Informe de investigación de mercado Órgano en un chip: pronóstico global hasta 2032

Descripción general del mercado global de órganos en un chip

Se espera que el tamaño del mercado de Órgano en un chip alcance los 230 millones de dólares estadounidenses para 2032 con una tasa compuesta anual del 11.7% durante el período previsto 2023-2032. 

Los órganos en chips (OOC) son pequeños dispositivos de plástico con cámaras de microfluidos biocompatibles, que contienen múltiples células humanas vivas en un cultivo 3D que simulan funciones fisiológicas vitales de los órganos del cuerpo. Estas células se colocan en un entorno que replica artificialmente aspectos del cuerpo humano, como la morfología, el movimiento, el flujo, los estímulos eléctricos y los gradientes de líquido.

Se ha producido un aumento en el número de acuerdos de colaboración comercial entre empresas farmacéuticas y spin-offs universitarias y la entrada en el mercado de nuevos modelos avanzados de OOC. Se espera que el lanzamiento previsto de modelos avanzados de órganos específicos y modelos humanos en chip aumente aún más la tasa de crecimiento de este mercado de órganos en chip en el futuro.

El pequeño tamaño del mercado se debe principalmente a que los OOC aún no se han comercializado por completo. Todavía se encuentran en la fase de investigación y desarrollo y están siendo utilizados por un número limitado de usuarios finales.

Ha habido un aumento notable en la prevalencia de acuerdos de ventas conjuntas entre corporaciones farmacéuticas y empresas derivadas de universidades, acompañado por la introducción en el mercado de novedosos modelos avanzados de sistemas de órgano en un chip (OOC). Es probable que la tasa de crecimiento futuro del mercado de Órganos en un chip aumente aún más con el próximo desarrollo de modelos mejorados específicos de órganos y modelos humanos en chips. 

Además, se espera que el crecimiento del mercado esté impulsado por procedimientos mejorados de detección de drogas, que han llevado a un aumento de las actividades de investigación y desarrollo por parte de actores clave de la industria. Además, también se prevé que los esfuerzos estratégicos y los desarrollos en tecnología contribuyan al crecimiento del mercado en el futuro previsto.

El crecimiento del mercado está influenciado principalmente por dos factores clave: la importante reducción de costos en el desarrollo de fármacos lograda mediante el uso de modelos de órgano en un chip (OOC) y la disponibilidad de fondos tanto de grupos gubernamentales como no gubernamentales. El crecimiento proyectado a una alta tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) puede atribuirse al creciente número de acuerdos de ventas colaborativos entre empresas farmacéuticas y empresas derivadas de universidades, así como a la introducción en el mercado de nuevos modelos sofisticados de tecnología de órgano en un chip (OOC). 

Es probable que la futura tasa de crecimiento del mercado de Órganos en un chip mejore aún más con la próxima introducción de modelos sofisticados de órganos específicos y modelos humanos en chips.

En junio de 2024: Emulate, Inc. lanzó una nueva versión de su plataforma de órgano en un chip diseñada para simular mejor la función hepática humana. Se espera que esta actualización mejore la precisión de los estudios del metabolismo de los fármacos.

En abril de 2024, CN Bio obtuvo 21 millones de dólares en el primer cierre de su ronda de inversión Serie B, con Bayland Capital y CN Innovations Holdings Ltd contribuyendo significativamente.

Tendencias del mercado de órganos en un chip

La capacidad de los modelos OOC para reducir drásticamente los costos de desarrollo de medicamentos y las subvenciones de entidades gubernamentales y no gubernamentales son los principales factores que influyen en el crecimiento del mercado. Se espera que aumente a este alto CAGR debido a un aumento en el número de acuerdos de ventas colaborativos entre las compañías farmacéuticas y las empresas derivadas de las universidades y la entrada en el mercado de nuevos modelos avanzados de OOC. Se espera que el lanzamiento previsto de modelos avanzados específicos de órganos y modelos humanos en chip aumente aún más la tasa de crecimiento de este mercado de Órgano en chip en el futuro. Las subvenciones otorgadas por entidades gubernamentales y no gubernamentales han sido los impulsores clave de la industria OOC global hasta la fecha. La capacidad de los modelos OOC para reducir drásticamente los costos de desarrollo de fármacos será un impulsor clave del mercado en el futuro.

