Stratistics MRC에 따르면 세계의 3D 바이오프린트 인체 조직 시장은 2024년 25억 9,000만 달러를 차지했으며 예측 기간 동안 CAGR 10.3%로 성장하여 2030년에는 46억 7,000만 달러에 이를 것으로 예측되고 있습니다.
3D 바이오프린트 인체 조직은 재생 의료 및 생물 의료 연구에서 획기적인 개발입니다. 이 기술은 바이오 잉크(살아있는 세포, 생체 재료, 성장 인자의 혼합물)를 사용하여 층별로 조직 구조를 만듭니다. 이러한 인공 조직은 구조, 기능 및 생물학적 특성이 천연 인체 조직과 매우 유사하기 때문에 의약품 테스트, 질병 시뮬레이션 및 세포 간의 상호 작용을 이해하는 데 매우 유용합니다. 또한, 기증자 조직의 심각한 부족에 대처하기 위해 환자 특유의 이식편 및 이식 장기 전체의 제조와 같은 이 기술 혁신을 임상 애플리케이션으로 확대하기 위한 조사도 수행되고 있습니다.
Frontiers in Mechanical Engineering에 게재된 총설에 따르면 "3D 바이오프린팅은 적층 조형의 확대 용도이며, 복잡한 조직을 층별로 구축하는 하향식 접근법을 수반하기 때문에 현재 조직 공학이나 재생 의료에의 응용이 검토되고 있다"고 합니다.
맞춤형 치료에 대한 관심 증가
의료 종사자가 환자 한 사람의 필요에 맞게 치료를 맞춤화하려고 하기 때문에 개인화된 의료 부문이 확대되고 있습니다. 3D 바이오프린팅 조직에 의해 가능해진 환자별 조직 모델의 개발은 의약품 테스트와 질병 모델링을 보다 정확하게 수행할 수 있게 되었습니다. 이 모델은 다양한 환자가 특정 치료에 어떻게 반응하는지 시뮬레이션함으로써 치료 효과를 향상시키고 부작용을 줄이는 데 사용할 수 있습니다. 또한, 임상 및 연구 환경에서 3D 바이오프린팅 조직 수요는 환자프로파일에 유전학적으로 적합한 조직을 프린팅하는 능력에 의해 견인되어 정밀의료의 새로운 가능성을 창출하고 있습니다.
고비용의 바이오프린팅 재료 및 장비
3D 바이오프린팅 기술 시장을 막는 큰 장벽 중 하나는 역시 그 비용입니다. 인체 조직의 인쇄에 필요한 전용 바이오프린터 비용은 수십만 달러에 달할 수도 있습니다. 게다가, 프린팅 공정에서 사용되는 바이오잉크는 비싸고 살아있는 세포에 적합해야 하며 조직 성장에 적합한 것이어야 합니다. 이 기술에 투자할 자금이 없는 중소기업이나 학술기관은 이러한 비용 때문에 3D 바이오프린팅이 이용하기 어려워지고 있습니다. 또한 초기 비용이 높기 때문에 특히 개발도상국에서는 바이오프린팅 조직의 보급이 제한되어 그 확장성을 방해하고 있습니다.
맞춤형 의료 개발
3D 바이오프린팅은 신속하게 확장되는 개인화된 의료 분야에서 중요한 역할을 합니다. 의사는 각 환자의 유전자 구성에 특화된 조직을 만들어 장기 이식과 치료의 성공률을 높일 수 있습니다. 의사는 바이오프린팅된 조직을 사용하여 환자의 질병과 유전적 상태를 시뮬레이션하기 위해 환자에게 약물을 투여하기 전에 이 맞춤형 조직에서 약물을 테스트할 수 있습니다. 이렇게 하면 치료의 정확성이 향상되고 임상 검사에 소요되는 시간이 단축되며 부작용을 예방할 수 있습니다. 게다가, 희귀 및 유전성 질환과 같은 현재 치료가 어려운 질병에 대한 개인화된 조직 인쇄의 결과로 더 효과적인 치료법이 개발될 수 있습니다.
