Stratistics MRC의 조사에 따르면, 세계의 장기칩(Organs-On-Chips) 시장은 2025년에 9,921만 달러 규모에 달하고, 예측 기간 동안 CAGR 27.2%로 성장하여 2032년까지 5억 3,455만 달러에 달할 것으로 전망됩니다.
장기칩은 인간 장기의 기능을 모방하도록 설계된 세포 기반 마이크로 플랫폼입니다. 미세유체 네트워크와 인간 세포를 이용하여 구축되어 순환, 기계적 운동, 조직 간 상호작용 등의 활동을 재현합니다. 이 칩은 기존 실험실 기술보다 높은 정확도로 질병 기전 검증, 약물 평가, 인간 생물학 이해를 위한 현실적인 환경을 제공하여 동물실험을 대체할 수 있는 진보된 방법론으로 작용할 수 있습니다.
조사에 따르면, 미국에서 1,000개의 잠재적 약물 중 전임상을 거쳐 임상시험에 진입한 약물은 단 1개에 불과한 것으로 나타났습니다. 또한, 임상시험 단계에서 90%의 약물이 주로 유효성 부족이나 예상치 못한 독성으로 인해 실패하고 있습니다.
맞춤형 의료에 대한 수요
이러한 플랫폼을 통해 연구자들은 환자별 병태생리를 재현하고, 맞춤형 약물 시험 및 치료법 개발을 할 수 있습니다. 기존 모델과 달리 장기칩 시스템은 개인의 유전적, 생리적 차이를 모방할 수 있어 치료 결과 예측 정확도가 높아집니다. 미세유체공학 및 바이오소재의 발전으로 이러한 장치의 정확도가 향상되고 있습니다. 정밀의료가 전 세계적으로 확산되고 있는 가운데, 제약사들은 신약개발의 시행착오를 줄이기 위해 장기칩 솔루션 도입을 가속화하고 있습니다. 이러한 추세는 선진국과 신흥국 의료 시장 모두에서 도입이 가속화될 것으로 예상됩니다.
표준화 및 재현성 부족
설계, 제조 방법, 생물학적 입력의 차이로 인해 실험실마다 결과가 일관되지 않는 경우가 많습니다. 규제 당국은 검증되고 재현 가능한 데이터를 요구하기 때문에 보급에 걸림돌이 되고 있습니다. 보편적으로 받아들여지는 프로토콜의 부재는 연구기관과 산업계의 협력을 복잡하게 만들고 있습니다. 높은 변동성은 상업적 응용에서의 확장성에 대한 우려를 불러일으키고 있습니다. 통일된 표준이 확립되기 전까지는 전문 연구 환경에서만 도입이 제한적으로 이루어질 수 있습니다.
다장기칩 시스템 개발
여러 장기 모델을 통합하여 복잡한 생리적 상호작용을 시뮬레이션하는 이 시스템은 약물 효과를 보다 포괄적으로 파악할 수 있습니다. 이러한 혁신은 독성학 연구, 질병 모델 구축, 맞춤형 치료 전략에 혁명을 가져올 수 있습니다. 마이크로 엔지니어링과 줄기세포 생물학 분야의 신흥 기술로 인해 보다 정교한 설계가 가능해졌습니다. 학계, 생명공학 기업, 제약회사 간의 공동 프로젝트가 개발을 가속화하고 있습니다. 종합적인 전임상 모델에 대한 수요가 증가함에 따라, 멀티 오가닉 칩 시스템은 첨단 생물의학 연구의 기반이 될 것으로 기대됩니다.
대체할 수 있는 고급 모델과의 경쟁
장기칩 기술은 3D 바이오프린팅, 오가노이드 등 다른 첨단 모델과의 경쟁에 직면해 있습니다. 이러한 대체 기술은 또한 약물 시험 및 질병 연구를 위한 생리학적으로 합리적인 환경을 제공합니다. 이 분야의 기존 기업들은 강력한 자금 조달과 보급 확대의 혜택을 누리고 있습니다. 오가노이드와 바이오프린팅을 결합한 하이브리드 방식은 경쟁 압력을 더욱 강화시키고 있습니다. 비용 효율성과 확장성에서 뚜렷한 차별화가 없다면, 장기칩 개발자는 시장 점유율 확보에 어려움을 겪을 수 있습니다. 여러 파괴적 기술의 존재는 전략적 포지셔닝과 혁신의 필요성을 강조하고 있습니다.