Además, las metodologías mejoradas de detección de medicamentos aumentaron la I+D por parte de los principales actores; también se prevé que las iniciativas estratégicas y los crecientes avances tecnológicos impulsen el crecimiento del mercado durante el período de pronóstico.

Controladores

• El aumento de la inversión por parte de las principales empresas en investigación y desarrollo de órganos en un chip. desarrollo (i+d)

• La creciente demanda de detección de drogas con órganos en chips

• Cada vez más atención de las empresas de órganos en chips a un enfoque integrado, OOC para modelos de enfermedades humanas, pruebas de medicamentos personalizadas y estado regulatorio de las pruebas que utilizan MOOC

• Aumento de las iniciativas gubernamentales y la financiación gubernamental para la I+D de OOC: importantes empresas como Mimetas e InSphero han estado colaborando con agencias gubernamentales y universidades de EE. UU. y Europa para el desarrollo de OOC novedosos y eficaces. Por ejemplo, en 2018, InSphero recibió una financiación gubernamental de 10 millones de dólares para la I+D de dichos modelos OOC.

Restricciones

• Regulaciones gubernamentales estrictas para la aprobación de medicamentos


• La complejidad de los modelos OOC

Perspectivas del segmento de mercado de órganos en un chip

Perspectivas sobre el tipo de órgano de órgano en un chip

• Pulmón en chip: es el segmento más grande del mercado de Órgano en chip y tuvo una participación de aproximadamente el 20 % en 2018. El pulmón en chip es un modelo tridimensional complejo de un pulmón humano vivo y que respira en un microchip.

• Heart-on-Chip: Es un dispositivo que se utiliza para producir tejidos cardíacos en modelos tridimensionales. Este dispositivo se utiliza para estudiar el desarrollo de fármacos cardíacos y pruebas de cardiotoxicidad para la medicina personalizada y la regeneración del tejido cardíaco dañado.

• Liver-on-Chip: Este chip genera información bioquímica y metabólica y muestra el funcionamiento del hígado. Las células biosensor fluorescentes del chip muestran cambios en las funciones de las células hepáticas, incluida la muerte celular o el daño de los radicales libres. Las aplicaciones importantes del hígado en chips son para probar la toxicidad general, la toxicidad mecanística y el metabolismo de los nutrientes.

• Intestine-on-Chip: estos chips se utilizan para estudiar la fisiología intestinal y la fisiopatología de los intestinos humanos. También se utiliza como herramienta de investigación para aplicaciones como estudios de metabolismo, nutrición, infecciones y farmacocinética de fármacos, así como medicina personalizada.

• Riñón en chip: Los riñones en chips constituyen chips de órganos, células y reactivos. Estos chips se utilizan para probar la toxicidad general, la toxicidad mecanicista y el transporte de fármacos en los riñones. 

• Skin-on-Chip: estos chips se utilizan para estimular la inflamación, el edema y los tratamientos farmacológicos para enfermedades de la piel. La piel en chips se utiliza para cultivar tejidos cutáneos dentro de un sistema de microfluidos que controla muchos parámetros físicos y bioquímicos de la piel humana.

• Barrera hematoencefálica en chip: estos chips se utilizan para mantener la homeostasis cerebral, inmunocitoquímica para analizar la morfología celular y la expresión de marcadores de proteínas, ensayos de permeabilidad e imágenes de calcio para estudiar el funcionamiento neuronal del cerebro.

• Human-on-Chip: son dispositivos de microfluidos que están revestidos con células humanas vivas y se utilizan para el desarrollo de fármacos, el modelado de enfermedades y la medicina personalizada. Estos chips también se utilizan para predecir las respuestas farmacocinéticas y farmacodinámicas de los fármacos en el cuerpo humano.

