世界の3D細胞培養市場規模（2025～2033年）：製品別（無足場プラットフォーム、足場ベースプラットフォーム）

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世界の3D細胞培養市場規模は、2024年に23億6000万米ドルと評価され、2025年の27億4000万米ドルから 2033年には92億5000万米ドルに成長すると予測され、予測期間中（2025～2033年）の年平均成長率は16.4%です。

2D培養よりも3D培養技術を使用する利点や研究開発活動への支出の増加などの要因が市場成長を刺激します。

3D細胞培養は、人体内の生体内状況に酷似した生体外環境における生物学的細胞の配置として特徴付けられます。3D細胞培養が分類される主なカテゴリーは、従来の培養、臓器オンチップモデル、組織バイオエンジニアリングの3つ。3D細胞培養技術は、従来の方法よりも優れているため、創薬、毒性試験、組織工学、基礎研究において重要なツールとして認められています。細胞を3次元（3D）培養すると、細胞外マトリックス（ECM）成分が発現し、培養環境との相互作用が向上します。

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世界の3D細胞培養市場規模は、2024年に23億6000万米ドルと評価され、2025年の27億4000万米ドルから 2033年には92億5000万米ドルに成長すると予測され、予測期間中（2025～2033年）の年平均成長率は16.4%です。

2D培養よりも3D培養技術を使用する利点や研究開発活動への支出の増加などの要因が市場成長を刺激します。

3D細胞培養は、人体内の生体内状況に酷似した生体外環境における生物学的細胞の配置として特徴付けられます。3D細胞培養が分類される主なカテゴリーは、従来の培養、臓器オンチップモデル、組織バイオエンジニアリングの3つ。3D細胞培養技術は、従来の方法よりも優れているため、創薬、毒性試験、組織工学、基礎研究において重要なツールとして認められています。細胞を3次元（3D）培養すると、細胞外マトリックス（ECM）成分が発現し、培養環境との相互作用が向上します。

3D細胞培養市場の成長要因

2次元培養に対する3次元培養技術の利点

細胞培養技術が発明されて以来、細胞は実験器具に基板を貼り付けた2D（単層）で培養されてきました。このような人工的な環境は、ヒトの体内で見られる生理的条件とは似ても似つかないため、このような体外実験を実施し、その結果を臨床試験に反映させることは困難です。さらに、細胞外マトリックスや他のいくつかの生物学的プロセスは、常に体内の細胞にさらされ、相互作用しています。しかし、主に特殊化した細胞において、細胞の機能性、表現型、形態が頻繁に失われることが、2次元表面上でのin-vitro細胞培養で見られます。この細胞培養は、生体内の状況をうまく表現できていません。一方、3D細胞培養は生体内環境を正確にシミュレートすることでこれらの問題に対処しており、優れたモデルとなっています。2D細胞培養よりも優れているため、3D細胞培養は普及しつつあり、調査期間中の市場拡大に拍車をかけています。

研究開発活動への支出の増加

創薬や薬剤開発、幹細胞研究、がん治療など、いくつかの医療用途における3D細胞培養は、生物学的研究を推進しています。これは主に、分子レベルから生物全体のレベルまで、身体のプロセスや機能を再現する能力によって可能になります。さまざまな製薬会社やバイオテクノロジー企業が、創薬、治療、治療法の全体的なコストと時間を削減するため、研究ベースの活動に投資を始めています。ヘルスケア分野では過去数十年にわたり、公的機関や民間企業の投資が増加しています。政府機関や他の老舗企業は、小規模な新興企業に投資します。したがって、製薬会社やバイオテクノロジー企業、組織からの資金提供や投資が全体的に増加することで、世界の3D細胞培養市場の成長はすぐに加速するでしょう。

市場抑制要因

導入費用の増加

3D細胞培養は従来の単層培養よりも洗練されているため、最先端の細胞培養用品が必要となります。その結果、実験にかかる全体的な直接コストが上昇します。D細胞培養には利点がありますが、3D足場や材料は2D細胞培養用の実験装置よりも高価です。そのため、創薬に3D細胞培養を用いると、膨大な数の実験が必要となり、その結果、創薬コストが手の届かないものになる可能性があります。さらに、3D細胞培養におけるタンパク質や遺伝子の発現を調べるには、専用の顕微鏡が必要です。合成ハイドロゲルやECM蛋白質も価格を上昇させます。これらの要因は、実験プロセス全体のコストを上昇させるため、3D細胞培養を研究に好ましくないものにしています。分析期間中、これは市場の成長を阻害すると予想されます。

