オルガンオンチップ市場 規模・シェア予測：臓器タイプ別、用途別、エンドユーザー別、地域別（2025-2030年）

オルガンオンチップ市場は、2025年に3.9億米ドルと推定され、2030年までに15.1億米ドルに達すると予測されており、予測期間（2025年～2030年）中の年平均成長率（CAGR）は30.94%に上ると見込まれております。この市場は、北米が最大の市場であり、アジア太平洋地域が最も急速に成長する市場となるでしょう。市場の集中度は中程度です。

市場の推進要因とトレンド

オルガンオンチップ市場の成長は、複数の主要な要因によって推進されております。規制当局によるマイクロ生理学的システムの検証、製薬企業による動物実験に代わる試験への研究開発資金の転換、そして3Dプリンティング技術の進歩によるデバイス製造コストの削減が、需要を押し上げています。

特に、動物実験を不要とする前臨床試験の義務化が大きな影響を与えています。米国では、FDA近代化法2.0やISTANDパイロットプログラムにより、モノクローナル抗体に対する動物実験の義務化が段階的に廃止され、ヒト関連試験ベッドの採用が加速しています。これにより、製薬企業は内部プロトコルを見直し、スクリーニング予算をオルガンオンチップに振り向けています。欧州でも動物研究に対する規制が強化されており、これらの政策的動きが市場の安定した需要基盤を形成し、受託研究機関（CRO）における調達フレームワークを推進しています。この要因はCAGRに+7.5%の影響を与え、北米と欧州で中期的に重要です。

また、慢性疾患や複雑な疾患の負担増大も市場を牽引しています。代謝症候群、非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）、神経変性疾患などの慢性疾患は、世界の罹患率においてその割合を拡大しています。Hesperos社のマルチオルガンチップを用いた2024年の研究では、NAFLDの進行が再現され、動物モデルでは見逃される治療的ウィンドウが特定されました。このようなヒトの病態生理を模倣する能力は、研究開発における意思決定を支援し、臨床試験の失敗コストを削減します。この要因はCAGRに+6.2%の影響を与え、先進医療市場で長期的に重要です。

さらに、個別化医療と患者由来チップへの需要の高まりも重要な推進力です。個別化された腫瘍学プログラムや希少疾患プログラムは、個々の多様性を捉える試験システムに依存しています。コロンビア大学の研究者たちは、心臓、骨、肝臓、皮膚組織を血管流で連結するカスタマイズ可能なマルチオルガン構造を構築し、患者固有の細胞をロードすることで、ヒトへの初回投与前に治療レジメンを評価することを可能にしました。この要因はCAGRに+5.8%の影響を与え、北米、欧州、日本、韓国で中期的に重要です。

医薬品毒性の早期検出の必要性も市場成長に寄与しています。薬物誘発性肝障害は、後期段階の失敗の約40%を占めています。2024年9月にFDAがヒト肝臓チップをISTANDパイロットプログラムに受け入れたことは、毒性評価のための検証済み経路を提供しました。CN Bio社が2024年11月に発売したPhysioMimix Bioavailabilityアッセイキットは、動的な流動条件下での経口吸収を評価することで、これらの取り組みを補完しています。この要因はCAGRに+4.3%の影響を与え、製薬研究開発が盛んな地域で短期的に重要です。

戦略的投資とパートナーシップ（CAGRに+3.9%の影響）、そしてマイクロファブリケーションおよび3Dバイオプリンティング技術の進歩（CAGRに+3.2%の影響）も、市場の成長を後押ししています。

市場の抑制要因

一方で、オルガンオンチップ市場の広範な採用を妨げるいくつかの課題も存在します。

第一に、技術的な複雑さとスキルギャップが挙げられます。マイクロ流体プラットフォームの操作には、細胞生物学、工学、センサー統合といった分野横断的な専門知識が求められます。2024年5月の調査では、小規模な研究室において、訓練された人材や標準化されたプロトコルへのアクセスが限られていることが指摘されました。マルチオルガンシステムは、各モジュールが厳密な流量制御と同期したデータ取得を必要とするため、この負担をさらに増大させます。この要因はCAGRに-5.4%の影響を与え、新興市場で中期的に重要です。

