市場調査レポート

3Dバイオプリントされたヒト組織市場規模と展望、2026年~2034年

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世界的な3Dバイオプリントされたヒト組織市場は、再生医療、薬剤試験、疾患モデリング、治療用途を目的とした多岐にわたる人工組織で構成され、医療成果と生物医学研究の進歩に大きく貢献しています。この市場は、2025年には20.9億米ドルと推定され、2034年までに57.8億米ドルに達すると予測されており、予測期間中の年平均成長率(CAGR)は12.04%という顕著な成長が見込まれています。この目覚ましい成長の主な要因は、臓器移植の需要増加、深刻化するドナー臓器不足、そして慢性疾患や外傷の治療における再生医療の採用拡大です。バイオプリンティング技術、生体材料、組織成熟技術の継続的な進歩は、3Dバイオプリントされたヒト組織の精度、機能性、およびスケーラビリティを世界的に向上させています。

**主要トレンド**
3Dバイオプリントされたヒト組織市場における主要なトレンドの一つは、研究中心の用途から臨床および治療用途への移行です。例えば、3D Systems社が末梢神経修復のための3Dバイオプリントされたヒト組織の使用を可能にするCOAPTIUM CONNECTデバイスでFDA承認を得たことは、この市場の転換を明確に示しています。このような転換は、臨床現場における3Dバイオプリントされたヒト組織のより広範な採用を促し、患者の転帰を改善し、治療選択肢を拡大する可能性を秘めています。

次に、動物実験に代わる倫理的・規制的支援への注目が高まっていることも重要なトレンドです。米国食品医薬品局(FDA)は、臓器チップや3Dバイオプリントされたヒト組織を含む「新しいアプローチ手法(NAMs)」を活用し、より正確でヒトに関連性の高い安全性データを提供することで、薬剤開発における動物実験を削減する計画を発表しました。この規制上の転換は、倫理基準と規制要件に適合することで、3Dバイオプリントされたヒト組織の採用にとって好ましい環境を作り出し、製造業者や医療提供者による投資と活用を奨励しています。

さらに、個別化医療への需要の増加も市場の成長を加速させています。2023年2月には、3D Systems社が外科的再建のための3Dバイオプリントされたヒト組織の開発を目的とした再生組織プログラムを立ち上げました。このプログラムは、先進的なバイオプリンティング技術と患者由来の細胞を用いて、乳房組織のような患者固有の軟組織を再建手術用に作成することに焦点を当てています。この取り組みは、患者個々に合わせたソリューションを提供し、外科的転帰と患者満足度を向上させることで、個別化医療への高まるトレンドと一致しています。

**成長要因**
3Dバイオプリントされたヒト組織市場の成長は、以下の複数の強力な要因によって推進されています。
1. **臓器移植需要の増加とドナー臓器不足の深刻化:** 世界的にドナー臓器が不足する中、3Dバイオプリントされたヒト組織は、この深刻なギャップを埋める革新的な代替手段として大きな期待が寄せられています。
2. **再生医療の採用拡大:** 慢性疾患や外傷の治療において、組織の再生や修復を目的とした再生医療への関心が高まり、損傷した組織や臓器の修復・置換に3Dバイオプリントされた組織が利用されています。
3. **臨床・治療用途への移行:** 3D Systems社のFDA承認事例に見られるように、3Dバイオプリントされたヒト組織が研究段階から実際の臨床応用へと移行していることが、市場の採用を加速させています。
4. **動物実験代替法への規制支援:** FDAがNAMsを支持し、薬剤開発における動物実験の削減を推進していることは、3Dバイオプリントされたヒト組織の利用を促進する主要な要因です。
5. **個別化医療への需要拡大:** 患者固有のニーズに合わせた治療法への要求が高まる中、3Dバイオプリントされたヒト組織は、患者自身の細胞から作製されたカスタマイズされた組織を提供し、治療効果を最大化し、拒絶反応のリスクを低減する可能性を秘めています。
6. **先進的な研究開発インフラと投資:** 北米などの地域では、高度な研究開発インフラと、主要なバイオテクノロジー企業や製薬会社からの強力な投資が市場の成長を支え、技術革新と製品開発を加速させています。
7. **政府による支援と医療イノベーションの推進:** アジア太平洋地域、特に中国、日本、インドの政府は、医療イノベーションを強力に支援し、3Dバイオプリントされたヒト組織を含む新技術の発展を促進しています。中国の国家薬品監督管理局(NMPA)による生物学的3Dプリンティングの評価方法確立は、承認リスクを低減し、投資を誘致し、臨床応用を支援しています。
8. **先進的なバイオインクの開発:** 欧州では、フラウンホーファーIMWSがERDF資金提供のQualilab 3Dプロジェクトを通じて開発した先進的なバイオインクが、細胞適合性を向上させ、血管構造や臓器構造のプリントを可能にしています。また、英国では4D BiomaterialsがInnovate UKの支援を受けて、強度を調整できヒト細胞と親和性の高い生体吸収性3D組織足場用の新規液体樹脂を開発しており、独自の材料革新が市場を牽引しています。
9. **生物医学研究ハブの発展と産学連携:** サウジアラビア、アラブ首長国連邦、南アフリカなどの国々は、バイオテクノロジー研究に多額の投資を行い、先進的な研究所を設立し、学術機関と民間企業間の共同プロジェクトに資金を提供しています。南アフリカでは、中央工科大学が地域特有の医療需要に合わせた手頃な価格の国産医療機器開発を目指すプロジェクトを進めるなど、専門研究イニシアチブが拡大しています。ラテンアメリカでは、ブラジル、アルゼンチン、チリなどで地域医療に特化したバイオプリンティングおよび再生医療スタートアップが台頭し、イノベーションエコシステムを拡大しています。特にアルゼンチンでは、ブエノスアイレス大学がBioPrint Argentinaと提携し、薬剤毒性試験用の患者固有の組織モデルを作成するなど、産学連携が強化されています。

