив комфорт и безопасность пациентов. Неинвазивные методы особенно ценны при диагностике и мониторинге заболеваний. Технологии визуализации в реальном времени, такие как микроскопия живых клеток, изменили нашу способность изучать динамические биологические процессы. Теперь исследователи могут наблюдать клеточные события по мере их возникновения, предоставляя ценную информацию о таких заболеваниях, как рак и нейродегенеративные расстройства. ОКТ, неинвазивный метод визуализации, значительно вырос в офтальмологии и кардиологии. Он позволяет получать изображения с высоким разрешением слоев тканей и кровеносных сосудов, помогая в раннем выявлении и лечении заболеваний. Этот передовой метод визуализации позволяет визуализировать глубокие ткани на клеточном уровне. Он применяется в нейробиологии, исследованиях рака и регенеративной медицине, способствуя новаторским открытиям. Биофотоника расширила возможности флуоресцентной визуализации, позволяя отслеживать определенные молекулы внутри клеток. Это бесценно для изучения клеточных процессов и разработки таргетной терапии. Лазерная биофотоника проложила путь для минимально инвазивных хирургических процедур. Эти методы используют лазеры для точного нацеливания и лечения тканей, что снижает необходимость в традиционных открытых операциях.

Точная медицина и персонализированное здравоохранение

В эпоху стремительно развивающейся медицинской науки точная медицина и персонализированное здравоохранение стали преобразующими подходами к диагностике и лечению. Эти инновационные парадигмы вносят значительный вклад в глобальный ландшафт здравоохранения и, в свою очередь, стимулируют рост мирового рынка биофотоники. Точная медицина включает в себя анализ генетического состава пациента для адаптации медицинского лечения конкретно к его генетическим и молекулярным характеристикам. Эта информация помогает идентифицировать генетические мутации или биомаркеры, связанные с заболеваниями. Персонализированное здравоохранение учитывает генетические, экологические и образ жизни пациента для создания персонализированного плана лечения. Этот подход позволяет поставщикам медицинских услуг выбирать методы лечения, которые с большей вероятностью будут эффективными и будут иметь меньше побочных эффектов. Анализируя генетические и молекулярные данные, точная медицина может обнаруживать заболевания на более ранней стадии, часто до проявления симптомов. Такое раннее обнаружение может привести к более успешному лечению. Персонализированное здравоохранение позволяет осуществлять непрерывный мониторинг реакции пациента на лечение. Корректировки могут вноситься в режиме реального времени, оптимизируя результаты и минимизируя побочные эффекты. Технологии биофотоники играют важную роль в обнаружении и проверке биомаркеров. Эти биомаркеры имеют решающее значение для определения риска заболевания, прогнозирования ответов на лечение и мониторинга прогрессирования заболевания. Методы биофотоники, такие как флуоресцентная визуализация и многофотонная микроскопия, позволяют проводить углубленную визуализацию молекулярных процессов в живых организмах. Это помогает исследователям понимать механизмы заболевания и оценивать эффективность лечения. Биофотоника играет ключевую роль в разработке таргетной терапии. Эти методы лечения разработаны для точного определения и лечения аномальных клеток, щадя здоровые ткани и уменьшая побочные эффекты. Биофотоника предлагает неинвазивные диагностические инструменты, такие как оптическая когерентная томография (ОКТ), которая может обнаруживать заболевания на ранней стадии без инвазивных процедур. Возможности визуализации в реальном времени, предоставляемые биофотоникой, позволяют непрерывно контролировать результаты лечения. Это позволяет поставщикам медицинских услуг корректировать планы лечения по мере необходимости для каждого пациента.

