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市場調査レポート
商品コード
1838876
ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:用途、材料タイプ、技術、エンドユーザー、作動メカニズム別-2025~2032年の世界予測4D Printing in Healthcare Market by Application, Material Type, Technology, End User, Actuation Mechanism - Global Forecast 2025-2032 |
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カスタマイズ可能
適宜更新あり
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| ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:用途、材料タイプ、技術、エンドユーザー、作動メカニズム別-2025~2032年の世界予測 |
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出版日: 2025年09月30日
発行: 360iResearch
ページ情報: 英文 190 Pages
納期: 即日から翌営業日
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概要
ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場は、2032年までにCAGR 16.77%で1億1,022万米ドルの成長が予測されています。
| 主な市場の統計 | |
|---|---|
| 基準年2024 | 3,187万米ドル |
| 推定年2025 | 3,713万米ドル |
| 予測年2032 | 1億1,022万米ドル |
| CAGR(%) | 16.77% |
個別化ヘルスケアの提供を再構築する適応型4Dプリンティングソリューションの技術的基盤と臨床的有望性を展望したイントロダクション
4Dプリンティングは、先端製造業、スマート材料科学、精密医療が交差する収束技術として登場し、環境的な合図に反応して臨床的な文脈の中で目標とする機能を実行する動的な構築物を提供しています。静的な3次元構築物とは異なり、4Dプリンティングされた医療用人工物は、温度、pH、光、水分などの定義された刺激下で、時間とともに形状、特性、機能を変化させるように設計されています。この能力は、個別化治療、低侵襲処置、患者の生理機能に合わせて進化する適応型インプラントといった長年の課題に取り組む上で、この技術をユニークな位置付けにします。
ヘルスケアへの4Dプリンティングの導入は、刺激応答性ハイドロゲル、形状記憶合金、刺激調整ポリマーの飛躍的進歩と、ダイレクトインクライティングやステレオリソグラフィなどのプリンティング・プラットフォームの改良によって推進されています。このような技術の進歩は、マイクロアーキテクチャーやマルチマテリアル統合の精度を可能にし、その結果、制御された薬物放出、自己展開型インプラント、術中に適応する手術器具などの機能性を支えています。研究がベンチトップでの実証からトランスレーショナルなプロトタイプへと移行するにつれ、エコシステムは、材料科学者、臨床医、規制専門家、製造エンジニアの学際的コラボレーションによってますます形成されるようになっています。その結果、利害関係者は技術的な実現可能性だけでなく、臨床ワークフロー、滅菌経路、長期的な生体適合性を評価し、患者中心の採用を確実なものにしています。
4Dプリンティングをコンセプトから臨床へと移行させるには、デザインの複雑さと規制上の期待や臨床エビデンスの生成を調和させる首尾一貫した戦略が必要です。早期採用企業は、動的要素を中核構造的特徴から分離するモジュール設計アプローチを優先しており、適応性を維持しながら厳格な前臨床試験を可能にしています。同時に、バイオインクと印刷解像度の向上により、ウェアラブルに組み込まれた応答性バイオセンサーから、組織工学用の形状変形足場まで、実行可能な臨床応用の範囲が広がっています。まとめると、この技術はヘルスケア革新のための実用的なツールキットへと成熟しつつあり、その学際的要件を理解する利害関係者は、有意義な臨床的インパクトを加速させる立場にあります。