COVID-19 팬데믹은 공급망에 혼란을 가져왔고, 필수적이지 않은 실험실 연구를 지연시켰으며, 장기칩의 개발 일정에 영향을 미쳤습니다. 그러나 이번 위기는 신속하고 신뢰할 수 있는 전임상 모델의 중요성을 부각시켰습니다. 장기칩 시스템은 바이러스 감염을 재현하고 통제된 환경에서 잠재적 치료제를 시험할 수 있는 능력으로 주목을 받았습니다. 규제 당국은 팬데믹 대응을 지원하기 위해 혁신적인 생물의학 도구에 대한 신속한 승인 절차를 도입했습니다. 포스트 팬데믹 전략은 장기칩 생태계에서 회복력, 디지털 통합, 분산형 연구 모델의 중요성을 강조하고 있습니다.
예측 기간 동안 폐 칩 분야가 가장 큰 시장 규모를 차지할 것입니다.
폐 칩 부문은 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 호흡 기능을 재현할 수 있어 폐 질환 및 약물 반응 연구에 매우 유용하기 때문입니다. 천식, COPD, 감염성 호흡기질환의 유병률 증가가 이들 모델에 대한 수요를 견인하고 있습니다. 제약회사들은 흡입 요법 및 백신 평가에 폐 칩 시스템을 점점 더 많이 활용하고 있습니다. 미세유체 설계의 발전으로 기혈장벽 상호작용의 모방 정확도가 향상되고 있습니다.
예측 기간 동안 개인화 의료 부문은 가장 높은 CAGR을 보일 것입니다.
예측 기간 동안 맞춤형 의료 부문은 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 이는 환자별 약물 시험을 가능하게 하고, 일반적인 치료 접근법에 따른 위험을 감소시키는 플랫폼이기 때문입니다. 정밀의료 이니셔티브에 대한 투자 확대로 도입이 가속화되고 있습니다. 환자 유래 세포를 장기칩 시스템에 통합함으로써 예측 정확도가 향상됩니다. 의료 서비스 제공자들은 개인화된 치료 전략의 가치를 점점 더 많이 인식하고 있습니다.
예측 기간 동안 북미는 강력한 연구 인프라와 첨단 바이오 기술 역량으로 인해 가장 큰 시장 점유율을 유지할 것으로 예상됩니다. 미국과 캐나다는 정부와 민간의 막대한 자금 지원을 배경으로 장기칩 기술 혁신을 주도하고 있습니다. 이 지역의 규제 프레임워크는 새로운 바이오메디컬 기술을 지원하는 것입니다. 대학, 스타트업, 제약 대기업 간의 협력이 상용화를 가속화하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양은 의료 인프라의 확대와 생물 의학 연구에 대한 투자 증가로 인해 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 중국, 일본, 인도 등의 국가들은 생명과학 분야의 혁신을 적극적으로 추진하고 있습니다. 정부 주도의 노력과 민관 협력이 기술 이전과 접근성을 촉진하고 있습니다. 정밀의료에 대한 인식이 높아지면서 첨단 전임상 모델의 채택이 촉진되고 있습니다. 아시아태평양은 지역 경제의 현대화와 함께 장기칩 기술에서 가장 빠르게 성장하는 시장으로 부상할 것으로 예상됩니다.
According to Stratistics MRC, the Global Organs-On-Chips Market is accounted for $99.21 million in 2025 and is expected to reach $534.55 million by 2032 growing at a CAGR of 27.2% during the forecast period. Organs-on-chips are miniature, cell-based platforms designed to simulate how human organs work. Built with microfluidic networks and human cells, they recreate activities like circulation, mechanical movement, and tissue interactions. These chips provide a realistic environment to examine illness mechanisms, evaluate medications, and understand human biology with greater precision than conventional lab techniques, serving as an advanced substitute for animal studies.
According to research, in the US, only 1 out of 1,000 potential drugs progresses to clinical trials post preclinical testing. Of these, 90% of the drugs fail during clinical trials, primarily due to the lack of efficacy or unforeseen toxicity.
Demand for personalized medicine
The platforms allow researchers to replicate patient-specific conditions, enabling tailored drug testing and therapeutic development. Unlike conventional models, organ-on-chip systems can mimic unique genetic and physiological variations, improving accuracy in predicting treatment outcomes. Advances in microfluidics and biomaterials are enhancing the precision of these devices. As precision medicine gains traction globally, pharmaceutical companies are increasingly adopting organ-on-chip solutions to reduce trial-and-error in drug discovery. This trend is expected to accelerate adoption across both developed and emerging healthcare markets.