Инвестиции в исследования и разработки

В быстро меняющемся ландшафте здравоохранения и наук о жизни мировой рынок биофотоники стал маяком инноваций, предлагая многообещающий путь для диагностики, лечения и понимания заболеваний. Ключевым фактором, способствующим его росту, являются значительные инвестиции в исследования и разработки (НИОКР). Инвестиции в НИОКР являются краеугольным камнем прогресса в различных отраслях, и здравоохранение и науки о жизни не являются исключением. В контексте биофотоники эти инвестиции привели к новаторским достижениям в технологиях, которые используют взаимодействие света и биологических тканей. Усилия в области НИОКР стимулируют развитие инновационных технологий биофотоники. Эти технологии имеют решающее значение для решения сложных задач здравоохранения, от раннего выявления заболеваний до персонализированного лечения. Значительное финансирование НИОКР позволило создать передовые технологии визуализации, такие как оптическая когерентная томография (ОКТ), флуоресцентная визуализация и многофотонная микроскопия. Эти методы обеспечивают получение изображений биологических тканей в реальном времени с высоким разрешением, что необходимо для диагностики и исследований. Инвестиции в НИОКР имеют решающее значение для разработки целевых методов лечения, использующих методы биофотоники для точного определения и лечения определенных клеток или тканей, минимизируя сопутствующий ущерб здоровой ткани. Биомаркеры имеют жизненно важное значение для раннего выявления заболеваний и мониторинга лечения. Инвестиции в НИОКР поддерживают открытие и проверку новых биомаркеров, которые часто обнаруживаются и анализируются с помощью методов биофотоники. Финансирование НИОКР привело к созданию устройств типа «лаборатория на чипе», которые интегрируют биофотонику для быстрых и портативных диагностических приложений. Эти устройства обладают значительным потенциалом в условиях оказания медицинской помощи и в условиях ограниченных ресурсов.

Основные проблемы рынка

Высокие затраты на разработку

Технологии биофотоники требуют значительных инвестиций в исследования, разработки и производство. Затраты, связанные с разработкой передовых систем визуализации, спектроскопических инструментов и лазерных технологий, могут быть непомерно высокими. Это создает барьер для входа на рынок для небольших компаний и научно-исследовательских институтов, ограничивая разнообразие участников рынка.

Нормативно-правовые барьеры

Глобальный рынок биофотоники работает в жестко регулируемой среде, особенно в области здравоохранения. Получение разрешений регулирующих органов, таких как разрешение FDA в США или маркировка CE в Европе, может быть длительным и дорогостоящим процессом. Это может задержать выход на рынок новых биофотонных продуктов и технологий.

Квалифицированная рабочая сила

Биофотоника требует высококвалифицированной рабочей силы с опытом как в биологии, так и в фотонике. Привлечение и удержание таких талантов может быть сложной задачей. Более того, существует необходимость в междисциплинарном сотрудничестве между исследователями и специалистами из разных областей, что иногда может быть затруднено коммуникационными барьерами.

Конкуренция на рынке

Глобальный рынок биофотоники становится все более конкурентным, и за долю рынка борются как устоявшиеся игроки, так и новые участники. Эта конкуренция может привести к снижению цен и прибыли, что затрудняет компаниям поддержание инноваций и прибыльности.

Основные тенденции рынка

Миниатюризация и портативность

Миниатюризация — модное слово на рынке биофотоники. По мере сокращения технологий биофотонные устройства становятся все более компактными и портативными. Портативные системы визуализации, диагностические инструменты для оказания помощи и устройства «лаборатория на чипе» набирают популярность. Эти достижения позволяют биофотонике достигать отдаленных и ограниченных в ресурсах районов, преобразуя доступность здравоохранения.

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ)

ИИ производит революцию в анализе и интерпретации данных в биофотонике. Алгоритмы машинного обучения могут быстро обрабатывать огромные объемы данных, генерируемых технологиями биофотоники, помогая в анализе изображений, диагностике и оптимизации лечения. Биофотоника на основе ИИ обещает повысить точность и эффективность в здравоохранении.

Передовые методы спектроскопии

Спектроскопия является краеугольным камнем биофотоники, и появляются новые передовые методы. Рамановская спектроскопия, гиперспектральная визуализация и терагерцовая спектроскопия приобретают все большую популярность. Эти методы предоставляют ценную информацию о молекулярных структурах, биомаркерах и составе тканей, что позволяет более точно диагностировать и контролировать заболевания.

Биофотоника в неврологии

Биофотоника вносит значительный вклад в нейронауку. Такие технологии, как функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS) и многофотонная микроскопия, улучшают наше понимание функций мозга. Они являются ценными инструментами для изучения нейродегенеративных заболеваний, травм головного мозга и психиатрических расстройств.