適応性のある材料とダイナミックな製造が、現代ヘルスケアにおける臨床ワークフローと規制当局の期待、そしてトランスレーショナル・パスウェイの再考をどのように迫るのか
4Dプリンティングが医療製品にダイナミックな機能を統合し、研究の軌道、臨床ワークフロー、サプライチェーンの構成を変化させるにつれ、ヘルスケア製造の風景は変革の時を迎えています。技術革新の観点からは、単一材料で形状に重点を置いた積層造形から、時間に依存した挙動を埋め込むマルチマテリアル構造へと軸足が移りつつあります。この進化は、設計思考を再定義しています。エンジニアは現在、生体適合性や機械的性能と並んで、時間的変形を設計パラメータとして取り組んでいます。その結果、開発サイクルは、実験室での洞察から臨床プロトタイプまでの道のりを短縮するために、反復的なプロトタイピング、迅速な材料スクリーニング、加速された検証プロトコルを優先するようになっています。
臨床的には、適応性のあるデバイスやインプラントの採用は、低侵襲的な送達やその場での展開に新たなパラダイムを導入します。外科的アプローチは、移植後に構成を変えることができるデバイスを活用するために再考されており、切開サイズの縮小と処置時間の短縮を可能にしています。バイオセンサーやラボオンチップ・システムが刺激応答性素子を採用して感度を高め、ウェアラブル形式で継続的なモニタリングを可能にするため、診断学も同様に影響を受けています。病院や研究センターは、4Dプリント製品のユニークなライフサイクルを管理するために、工学、薬事、臨床の橋渡しをする専門のトランスレーショナルユニットを設立しています。
規制・規格の枠組みはこうしたシフトに対応しており、当局は材料の特性評価、長期的性能、製造トレーサビリティを重視しています。そのため、業界の利害関係者は、長期にわたる安全性と有効性を実証するために、堅牢な試験方法、インシリコ・モデリング、市販後調査システムに投資しています。このような変革的なシフトは共に、適応性が高く患者に合わせたソリューションを目指す業界全体の動きと、信頼性の高い臨床転帰を確保することに重点を置く材料供給業者、製造業者、臨床医、規制機関のより統合されたエコシステムを反映しています。
2025年の貿易政策の転換と輸入関税が、ヘルスケア4Dプリンティングのバリューチェーン全体における材料調達製造フットプリントとコラボレーション戦略をどのように変化させたかを評価します
2025年の関税導入と貿易政策調整は、材料調達、部品輸入、グローバル製造戦略に影響を与えることで、4Dプリンティングヘルスケアエコシステムに多面的な影響を及ぼしています。形状記憶合金、高性能ポリマー、特定の精密印刷消耗品などの特殊な原材料に依存しているメーカーにとって、輸入コストの上昇はサプライヤーポートフォリオの再評価を促しました。多くの企業では、重要な原材料の在庫バッファーを増やすと同時に、代替サプライヤーの認定を進め、単一ソースへの依存を軽減することが当面の対応策となっています。こうした対応により、調達チームは、機密性の高い医療用途の戦略的調達を評価する際に、サプライチェーンの弾力性とサプライヤーの冗長性を優先するようになりました。
調達にとどまらず、関税によってもたらされたコスト力学は、生産拠点の地域化に関する議論を加速させています。医療機器メーカーと製造委託パートナーは、厳しい仕様と迅速な反復を必要とする部品について、国境を越えた貿易の変動にさらされる機会を減らすために、ニアショアリングやオンショアリングの選択肢を調査しています。このシフトはまた、特に厳格な滅菌や規制遵守のために、より緊密な監視が必要とされる材料加工や仕上げ作業のための国内能力への投資を促進します。一方、大学や産業界のR&D研究所は、輸入化学物質への依存度を下げる配合を共同開発するために、国内の材料サプライヤーと提携することが増えています。
こうした貿易主導の圧力は、利害関係者間の協力パターンにも影響を及ぼします。代替サプライチェーンの認定にかかるコストとリスクを分担し、材料性能の同等性を証明する規制当局への申請を迅速化するために、材料サプライヤー、デバイス開発者、研究開発受託機関間の戦略的提携が構築されつつあります。関税は目先のオペレーションコストを上昇させるが、同時に、弾力的で垂直的に調整されたサプライチェーンを長期的に志向し、先端材料製造への国内投資を促進します。臨床イノベーターにとって現実的な影響は、国際貿易の情勢が変化する中でも製品ロードマップが実行可能であり続けるよう、早期のサプライチェーンマッピングと規制状況の調整をより重視することです。