Lack of standardization and reproducibility
Variations in design, fabrication methods, and biological inputs often lead to inconsistent results across laboratories. Regulatory agencies require validated and repeatable data, which slows down widespread acceptance. The absence of universally accepted protocols complicates collaboration between research institutions and industry players. High variability also raises concerns about scalability for commercial applications. Until harmonized standards are established, adoption may remain limited to specialized research environments.
Development of multi-organ-on-chip systems
The systems integrate multiple organ models to simulate complex physiological interactions, offering a more holistic view of drug effects. Such innovations can revolutionize toxicology studies, disease modeling, and personalized treatment strategies. Emerging technologies in microengineering and stem cell biology are enabling more sophisticated designs. Collaborative projects between academia, biotech firms, and pharmaceutical companies are accelerating development. As demand for comprehensive preclinical models rises, multi-organ-on-chip systems are poised to become a cornerstone of advanced biomedical research.
Competition from alternative advanced models
Organ-on-chip technologies face competition from other advanced models such as 3D bioprinting and organoids. These alternatives also provide physiologically relevant environments for drug testing and disease studies. Established players in these fields benefit from strong funding and growing adoption. Hybrid approaches that combine organoids with bioprinting further intensify competitive pressures. Without clear differentiation in cost-effectiveness and scalability, organ-on-chip developers may struggle to secure market share. The presence of multiple disruptive technologies underscores the need for strategic positioning and innovation.
The COVID-19 pandemic disrupted supply chains and slowed non-essential laboratory research, impacting organ-on-chip development timelines. However, the crisis highlighted the importance of rapid and reliable preclinical models. Organ-on-chip systems gained attention for their ability to replicate viral infections and test potential therapeutics in controlled environments. Regulatory agencies introduced expedited pathways for innovative biomedical tools to support pandemic response. Post-pandemic strategies now emphasize resilience, digital integration, and distributed research models in the organ-on-chip ecosystem.
The lung-On-Chip segment is expected to be the largest during the forecast period
The lung-On-Chip segment is expected to account for the largest market share during the forecast period, due to its ability to replicate respiratory functions makes it highly relevant for studying pulmonary diseases and drug responses. Rising prevalence of asthma, COPD, and infectious respiratory conditions is driving demand for these models. Pharmaceutical companies are increasingly using lung-on-chip systems to evaluate inhaled therapies and vaccines. Advances in microfluidic design are improving accuracy in mimicking air-blood barrier interactions.
The personalized medicine segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the personalized medicine segment is predicted to witness the highest growth rate, due to these platforms enable patient-specific drug testing; reducing risks associated with generalized treatment approaches. Growing investments in precision medicine initiatives are accelerating adoption. Integration of patient-derived cells into organ-on-chip systems enhances predictive accuracy. Healthcare providers are increasingly recognizing the value of individualized therapeutic strategies.
During the forecast period, the North America region is expected to hold the largest market share, due to strong research infrastructure and advanced biotechnology capabilities support widespread adoption. The U.S. and Canada are leading in organ-on-chip innovations, backed by significant government and private funding. Regulatory frameworks in the region are supportive of novel biomedical technologies. Collaborations between universities, startups, and pharmaceutical giants are accelerating commercialization.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR, owing to expanding healthcare infrastructure and rising investments in biomedical research. Countries such as China, Japan, and India are actively promoting innovation in life sciences. Government initiatives and public-private partnerships are fostering technology transfer and accessibility. Growing awareness of precision medicine is encouraging adoption of advanced preclinical models. As regional economies modernize, Asia Pacific is expected to emerge as the fastest-growing market for organ-on-chip technologies.
Key players in the market
Some of the key players in Organs-On-Chips Market include Emulate, Fluigent, MIMETAS, Organovo, CN Bio Inn, SynVivo, TissUse, Kirkstall Li, Hesperos, AxoSim Te, InSphero, Nortis, Alveolix, AIM Biote, and Biomimx.
In June 2025, Emulate has launched the AVA Emulation System, a self-contained instrument that cultures, incubates, and images up to 96 independent organ-chip samples in a single run. The company says that AVA delivers an unprecedented magnitude of in vivo-level insights faster than animal models while cutting consumable costs four-fold and in-lab labour by half compared to current generation technologies.
In July 2023, AxoSim, Inc. and Vyant Bio, Inc. announced that they have entered into a definitive agreement under which AxoSim will acquire the microBrain(TM)-associated assets of Vyant Bio's StemoniX subsidiary. The all-cash transaction is expected to close in the next several months, subject to approval by Vyant Bio's shareholders. The companies also announced that effective immediately, AxoSim will have exclusive and sole distribution rights to market the StemoniX microBrain technology platform to pharmaceutical and biotechnology customers.