第二に、マイクロ流体インフラの高額な初期投資と運用コストがあります。精密ポンプ、ガス制御インキュベーター、高コンテンツイメージング装置などは、かなりのオーバーヘッドを発生させます。消耗品、頻繁な滅菌、熟練した技術者の必要性も、アッセイあたりの費用を膨らませます。この要因はCAGRに-4.8%の影響を与え、資源が限られた地域で短期的に重要です。

さらに、規制当局による検証とガイドラインの限定性（CAGRに-3.6%の影響）、および自動化されたツールチェーンに対する高額な設備投資（CAGRに-3.2%の影響）も、特に新興市場において市場の成長を抑制する要因となっています。

セグメント分析

* 臓器タイプ別:
2024年には、肺チップがオルガンオンチップ市場シェアの34.8%を占め、呼吸器毒性、感染症研究、エアロゾル送達研究における有用性を示しました。一方、心臓チップは2030年までに33.4%の最速CAGRで成長すると予測されており、不整脈スクリーニングや腫瘍化合物に対する心毒性試験によって牽引されています。脳および中枢神経系（CNS）サブセグメントも、神経変性研究におけるげっ歯類モデルの代替として有望視されています。肝臓チップ、腎臓チップ、腸チップなども、それぞれ薬物代謝、腎毒性、消化器疾患の研究において重要な役割を果たしており、市場の多様なニーズに応えています。

* エンドユーザー別:
製薬・バイオテクノロジー企業は、創薬スクリーニング、毒性試験、疾患モデリングにおけるオルガンオンチップ技術の採用を加速させており、2024年には市場の最大のシェアを占めると予測されています。学術・研究機関も、基礎研究や新しい治療法の開発において重要な役割を果たしています。

* 地域別:
北米は、強力な研究開発インフラ、主要企業の存在、および政府の支援により、オルガンオンチップ市場をリードしています。欧州も、厳格な動物実験規制と技術革新への注力により、重要な市場となっています。アジア太平洋地域は、特に中国とインドにおける医療インフラの改善と研究投資の増加により、最も急速に成長する地域として浮上しています。

臓器チップ市場に関するレポートの概要

本レポートは、臓器チップ市場の現状、成長要因、課題、将来展望を詳細に分析したものです。臓器チップは、マイクロ流体デバイスを用いて生きたヒトまたは動物細胞を3次元チャネルで培養し、臓器の生理機能を再現する技術であり、主に研究、毒性試験、初期段階の創薬開発に応用されます。市場の定義には、完成チップ、統合機器、必須消耗品、および関連するカスタムまたは標準サービスが含まれます。ただし、マイクロ流体フローが統合されていないスタンドアロンのオルガノイド培養プレートは本調査の範囲外です。

市場規模と成長予測
臓器チップ市場は、2030年までに15億米ドルに達すると予測されており、2025年から2030年にかけて年平均成長率（CAGR）30.94%で力強く成長する見込みです。Mordor Intelligenceの予測では、2025年の市場規模は0.39億米ドルとされています。他社の予測値と比較して数値に差異が見られることがありますが、これは他社がデバイスのみを対象とし、カスタムサービスや多臓器プラットフォームを除外していること、あるいは限定的な出荷調査に依存していることなどが主な要因であり、本調査はより広範な製品ミックスとサービス収益を考慮した包括的なモデルに基づいています。

主要な市場推進要因
市場の成長を牽引する主な要因は以下の通りです。
* 動物実験代替への世界的な規制移行： 前臨床試験における動物実験を不要とする規制の動きが世界的に加速しています。
* 慢性・複雑な疾患の負担増とより良いモデルの必要性： 慢性疾患や複雑な疾患の増加に伴い、より正確で予測性の高い疾患モデルへの需要が高まっています。
* 精密医療と患者由来チップへの需要増加： 個別化された治療法開発のための精密医療や患者由来臓器チップへの関心が高まっています。
* 薬剤毒性の早期検出と新製品投入の必要性： 薬剤開発プロセスにおける毒性の早期検出と、新製品の迅速な市場投入が求められています。
* 戦略的投資とパートナーシップによる商業化の加速： 臓器チップ技術の商業化を加速させるための戦略的投資や企業間のパートナーシップが増加しています。
* マイクロファブリケーションと3Dバイオプリンティングの技術進歩： これらの技術革新が、高解像度で複雑な臓器チップの製造を可能にしています。