Información sobre aplicaciones de órgano en un chip

• Descubrimiento de fármacos: el segmento más grande del mercado de órganos en chips, debido a que un gran número de empresas farmacéuticas se están centrando en las pruebas de fármacos mediante modelos de órganos en chips.

• Investigación en toxicología: es el segundo segmento más grande en el mercado de órganos en un chip debido a que las principales universidades y centros de investigación se están centrando en la aplicación de OOC en pruebas de toxicología de medicamentos, que es un modelo mucho más avanzado en comparación con otros métodos de prueba de toxicología de medicamentos.

• Otros: Otras aplicaciones de los OOC incluyen alimentos y bebidas. industrias de bebidas y cosmética

Perspectivas del usuario final de órgano en un chip

• Compañías farmacéuticas: es el segmento más grande debido al aumento en el número de compañías farmacéuticas que utilizan OOC para sus pruebas de investigación y desarrollo, toxicidad de medicamentos y eficacia.

• Organizaciones de investigación: es el segundo segmento más grande en el mercado de órganos en un chip debido a las principales universidades, organizaciones de investigación y centros de investigación sin fines de lucro que se centran en la aplicación de OOC en pruebas de toxicología de medicamentos. Por ejemplo, el Instituto Wyss recibió casi 5,6 millones de dólares en subvenciones de la FDA de EE. UU. para utilizar su tecnología de órgano en chip para realizar pruebas en humanos en 2017.

• Otros: incluye pequeñas clínicas e institutos e investigadores individuales que trabajan en I+D de OOC

Perspectivas regionales de órgano en un chip

América: El mayor mercado regional de Órgano en Chip. Debido a la disponibilidad de una amplia gama de productos y servicios ofrecidos por los principales actores, incluido el diseño personalizado de nuevos chips con disposición de órganos específica y el aumento de las pruebas toxicológicas de sustancias químicas en los diferentes tipos de células de órganos.

Europa: Es el segundo mercado más grande y se espera que crezca a un ritmo constante durante el período previsto. Establecimiento de importantes proveedores de OOC en cinco países de la Unión Europea (UE), a saber, el Reino Unido, Alemania, Francia, Italia y España; iniciativas gubernamentales y financiación gubernamental para institutos de investigación; colaboraciones entre empresas y universidades para desarrollar OOC innovadores y se espera que una infraestructura de atención médica bien desarrollada impulse el crecimiento del mercado.

Asia-Pacífico: el mercado regional de Órgano en Chip de más rápido crecimiento. Además, la región cuenta con un marco regulatorio de apoyo para la aprobación de OOC en Corea del Sur, Australia, Japón y China. Este factor, junto con una alta prevalencia de enfermedades crónicas, impulsará el mercado durante el período de previsión.

Medio Oriente y Asia África: se espera que el mercado de Órgano en Chip de Oriente Medio muestre un mayor crecimiento en comparación con el mercado africano, debido a la presencia de países desarrollados como Arabia Saudita y Omán en la región.

Desarrollos de la industria de órganos en un chip
En enero de 2024, Emulate anunció una asociación con Pfizer para desarrollar modelos OoC para el descubrimiento de fármacos y pruebas de seguridad. En septiembre de 2023, CN Bio, una destacada empresa especializada en tecnología de órganos en un chip (OOC) para diseñar y producir sistemas microfisiológicos (MPS) con órganos únicos y múltiples, firmó una asociación estratégica con LifeNet Health LifeSciences, también conocida como "LifeNet Health". LifeNet Health es una organización sin fines de lucro reconocida mundialmente por su experiencia en soluciones de investigación totalmente humanas. El propósito de esta colaboración es proporcionar la serie PhysioMimix® OOC de MPS de CN Bio con células humanas primarias validadas. 

El acuerdo implica la inclusión de células hepáticas de LifeNet Health, que han sido validadas para alta calidad y MPS, en el kit 'in-a-box' para esteatohepatitis no alcohólica (NASH) de CN Bio. Alternativamente, los clientes pueden obtener estas células directamente de LifeNet Health. Esta colaboración ofrece a los clientes una solución simplificada para replicar los modelos avanzados de hígado in vitro desarrollados por la empresa y mejorar el éxito de sus ensayos.