市場機会

技術の進歩

医療分野における数多くの進歩の結果、技術はプロセス全体で大きな役割を果たしています。そのような技術革新の中で劇的に普及が進んだのが3D細胞培養です。ここ数年、医薬品開発において細胞ベースのアプローチが普及し、生化学的アッセイに徐々に取って代わるようになっています。3D細胞培養技術は、より質の高いin-vitroの結果を生み出す可能性を秘めており、医薬品開発業界で大きな支持を得ています。さらに、イメージング技術を使用することで、研究者は3Dマイクロティッシュの開発のおかげで重要な結論に達することができました。

複数の企業が、新しい治療法を開発するために分析し、さらに研究することができる3D画像をキャプチャするイメージング製品を開発しています。ヘルスケア関連製品におけるこうした開発の結果、3D細胞培養はさまざまな業種の研究において広く受け入れられるようになっています。がん研究、再生医療、幹細胞研究などの分野での3D細胞培養製品の使用により、市場は拡大しています。さらに、3D足場を使用して組織を作成することにより、3Dマルチマテリアル印刷技術は、組織工学で3Dアクチュエータを使用するためのカスタマイズされた機能を提供することができます。したがって、3D細胞培養製品および装置の技術開発は、近い将来、市場拡大のための有利な機会を生み出すと予想されます。

地域別洞察

北米： CAGR14.3％で圧倒的な地域

北米は最も大きな収益貢献国であり、予測期間中のCAGRは14.3%で成長する見込みです。アメリカ、カナダ、メキシコが北米の3D細胞培養市場の大半を占めると予測されています。再生医療や創薬開発のために研究機関や臨床研究所と協力して3D培養技術を使用する製薬企業やバイオテクノロジー企業が多数あるため、予測期間中も優位性を維持すると予測されています。予測期間中、アメリカの3D細胞培養市場は北米市場全体で最大のシェアを占めると予測されています。3D培養製品に対する需要の高まりは、主に臓器移植の需要増加と技術的に高度なソリューションを目指した研究開発活動によって説明されます。研究プロセスを迅速化するため、ヘルスケア企業も協力してさまざまな研究機関を支援しています。

ヨーロッパ 年平均成長率17.6%の成長地域

ヨーロッパは予測期間中、CAGR 17.6%で成長する見込みです。ドイツ、フランス、イギリス、その他のヨーロッパを1つのヨーロッパ地域として調査。世界の3D細胞培養市場では、この地域が2位になると予想されています。この地域には大手バイオ医薬品企業が進出しており、民間団体による資金提供活動の増加がその要因となっています。また、ヨーロッパではここ数年、オルガノイドのバイオテクノロジー的研究開発が盛んに行われ、学術界や産業界の最前線で製品開発が行われています。さらに、癌の有病率の増加により、癌の診断と治療に関する研究がより多く行われています。がん患者のための個別化された薬物療法を開発するために、3D細胞培養がますます使用されるようになっています。その結果、3D細胞培養製品が増加し、市場の成長を支えることが予想されます。がん罹患率の増加に伴い、創薬のための研究開発も増加すると予想されます。

地域別分析では、日本、中国、インド、オーストラリア、その他のアジア太平洋地域の4カ国を対象としています。予測期間中、アジア太平洋地域は急成長が見込まれています。この地域で3D細胞培養製品の需要が増加しているのは、がん、幹細胞、再生医療に関する研究が3D細胞培養製品を使用する可能性が高いからです。例えば、日本の岡山大学は2020年8月、患者に見られる線維化組織を再現した3D細胞培養膵臓がんモデルを開発。研究者たちは、このモデルのおかげで、異なるレベルの線維化をターゲットにしたオーダーメイドの治療が可能になるでしょう。さらに、中国は新興市場であり、医薬品開発の研究開発を進めようとしている製薬企業やバイオテクノロジー企業にとって、新たな大きなチャンスになると考えられています。