**阻害要因**
3Dバイオプリントされたヒト組織市場の主要な課題の一つは、バイオプリンティング技術に関連する高い生産コストです。これは、大規模な採用と臨床的実現可能性を制限する要因となっています。例えば、CELLINK社の高度な3Dバイオプリンターと独自のバイオインクの費用は1ユニットあたり10万米ドルを超え、さらに消耗品やメンテナンスに追加費用がかかります。このような高コストは、小規模な研究機関や病院がこの技術を大規模に導入することを困難にし、臨床応用を制限しています。

**機会**
世界市場にとっての大きな機会は、3Dバイオプリントされたヒト組織を薬剤開発プロセスに統合することにあります。この進歩は、前臨床試験の効率と精度を高め、新しい薬剤に対するヒトの反応の予測可能性を向上させます。例えば、2025年7月には、Altasciences社がVoxCell BioInnovation社と提携し、高解像度の3Dバイオプリントされたヒト組織を眼科薬剤スクリーニングなどの前臨床薬剤試験に利用することを発表しました。これは、よりヒトに関連性の高いモデルを提供し、研究開発の迅速化と新薬の成功率向上に貢献すると期待されています。

**セグメント分析**
**組織タイプ別:**
* **皮膚組織:** 2025年には31.74%の収益シェアで市場を支配しました。これは、美容および製薬試験における3Dバイオプリントされた皮膚の使用増加、慢性創傷や熱傷の有病率の上昇、個別化された皮膚移植を可能にする患者固有のバイオインクの進歩に起因します。
* **肝臓組織:** 予測期間中13.24%という最速のCAGRを記録すると予想されています。これは、薬剤開発や毒性試験において肝臓モデルの需要が非常に高く、従来の2D細胞培養と比較してより正確なモデルを提供するためです。

**用途別:**
* **研究ベースの用途:** 2026年から2034年にかけて13.89%のCAGRで成長が予測されます。正確な疾患モデルへの需要増加と、前臨床薬剤試験における3Dバイオプリントされた組織の採用拡大が要因です。
* **治療ベースの用途:** 2025年には市場を支配しました。皮膚移植や臓器構築のためのバイオプリントされた組織の開発を含む再生医療における急速な進歩が、組織修復と置換のための有望なソリューションを提供しているためです。

**エンドユーザー別:**
* **製薬およびバイオテクノロジー企業:** 2025年には46.80%の収益シェアで市場を支配しました。これは、再生医療への投資増加、研究機関との強力な協力関係、および組織の機能性とスケーラビリティを高める幹細胞ベースおよび合成バイオインクの進歩によって推進されています。
* **病院:** 13.52%という最速のCAGRを記録すると予想されています。個々の患者プロファイルに合わせた組織を作成できる能力が、治療効果をさらに高め、回復時間を短縮するため、バイオプリントされた組織は病院環境において貴重な資産となっています。