규제 장애 및 승인 보류
길고 복잡한 규제 프로세스는 3D 바이오프린팅 산업, 특히 의료 부문이 직면하는 가장 큰 위험 중 하나입니다. 생체 세포를 사용하여 3D 바이오프린팅 조직과 기관을 만드는 것은 많은 윤리적 및 규제적 문제를 야기합니다. 바이오프린팅된 조직은 인체 환자에 대한 사용이 승인되기 전에 안전성, 효능 및 윤리적 지침을 준수하는지 확인하기 위한 엄격한 테스트를 통과해야 합니다. 이러한 규제 경로는 많은 국가에서 여전히 불투명하며 바이오 프린팅 기술을 개발하는 기업에게 불확실성을 가져다줍니다. 또한, 의료 용도에 대한 규제 당국의 승인 과정에 시간이 걸리면 시장 진입이 지연되고 신속한 사업 확대 가능성이 제한될 수 있습니다.
3D 바이오프린트 인체 조직 시장은 COVID-19의 대유행에 의해 다양한 영향을 받았습니다. 한편, 팬데믹은 연구개발 활동을 방해하여 바이오프린팅 기술의 진보를 늦추었습니다. 제조 시설 및 실험실의 일시적인 폐쇄로 인해 많은 기업들이 임상 검사 및 제조 공정에 지연을 경험했습니다. 그러나, 이 유행은 장기 이식, 조직 공학, 전통적인 의약품 검사를 위한 필요성을 부각시키고, 질병 모델링, 의약품, 백신 개발을 위한 3D 바이오프린트 인체 조직에 관심을 불러 일으켰습니다.
잉크젯 바이오프린팅 부문이 예측 기간 동안 최대가 될 전망
잉크젯 바이오프린팅 부문은 고해상도 조직 구조를 만들 때 탁월한 정확성과 정확성으로 예측 기간 동안 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 액적 기반 증착을 사용하여 세포와 생체 재료를 배치함으로써이 기술은 복잡한 조직 구조를 만들 수 있습니다. 합리적인 가격, 확장성 및 적응성을 바탕으로 잉크젯 바이오프린팅은 조직 공학, 맞춤형 의료, 의약품 검사 등의 용도에 매우 선호됩니다. 게다가, 3D 바이오프린팅 산업에서의 잉크젯 바이오프린팅의 이점은 바이오잉크를 사용할 때의 범용성과 의료 연구 용도에서의 실적의 결과입니다.
예측 기간 동안 의약품 검사 및 개발 부문의 CAGR이 가장 높을 것으로 예상
예측 기간 동안 의약품 검사와 개발 부문이 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 기존 모델보다 인체 조직의 반응에 가까운 선진적 의약품 검사 플랫폼에 대한 요구 증가가 이 시장을 견인하고 있습니다. 제약 회사는 3D 바이오프린트 조직을 사용하여 보다 높은 정확성과 효능을 가진 의약품을 개발할 수 있으며, 동물 실험을 대체하는 보다 신뢰성 있고 도덕적인 대안을 제공할 수 있습니다. 게다가 이러한 조직 모델은 맞춤형 의료 전략도 가능하게 하고, 개발 비용을 낮추고, 신약의 발매를 가속화합니다.