En noviembre de 2023, Emulate Inc. anuncia el lanzamiento de su nueva plataforma Liver-on-a-Chip, un dispositivo de microfluidos que se puede utilizar para modelar la función hepática in vitro. La plataforma Liver-on-a-Chip está diseñada para proporcionar a los investigadores una forma más precisa y confiable de estudiar enfermedades hepáticas y desarrollar nuevos tratamientos.

InSphero AG anuncia el lanzamiento de su nueva plataforma Skin-on-a-Chip, un dispositivo de microfluidos que se puede utilizar para modelar la función de la piel in vitro. La plataforma Skin-on-a-Chip está diseñada para proporcionar a los investigadores una forma más precisa y confiable de estudiar enfermedades de la piel y desarrollar nuevos tratamientos.

En noviembre de 2023, Organovo Inc. anuncia el lanzamiento de su nueva plataforma Ex Vivo Kidney, un riñón diseñado mediante bioingeniería que se puede utilizar para modelar la función renal in vivo. La plataforma Ex Vivo Kidney está diseñada para proporcionar a los investigadores una forma más precisa y confiable de estudiar enfermedades renales y desarrollar nuevos tratamientos.

En abril de 2023, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) en Corea del Sur y el Hospital Eunpyeong St. Mary's de la Universidad Católica de Corea lograron con éxito el desarrollo de un chip en un chip de múltiples órganos, que utiliza tecnología de impresión celular 3D. Este chip innovador tiene como objetivo imitar fielmente las condiciones patológicas asociadas con la diabetes tipo 2 (DT2). Para simular las características patogénicas de la diabetes y sus consecuencias, el equipo del estudio produjo biotintas obtenidas del páncreas, el tejido adiposo y el hígado, que exhiben asociaciones significativas con la diabetes tipo 2 (DT2). 

Posteriormente, los investigadores utilizaron técnicas de impresión celular 3D para fabricar una plataforma de chip en un chip de múltiples órganos, diseñada estratégicamente para replicar con precisión las características patológicas asociadas con la diabetes tipo 2 (DT2). 

Jugadores clave del mercado Órgano en un chip

• CN Bio Innovations Limited (Reino Unido)


• Emulate, Inc. (Estados Unidos)


• TissUse GmbH (Alemania)


• MIMETAS BV (Países Bajos)


• Corporación Hµrel


• Nortis, Inc. (EE. UU.)


• InSphero (Suiza)


• TARA Biosystems, Inc. (EE. UU.)


• Axosim (EE.UU.)


• Organovo Holdings Inc. (Estados Unidos)


• BioIVT (EE.UU.)


• HemoShear Therapeutics, LLC (EE. UU.)

Report Attribute/Metric	Details
Market Size	USD 0.23 Billion
CAGR	11.7% (2023- 2032)
Base Year	2022
Forecast Period	2023-2032
Historical Data	2021
Forecast Units	Value (USD Million)
Report Coverage	Revenue Forecast, Competitive Landscape, Growth Factors, and Trends
Segments Covered	Organ Type, Application and End-User
Geographies Covered	North America, Europe, Asia-Pacific, and Rest of the World (RoW)
Key Vendors	CN Bio Innovations Limited (UK), Emulate, Inc. (US), TissUse GmbH (Germany), MIMETAS BV (Netherlands), Hµrel Corporation, Nortis, Inc. (US), InSphero (Switzerland), TARA Biosystems, Inc. (US), Axosim (US), Organovo Holdings Inc. (US), BioIVT (US), HemoShear Therapeutics, LLC (US)
Key Market Opportunities	Ability of OOC models to reduce drug development costs drastically and grants by government and non-government entities
Key Market Drivers	·  Increasing investment by major companies in organ-on-a-chip research & development·  The growing demand for drug screening with organs-on-a-chips