主要な市場阻害要因
一方で、市場の成長を妨げる可能性のある要因も存在します。
* 技術的な複雑さとスキルギャップ： 臓器チップ技術の複雑さや、それを扱う専門スキルの不足が広範な導入を妨げています。
* マイクロ流体インフラの高い設備投資と運用コスト： マイクロ流体インフラの構築には高額な初期投資と運用コストがかかります。
* 規制当局による検証と調和されたガイドラインの不足： 臓器チップデータの規制当局による検証が限定的であり、統一されたガイドラインが不足しています。
* 自動化されたマイクロ流体ツールチェーンの高い設備投資： 自動化されたマイクロ流体ツールチェーンの導入には、高額な設備投資が必要です。

セグメンテーション分析
市場は、臓器タイプ、用途、エンドユーザー、地域別に詳細に分析されています。
* 臓器タイプ別： 肝臓、心臓、肺、腎臓、腸、脳・CNS、皮膚、多臓器・その他の複雑系が含まれます。特に肺チップは、呼吸器研究や吸入毒性試験における強い需要を反映し、2024年の収益の34.8%を占めています。
* 用途別： 創薬・リード特定、ADME/毒性スクリーニング、疾患モデリング、精密医療・個別化治療、その他の用途に分類されます。
* エンドユーザー別： 製薬・バイオテクノロジー企業、受託研究機関（CRO）、学術・研究機関、化粧品・パーソナルケア産業、その他のエンドユーザーが含まれます。CROは、自社でインフラを持たないスポンサー企業へのアウトソーシングサービス提供により、2025年から2030年にかけてCAGR 36.8%で最も速い成長が予測されています。
* 地域別： 北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米に区分されます。アジア太平洋地域は、政府のR&D補助金、成長する製薬基盤、チップデータを受け入れる規制ガイダンスの整備により、CAGR 35.3%で最も速い拡大が見込まれています。

規制環境と技術的進歩
規制面では、米国FDAのISTANDパイロットプログラムがチップ生成の安全性データを受け入れており、FDA近代化法2.0は動物実験の義務を撤廃し、代替法の明確な道筋を確立しています。技術面では、LCD 3Dプリンティングや自動熱可塑性樹脂製造の進歩により、デバイスあたりの生産コストが削減され、高解像度チップの大量生産が可能になっています。

競争環境
市場には、Emulate Inc.、MIMETAS BV、CN Bio Innovations、TissUse GmbH、Hesperos Inc.、AxoSim Technologies、Altis Biosystems、InSphero AG、Nortis Inc.、Kirkstall Ltd、Netri SAS、BiomimX SRL、Bi/ond BV、Organovo Holdings Inc.、Allevi Inc. (3D Systems)、Elveflow (Elvesys)、Hurel Corporation、Valo Health (Tara Biosystems)、SynVivo (CFD Research)、BioChip Technologies GmbHなど、多数の企業が参入し競争を繰り広げています。レポートでは、市場集中度、戦略的動向、主要企業の市場シェア分析も提供されています。

調査方法の信頼性
Mordor Intelligenceの調査は、一次調査（マイクロ流体エンジニア、製薬毒性学者、CRO調達担当者、ベンチャー投資家へのインタビューやアンケート）と二次調査（米国FDA近代化法2.0の概要、NIH/NCATS Tissue Chipsプログラムのリリース、世界知的所有権機関の特許出願、学術誌、企業報告書、有料データベースなど）を組み合わせた包括的なアプローチを採用しています。市場規模の推定には、トップダウンの「創薬開発支出代替モデル」と、サプライヤーのチップ出荷量や平均販売価格（ASP）に基づくボトムアップのアプローチが併用されています。データは厳格な内部レビューと年間更新サイクルを経て検証されており、意思決定者が信頼できるバランスの取れた再現性のあるベースラインを提供しています。