ラテンアメリカ、中東、アフリカはLAMEAと呼ばれています。ブラジルは、医療分野における研究需要の高まりにより、LAMEAの市場拡大において重要な役割を果たしています。例えば、疾病管理予防センターの科学者たちは、3Dミニ脳を使ってジカウイルスを研究しました。ジカウイルスの感染は南アフリカやラテンアメリカで広まっています。3D細胞培養の利点は、こうした病気の治療にも利用できるため、市場の拡大につながるでしょう。さらに、南アフリカを拠点とするノースウェスト大学（NWU）の薬学卓越センター（PharmacenTM）では、研究目的の高度な細胞培養の取り組みに関する研究プロジェクトが進行中。現在、デンマークのバイオテクノロジー企業であるCelVivo IVS社と共同で、がん研究をターゲットに3D細胞培養技術を使用しています。また、多くの製薬会社がこの地域で事業を拡大しています。なぜなら、この地域は今後数年間、地理的拡大と財務的利益を得るための有益な機会を提供すると予想されているからです。

3D細胞培養市場のセグメンテーション分析

製品別

同市場は、スキャフォールドベースのプラットフォーム、スキャフォールドフリーのプラットフォーム、ゲル、バイオリアクター、マイクロチップ、サービスに二分されます。スキャフォールドベースのプラットフォームセグメントは市場貢献度が最も高く、予測期間中のCAGRは17%で成長する見込みです。足場ベースのプラットフォームでは、細胞は細胞外マトリックスや合成材料の中で増殖します。足場の特性や足場の材料の特性は、細胞の接着、増殖、活性化に影響します。使用する材料、新組織の形成速度、スキャフォールドの特性など、様々な特性を用途に合わせて変更し、必要な機械的機能や新組織の形成速度を達成する必要があります。スキャフォールドの孔分布、孔隙率、露出表面積は、細胞が細胞外マトリックスに浸透する方法とその速度に影響することで、再生プロセスが最終的にどの程度機能するかに影響します。

スキャフォールドのないプラットフォームには、細胞外マトリッ クスや他の生体材料はありません。このようなプラットフォームには表面 がないため、細胞は3D細胞外マトリックスを作製し、配列するこ とになり、生体内組織に酷似します。スフェロイドは、自己組織化する細胞コロニーの球状クラスターです。これらの技術は、栄養、酸素、二酸化炭素、老廃物など、細胞が自然に作り出す代謝および増殖勾配を正確に模倣するため、優れた生理学的モデルとなります。

用途別

市場は、がん研究、幹細胞研究、創薬、再生医療に二分されます。がん研究分野は市場貢献度が最も高く、予測期間中の年平均成長率は15.5%と予測されています。細胞外マトリックス（ECM）、間質細胞、がん幹細胞、増殖腫瘍細胞はすべて、体外で典型的な細胞の形態と機能を持つ腫瘍を再現するために必要なものです。これらの要素が影響しあい、相互作用しあい、最終的に腫瘍細胞培養モデルに生命を吹き込むのです。これらの腫瘍細胞は、人体から取り出して2D環境で培養すると相互作用が失われ、がん治療に対する反応が変わってしまいます。しかし、3D細胞培養モデルは腫瘍微小環境に酷似しているため、がん研究に使用することができます。

集中的な研究開発により、3D培養技術は現在、前臨床創薬における効果的なツールとして使用されており、もはや研究コミュニティに限定されるものではありません。最近の細胞生物学や組織工学の発展により、多種多様な3D細胞培養技術が開発されました。これには特に、足場、多細胞スフェロイド、ハイドロゲル、3Dバイオプリンティング、オルガノイドなどが含まれます。その結果、創薬プロセスの様々な段階において、3D細胞培養モデルが頻繁に使用されるようになりました。リードの同定、前臨床最適化、標的の検証の段階で、3D細胞培養が最も一般的に使用されています。

さらに、これらの培養は患者に特異的な細胞を体外で増殖させることができるため、病態生理学において3D細胞培養を実施することは、疾患に対して正確に個別化された医薬品を開発するための有益な機会を提供する可能性があります。さらに、3Dモデルでの薬物感受性は2D細胞培養モデルでのそれとは著しく異なるため、3D細胞培養は創薬や薬剤開発に極めて重要です。同様に、スクリーニング方法の改善により、早期の薬物毒性や生理学的に価値のあるデータ収集が可能になり、創薬プロセスが加速されると予想されます。

エンドユーザー別

市場は、バイオテクノロジーおよび製薬企業、契約研究所、学術機関に二分されます。学術機関セグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中のCAGRは16.5%で成長する見込みです。世界中の多くの研究機関や大学が、現在進行中の創薬、開発、スクリーニングの実践を考慮し、研究プロジェクトで3D細胞培養を使用する潜在的な成果を調査しています。様々なヘルスケア用途での3D細胞培養の需要が増加しているため、複数の企業が研究機関や臨床研究所と提携しています。さらに、多くの学術機関が、さまざまな病状を治療する新しい方法を生み出すために、3D培養モデルに研究開発の努力を集中しています。例えば、ヘルムホルツ協会の研究大学で現在行われている研究では、3D培養ベースのマイクロ・バイオリアクター・システムにおける最近の進歩、それに相当するin-vitroモデル、潜在的な応用について調査しています。