**地域分析**
* **北米:** 2025年には47.92%の収益シェアで市場を支配しました。先進的な研究開発インフラと、主要なバイオテクノロジー企業や製薬会社による強力な投資が成長要因です。特に米国では、FDAがNAMsを支持し、薬剤試験や疾患モデリングにおける3Dバイオプリントされたヒト組織の利用を促進していることが市場を牽引しています。
* **アジア太平洋地域:** 予測期間中14.31%のCAGRで最も急速に成長する地域となるでしょう。中国、日本、インドなどの政府が強力な支援を提供し、医療イノベーションを促進していること、および学術機関と産業界の協力が増加していることが要因です。中国では、NMPAの規制科学プロジェクトが生物学的3Dプリンティングの評価方法を確立し、市場成長を促進しています。
* **欧州:** フラウンホーファーIMWSによる先進的なバイオインク開発(Qualilab 3Dプロジェクト)や、英国4D Biomaterialsによる生体吸収性3D組織足場用新規液体樹脂の開発が市場を牽引しています。
* **ラテンアメリカ、中東、アフリカ (LAMEA):** 各国政府によるバイオテクノロジー研究への投資、研究ハブの設立、産学連携(例:南アフリカでの地域特化型医療機器開発プロジェクト、アルゼンチンでの薬剤毒性試験用組織モデル開発)が市場成長を促進しています。

**競合状況**
世界の3Dバイオプリントされたヒト組織市場は、確立されたバイオテクノロジー企業、専門のバイオプリンティング企業、およびニッチな用途に焦点を当てる新興スタートアップが存在するため、中程度に細分化されています。Organovo Holdings, Inc.は、機能的な三次元ヒト組織の作成に焦点を当てている、世界市場における新興プレイヤーです。


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[参考情報]
3Dバイオプリントされたヒト組織とは、生体材料と細胞を用いて、実際のヒト組織の構造と機能を模倣した三次元構造体を、3Dプリンティング技術によって作製する先端技術を指します。この技術では、バイオインクと呼ばれる、細胞と生体適合性のある高分子材料(ハイドロゲルなど)を混合した特殊なインクが用いられ、コンピュータ制御の下、層を積み重ねるようにして微細な組織構造が構築されます。これにより、生体内の複雑な環境を試験管内で再現し、より生理学的に関連性の高いモデルを提供することが可能となります。

この技術を用いて、様々な種類の組織が作製されています。比較的単純な構造を持つ皮膚組織や軟骨組織から、血管網や神経網を含む複雑な臓器モデルに至るまで、その範囲は広範に及びます。例えば、機能的な肝臓スライスモデル、心臓パッチ、腎臓組織、さらには神経組織などが研究されており、特に血管新生が伴う厚い組織の作製は、栄養供給や老廃物除去の観点から重要な課題とされていますが、その克服に向けた研究も活発に進められています。これらの組織モデルは、特定の疾患のメカニズムを解明するため、あるいは損傷した組織の修復を目指すために開発されています。

3Dバイオプリントされたヒト組織は、多岐にわたる分野での応用が期待されています。最も注目される用途の一つは、医薬品開発におけるスクリーニングと毒性試験です。従来の動物実験や二次元細胞培養に比べ、ヒトの生理環境に近い三次元組織モデルを用いることで、より正確な薬効評価や副作用予測が可能となり、新薬開発の効率化とコスト削減に貢献します。また、再生医療の分野では、損傷した臓器や組織を置き換えるための移植可能な組織・臓器の作製が究極的な目標とされています。さらに、疾患モデリングとして、アルツハイマー病や癌などの複雑な疾患の発生メカニズムや進行過程をin vitroで詳細に研究するためのプラットフォームとしても活用されています。化粧品や化学物質の安全性試験においても、動物実験の代替手段としてその利用が広がっています。

この技術を支える関連技術も日々進化しています。3Dバイオプリンティング技術自体には、細胞をインクジェットのように吐出するインクジェット方式、高粘度のバイオインクを押し出す押出方式、レーザーを用いて細胞を精密に配置するレーザーアシスト方式など、複数の手法が存在し、それぞれバイオインクの特性や求める解像度に応じて使い分けられています。バイオインクの成分としては、細胞(iPS細胞や間葉系幹細胞などの幹細胞、あるいは初代細胞)、そして細胞の足場となるコラーゲン、ゼラチン、アルギン酸、ヒアルロン酸などの生体高分子材料、さらには細胞の増殖や分化を促す成長因子などが含まれます。作製された組織を培養し、成熟させるためには、温度、湿度、酸素濃度などを精密に制御するバイオリアクターも不可欠であり、組織の構造や機能を評価するための高度なイメージング技術も重要な役割を担っています。これらの技術の融合が、より複雑で機能的なヒト組織の作製を可能にしています。