1. はじめに

• 1.1 調査の前提と市場の定義

• 1.2 調査範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場の状況

• 4.1 市場概要

• 4.2 市場の推進要因
  • 4.2.1 動物実験を伴わない前臨床試験義務化への世界的な移行

  • 4.2.2 より良いモデルを必要とする慢性および複雑な疾患の高い負担

  • 4.2.3 精密医療と患者由来チップへの需要の高まり

  • 4.2.4 薬物毒性の早期発見と新製品発売の必要性

  • 4.2.5 商業化を加速する戦略的投資とパートナーシップ

  • 4.2.6 微細加工と3Dバイオプリンティングにおける技術的進歩

• 4.3 市場の制約
  • 4.3.1 広範な採用を妨げる技術的複雑性とスキルギャップ

  • 4.3.2 マイクロ流体インフラの高い設備投資と運用コスト

  • 4.3.3 限られた規制上の検証と調和されたガイドライン

  • 4.3.4 自動マイクロ流体ツールチェーンの高い設備投資

• 4.4 規制の状況

• 4.5 ポーターの5つの力分析
  • 4.5.1 新規参入の脅威

  • 4.5.2 買い手の交渉力

  • 4.5.3 供給者の交渉力

  • 4.5.4 代替品の脅威

  • 4.5.5 競争の激しさ

5. 市場規模と成長予測（米ドル建て）

• 5.1 臓器タイプ別
  • 5.1.1 肝臓

  • 5.1.2 心臓

  • 5.1.3 肺

  • 5.1.4 腎臓

  • 5.1.5 腸

  • 5.1.6 脳および中枢神経系

  • 5.1.7 皮膚

  • 5.1.8 多臓器およびその他の複雑なシステム

• 5.2 用途別
  • 5.2.1 創薬およびリード特定

  • 5.2.2 ADME/毒性スクリーニング

  • 5.2.3 疾患モデリング

  • 5.2.4 精密医療および個別化治療

  • 5.2.5 その他の用途

• 5.3 エンドユーザー別
  • 5.3.1 製薬・バイオテクノロジー企業

  • 5.3.2 受託研究機関

  • 5.3.3 学術・研究機関

  • 5.3.4 化粧品・パーソナルケア産業

  • 5.3.5 その他のエンドユーザー

• 5.4 地域別
  • 5.4.1 北米

  • 5.4.1.1 米国

  • 5.4.1.2 カナダ

  • 5.4.1.3 メキシコ

  • 5.4.2 ヨーロッパ

  • 5.4.2.1 ドイツ

  • 5.4.2.2 イギリス

  • 5.4.2.3 フランス

  • 5.4.2.4 イタリア

  • 5.4.2.5 スペイン

  • 5.4.2.6 その他のヨーロッパ

  • 5.4.3 アジア太平洋

  • 5.4.3.1 中国

  • 5.4.3.2 日本

  • 5.4.3.3 インド

  • 5.4.3.4 オーストラリア

  • 5.4.3.5 韓国

  • 5.4.3.6 その他のアジア太平洋

  • 5.4.4 中東およびアフリカ

  • 5.4.4.1 GCC

  • 5.4.4.2 南アフリカ

  • 5.4.4.3 その他の中東およびアフリカ

  • 5.4.5 南米

  • 5.4.5.1 ブラジル

  • 5.4.5.2 アルゼンチン

  • 5.4.5.3 その他の南米

6. 競合情勢

• 6.1 市場集中度

• 6.2 戦略的動き

• 6.3 市場シェア分析

• 6.4 企業プロファイル（グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、主要セグメント、利用可能な財務情報、戦略情報、主要企業の市場ランク/シェア、製品・サービス、および最近の動向を含む）
  • 6.4.1 Emulate Inc.

  • 6.4.2 MIMETAS BV

  • 6.4.3 CN Bio Innovations

  • 6.4.4 TissUse GmbH

  • 6.4.5 Hesperos Inc.

  • 6.4.6 AxoSim Technologies

  • 6.4.7 Altis Biosystems

  • 6.4.8 InSphero AG

  • 6.4.9 Nortis Inc.

  • 6.4.10 Kirkstall Ltd

  • 6.4.11 Netri SAS

  • 6.4.12 BiomimX SRL

  • 6.4.13 Bi/ond BV

  • 6.4.14 Organovo Holdings Inc.

  • 6.4.15 Allevi Inc. (3D Systems)

  • 6.4.16 Elveflow (Elvesys)

  • 6.4.17 Hurel Corporation

  • 6.4.18 Valo Health (Tara Biosystems)

  • 6.4.19 SynVivo (CFD Research)

  • 6.4.20 BioChip Technologies GmbH

7. 市場機会と将来展望