3D細胞培養モデルは、細胞により自然な環境を提供するため、新しい治療法や治療法の開発を加速させることが期待されています。病気や組織の発達を研究するための新しいモデルには、3D細胞培養が含まれます。予測期間中、2D培養細胞よりも薬物反応や毒性の予測に優れているため、一部の製薬会社やバイオテクノロジー会社からの需要が増加すると予想されます。3D細胞のこうした特性により、無関係な薬剤候補の予備的排除や関連する薬剤化合物の検証が可能になります。薬物反応の研究に3D細胞培養を利用することで、早期の真偽確認が可能となり、リソース、時間、コストの節約につながります。したがって、これらの疾患モデルは、バイオテクノロジー企業や製薬企業による、より効果的で信頼性の高い治療法の開発を加速することができます。世界の3D細胞培養市場における製薬・バイオテクノロジー企業セグメントの成長は、さまざまな技術の進歩、研究開発活動への多額の投資、生物医学用途における3D細胞培養の需要の増加、3D細胞培養医療製品のFDA承認も主な要因です。

3D細胞培養市場の主要企業リスト

1. 3D Biotek Llc
2. Advanced Biomatrix Inc.
3. Avantor Inc
4. Becton
5. Dickinson and Company
6. Corning Incorporated
7. Insphero Ag
8. Lonza Group Ltd.
9. Merck and Co.Inc.
10. Synthecon
11. Incorporated
12. Thermo Fisher Scientific Inc.

最近の動き

• 2022年8月– BICOは、3Dアプリケーションに特化した創造的なビジネスであるAdvanced BioMatrixを買収し、両社が協力して市場をリードするバイオインクと試薬のポートフォリオを確保できるようになりました。
• 2021年5月-Hamilton社とInSphero社が、高度なリキッドハンドリング技術を用いたスフェロイドのハンドリングと生産を強化するための提携を発表。

3D細胞培養市場のセグメンテーション

製品別（2021年～2033年）

• 無足場プラットフォーム
  • ゲル
  • バイオリアクター
  • マイクロチップ
  • サービス
• 足場ベースのプラットフォーム
  • マクロスケール
  • マイクロスケール
  • ナノスケール
  • 固体足場

用途別 (2021-2033)

• がん研究
• 幹細胞研究
• 創薬研究
• 再生医療

エンドユーザー別（2021-2033）

• 製薬・バイオテクノロジー企業
• 学術・研究機関
• 病院・診断ラボ
• その他

エグゼクティブサマリー

調査範囲とセグメンテーション

市場機会評価

市場動向

市場評価

規制の枠組み

ESG動向

3D細胞培養の世界市場規模分析

1. 3D細胞培養の世界市場紹介
2. 製品別
   1. 製品紹介
      1. 金額別製品
   2. 無足場プラットフォーム
      1. 価値別
      2. ゲル
         1. ゲル 価値別
      3. バイオリアクター
         1. バイオリアクター
      4. マイクロチップ
         1. マイクロチップ 価値別
      5. サービス
         1. サービス 価値別
   3. 足場ベースプラットフォーム
      1. 価値別
      2. マクロスケール
         1. マクロスケール 価値別
      3. マイクロスケール
         1. マイクロスケール
      4. ナノスケール
         1. ナノスケール
      5. 固体足場
         1. 固体足場 金額別
3. 用途別
   1. 導入
      1. 金額別用途
   2. 癌研究
      1. 金額別
   3. 幹細胞研究
      1. 価値別
   4. 創薬
      1. 価値別
   5. 再生医療
      1. 価値別
4. エンドユーザー別
   1. 製品紹介
      1. 金額別エンドユーザー
   2. 製薬・バイオ企業
      1. 金額別
   3. 学術・研究機関
      1. 金額別
   4. 病院および診断ラボ
      1. 金額別
   5. その他
      1. 金額別

北米市場の分析

ヨーロッパの市場分析

アジア太平洋市場の分析

中東・アフリカ市場の分析

ラタム市場の分析

競争環境

市場プレイヤーの評価

調査方法

付録

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