예측 기간 동안 북미가 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이는 최첨단 생명공학 연구에 대한 많은 지출, 중요한 시장 진출기업의 견고한 존재, 조직 공학 및 의약품 검사를 포함한 다양한 산업에서 3D 바이오프린팅 기술의 이용 확대 등에 힘쓰고 있습니다. 또한, 이 지역 시장 성장은 확립된 의료 인프라, 의료 혁신을 장려하는 정부 프로그램, 일류 학술 및 연구 기관의 존재에 의해 더욱 촉진되고 있습니다. 바이오프린팅 기술 혁신의 중심지로서 미국은 특히 두드러지며 3D 바이오프린팅 조직 용도의 신속한 상업화를 촉진하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예측됩니다. 이 지역에서는 생명 공학의 급속한 진보와 의료 연구 및 의료 능력 향상을위한 이니셔티브가 증가하고 있습니다. 중국, 일본, 인도 등 국가에서 제약산업과 생명공학산업이 성장하고 의료인프라에 대한 투자가 증가하고 있는 것이 이 성장을 지지하는 큰 힘이 되고 있습니다. 게다가 3D 바이오프린팅 기술의 채용은 맞춤형 의료 및 보다 우수한 의약품 검사 기술에 대한 요구 증가에 의해서도 뒷받침되고 있으며, 이 지역의 견조한 시장 확대를 뒷받침하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global 3D Bioprinted Human Tissue Market is accounted for $2.59 billion in 2024 and is expected to reach $4.67 billion by 2030 growing at a CAGR of 10.3% during the forecast period. 3D bioprinted human tissue is a revolutionary development in regenerative medicine and biomedical research. This technique uses bioinks-mixtures of living cells, biomaterials, and growth factors-to create tissue constructs layer by layer. These engineered tissues are very useful for testing drugs, simulating diseases, and understanding how cells interact with each other because they are very similar to natural human tissues in terms of structure, function, and biology. Additionally, in order to address the severe lack of donor tissues, research is being conducted to scale this innovation for clinical applications, such as producing patient-specific grafts or even entire organs for transplantation.
According to a review in Frontiers in Mechanical Engineering, "3D bioprinting, which is an extended application of additive manufacturing, is now being explored for tissue engineering and regenerative medicine as it involves the top-down approach of building the complex tissue in a layer-by-layer fashion".
Growing interest in customized treatment
The field of personalized medicine is expanding as medical practitioners seek to customize care to each patient's unique needs. Drug testing and disease modeling can be done more accurately owing to the development of patient-specific tissue models made possible by 3D bioprinted tissues. These models can be used to improve therapeutic efficacy and reduce side effects by simulating how various patients will react to particular treatments. Moreover, the demand for 3D bioprinted tissues in clinical and research settings is being driven by the capacity to print tissues that are genetically matched to patient profiles, which creates new possibilities for precision medicine.
Expensive bioprinting supplies and equipment
One major barrier to the market for 3D bioprinting technology is still its cost. The cost of the specialized bioprinters needed to print human tissues can reach hundreds of thousands of dollars. Furthermore, the bioinks used in the printing process are expensive and need to be compatible with living cells and made for tissue growth. Smaller businesses or academic institutions that might not have the funds to invest in this technology find 3D bioprinting less accessible due to these costs. Furthermore, the high initial costs restrict the widespread use of bioprinted tissue, particularly in developing nations, and impede its scalability.
Development in tailored healthcare
3D bioprinting is positioned to be a key component of the quickly expanding field of personalized medicine. Doctors may be able to increase the success rates of organ transplants and medical treatments by producing tissues that are specifically suited to each patient's genetic composition. Physicians could test medications on these customized tissues before giving them to patients by using bioprinted tissues to simulate a patient's illness or genetic condition. This would improve the accuracy of medical treatments, decrease the amount of time spent in clinical trials, and help prevent adverse reactions. Additionally, more effective treatments for diseases that is currently hard to treat, like rare diseases and genetic disorders, may be developed as a result of personalized tissue printing.
Regulatory obstacles and approval hold-ups
The lengthy and intricate regulatory process is one of the biggest risks facing the 3D bioprinting industry, especially in the medical sector. Using living cells to create 3D bioprinted tissues and organs raises a number of ethical and regulatory issues. Bioprinted tissues must pass stringent testing to guarantee they adhere to safety, effectiveness, and ethical guidelines before being approved for use in human patients. These regulatory pathways are still unclear in many nations, which cause uncertainty for businesses creating bioprinting technologies. Moreover, slow regulatory approval processes for medical applications can postpone market entry and limit the possibility of quick expansion.