Сегментарные идеи

Технологические идеи

Ожидается, что в технологическом секторе рынка биофотоники в прогнозируемые сроки наибольшая доля рынка будет принадлежать внутренней визуализации, в частности эндоскопии. Эндоскопия — это медицинская процедура, применяемая для визуального осмотра внутренних областей тела. Эта процедура использует специализированный инструмент, называемый эндоскопом, для осмотра внутренней части полых органов или полостей внутри тела. В отличие от многих других методов медицинской визуализации, эндоскопы вводятся непосредственно в исследуемый орган.

Интеграция обнаружения, характеристики, диагностики и стадирования во время эндоскопических процедур остается неудовлетворенной медицинской потребностью. Появление биофотоники в области эндоскопии открыло новые возможности и представило значительные и новые перспективы для улучшенной идентификации и биохимической характеристики заболеваний. Наиболее подходящий и ценный подход к классификации биофотонных эндоскопических методов основан на их способности предоставлять функциональные и биохимические данные и улучшать пространственное разрешение. Среди широко используемых технологий визуализации - генерация второй гармоники (SHG), частотно-доменная угловая интерферометрия с низкой когерентностью (fa/LCI) и технологии ближнего инфракрасного диапазона (ближнего ИК).

Одним из наиболее ценных применений биофотоники в области медицины является фотодинамическая терапия. Этот терапевтический подход используется для лечения рака, а также может быть использован при таких состояниях, как акне и псориаз. Такие применения этих технологий стимулируют спрос на рынке биофотоники.

Региональные исследования

В настоящее время Северная Америка занимает доминирующее положение на рынке биофотоники и, как ожидается, сохранит свое лидерство еще несколько лет. Соединенные Штаты, в частности, играют ключевую роль в отрасли биофотоники. Более того, появление нанотехнологий значительно подтолкнуло рынок биофотоники в Соединенных Штатах.

В ноябре 2020 года Jenoptik Light and Optics Biophotonics Group получила несколько новых контрактов на разработку в Северной Америке. Первый контракт касается проектирования системы камеры для передового оптоволоконного медицинского устройства, предназначенного для использования в роботизированном хирургическом инструменте. Вторая инициатива по разработке включает проектирование различных подкомпонентов для системы офтальмологической хирургии для известной компании по уходу за глазами. В третьем проекте Jenoptik сотрудничает с крупным мировым поставщиком медицинского лабораторного оборудования для поставки передового автоматизированного микроскопа для клеточного анализа в реальном времени. Четвертое начинание представляет собой расширение прочного партнерства с медицинской диагностической фирмой, которая специализируется на серологических тестах в месте оказания помощи (POC).

Значительные успехи в области технологий повысили роль оптических методов в решении медицинских и биологических проблем. Оптические технологии находят применение в различных областях, включая клиническое лечение пациентов и исследования, проводимые на молекулярном уровне. В Соединенных Штатах наблюдается всплеск числа конференций, посвященных изучению достижений в области биофотоники и других оптических методов. В частности, Оптическое общество организовало Конгресс OSA по биофотонике, на котором обсуждались успехи, достигнутые в таких областях, как оптическое приборостроение, визуализация в науках о жизни, разработка молекулярных зондов и т. д. Кроме того, Конгресс США выделил средства из бюджета на 20120 финансовый год на изучение возможностей биофотоники в исследованиях генной терапии, иммунотерапии, исследовании болезни Альцгеймера и различных других проектах. Эти средства также предназначены для содействия расширению производства медицинских технологий в Соединенных Штатах.

Загрузить бесплатный образец отчета

Последние разработки

• В ноябре 2021 года Oxford Instruments представила BC43, компактный микроскопический аппарат. Это инновационное устройство способно предоставить пользователям возможности 3D-визуализации в реальном времени.
• В марте 2021 года компания Zeiss расширила свое присутствие в Северной Америке, открыв новый центр исследований и разработок, производства, продаж и обслуживания клиентов в Соединенных Штатах, вложив существенные инвестиции в размере 180 миллионов долларов США. Этот новый объект будет включать в себя подразделение рентгеновской микроскопии и Центр клиентов ZEISS Microscopy, нацеленный на оказание всесторонней поддержки в области исследования материалов, наук о жизни и промышленного применения.

Ключевые игроки рынка

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