The market for 3D bioprinted human tissue was affected by the COVID-19 pandemic in a variety of ways. On the one hand, the pandemic slowed down the advancement of bioprinting technologies by interfering with research and development activities because of lockdowns, travel restrictions, and resource reallocation to fight the virus. Due to the temporary closure of manufacturing facilities and laboratories, many businesses experienced delays in their clinical trials and production processes. However, the pandemic highlighted the need for alternatives to organ transplantation, tissue engineering, and conventional drug testing, which sparked interest in 3D bioprinted human tissues for disease modeling, drug discovery, and vaccine development.
The Inkjet Bioprinting segment is expected to be the largest during the forecast period
The Inkjet Bioprinting segment is expected to account for the largest market share during the forecast period because of its exceptional precision and accuracy in creating high-resolution tissue structures. By placing cells and biomaterials using droplet-based deposition, this technology makes it possible to create intricate tissue structures. Because of its affordability, scalability, and adaptability, inkjet bioprinting is highly preferred for uses such as tissue engineering, personalized medicine, and drug testing. Moreover, its dominance in the 3D bioprinting industry is a result of its versatility in working with bioinks and its proven track record in medical and research applications.
The Drug Testing and Development segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the Drug Testing and Development segment is predicted to witness the highest growth rate. The growing need for sophisticated drug testing platforms that more closely resemble human tissue responses than conventional models is driving this market. Pharmaceutical companies can create medications with greater accuracy and effectiveness by using 3D bioprinted tissues, which provide a more dependable and moral substitute for animal testing. Additionally, these tissue models also enable personalized medicine strategies, which lower development costs and expedite the release of new medications.
During the forecast period, the North America region is expected to hold the largest market share, propelled by substantial expenditures in cutting-edge biotechnology research, a robust presence of important industry participants, and the expanding use of 3D bioprinting technologies across a range of industries, including tissue engineering and drug testing. Furthermore, the region's market growth is further fuelled by established healthcare infrastructures, government programs that encourage medical innovation, and the presence of top academic and research institutions. As a center for bioprinting innovations, the United States stands out in particular, promoting the quick commercialization of 3D bioprinted tissue applications.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR. Rapid biotechnology advancements and a growing number of initiatives to improve medical research and healthcare capabilities are occurring in the region. Growing pharmaceutical and biotechnology industries in nations like China, Japan, and India, as well as rising investments in healthcare infrastructure, are major forces behind this growth. Moreover, the adoption of 3D bioprinting technologies is also being fuelled by the growing need for personalized medicine and better drug testing techniques, which is helping to drive the region's robust market expansion.
Key players in the market
Some of the key players in 3D Bioprinted Human Tissue market include 3D Systems, Inc., General Electric, Organovo Holdings, Inc., Vivax Bio, LLC, The Pexion Group, Materialise NV, EnvisionTEC, Inc., Stratasys Ltd., Oceanz 3D printing Inc, Prellis Biologics Inc, SOLS Systems Inc and Inventia Life Science PTY Ltd.
In June 2024, 3D Systems announced the signing of a multi-year purchase agreement, with a value estimated to approach a quarter-billion dollars through 2028, in support of the indirect manufacturing process for clear aligners. The contract builds upon the exceptional legacy the Company has established as a key supplier of 3D printing technology to the clear aligner industry.
In June 2024, Stratasys Ltd. and Aviation manufacturing pioneer AM Craft announced that they are partnering to align the two companies' efforts to grow the demand for flight-certified 3D printed parts in the aviation industry. The companies signed a definitive commercial collaboration agreement, along with Stratasys' strategic investment in AM Craft.
In January 2022, Prellis Biologics, Inc. (Prellis) announced that it has entered into multi-target drug discovery collaboration and licensing agreement with Bristol Myers Squibb utilizing Prellis Biologics' first-in-class externalized human immune system (EXIS(TM)) based on human lymph node organoids (LNO(TM)).