包括的なセグメンテーションの洞察により、アプリケーション材料印刷技術のエンドユーザー要件とアクチュエーション戦略を整合させ、的を絞った研究開発と商業化を導く
セグメンテーションを理解することは、開発努力に優先順位をつけ、技術的能力を臨床ニーズに適合させるために不可欠です。アプリケーションのレンズを通して見ると、診断学、ドラッグデリバリー、インプラント、医療機器、手術器具、組織工学に広がっています。診断にはバイオセンサー、ラボオンチップシステム、ウェアラブル診断が含まれ、感度を向上させ、連続的なモニタリングを可能にするために、反応する要素をますます統合しています。ドラッグデリバリーには、制御された放出機構と、時間または刺激をトリガーとする放出プロファイルを採用して治療指標を高める標的化されたデリバリー戦略の両方が含まれます。インプラントは心臓血管用インプラント、歯科用インプラント、整形外科用インプラントに区別され、それぞれに異なる生体力学的要求と規制経路があります。医療機器には、適応形状の恩恵を受けるカテーテル、人工器官、ステントが含まれ、手術器具には、器用さと術中フィードバックの向上を目指して設計されたロボット把持器やスマートメスが含まれます。組織工学のアプリケーションは、骨や軟骨の足場から皮膚や血管組織の構築物まで多岐にわたり、形状変形アーキテクチャが細胞浸潤や機能統合をサポートします。
材料の選択が機能的能力を左右し、材料の種類によるセグメンテーションでは、セラミック、複合材料、ハイドロゲル、ポリマー、形状記憶合金が中核的なファミリーとして注目されています。ハイドロゲルには、酵素応答性、pH応答性、温度応答性などのサブカテゴリーがあり、特にドラッグデリバリー・マトリックスや軟組織足場に関連します。ポリマーには、生分解性ポリマー、刺激応答性ポリマー、熱可塑性プラスチックなどがあり、さまざまな機械的特性や分解プロファイルに対応しています。形状記憶合金は銅ベースの合金とニチノールに区別され、それぞれ独自の変態温度と疲労特性を提供し、異なるインプラント用途に適しています。材料全体を通して、滅菌プロセスとの適合性、細胞毒性プロファイル、機械的耐久性などが、設計と規制戦略の両方に影響を与える、繰り返し優先される事項です。
技術主導のセグメンテーションでは、直接インク描画、溶融堆積モデリング、マルチジェット印刷、選択的レーザー焼結、ステレオリソグラフィなどの印刷様式が重視されます。ダイレクトインクライティングは、多材料堆積とソフトマターパターニングを可能にするマイクロ押し出しとノズルベースの技術に細分化され、溶融堆積モデリングは、熱可塑性構造物のための材料押し出しとペレット押し出しアプローチを含みます。ステレオリソグラフィーは、デジタル光処理と2光子重合法を包含し、マイクロスケールの特徴に高解像度を提供します。エンドユーザーには、学術研究機関、バイオメディカル企業、受託研究機関、病院、研究機関などがあり、それぞれ再現性、検証、スループットなどに対する独自の要求を持っています。最後に、光刺激、水分刺激、pH刺激、そして形状記憶合金や熱応答性ポリマーを活用した熱的アプローチによる熱刺激にまたがる作動メカニズムが、デバイスがどのように生物学的環境と相互作用して機能転移を引き起こすかを定義しています。これらのセグメンテーションレイヤーを組み合わせることで、どの用途、材料、技術、最終ユーザー、作動経路の組み合わせがターゲットとするユースケースに最も適しているかが明確になり、製品市場適合性、研究開発の優先順位付け、臨床応用戦略に役立ちます。
適応型4Dプリント医療製品の採用製造と商業化の道筋に決定的な影響を与える地域市場力学とヘルスケアシステムの違い
地域力学は、イノベーション・エコシステム、規制枠組み、製造能力、臨床優先事項の違いを反映し、ヘルスケア市場全体で4Dプリンティング採用のペースとパターンを形成しています。アメリカ大陸では、強力なイノベーションクラスター、ベンチャーキャピタルへのアクセス、成熟した規制制度が、先端医療機器や適応型インプラントの商業化を育んできました。産学連携や、委託製造業者や臨床試験インフラなどの確立されたエコシステムが、迅速なプロトタイピングやトランスレーショナルリサーチを可能にする一方、医療システムは、実環境での性能を検証するためのパイロットスタディにますます取り組むようになっています。
欧州、中東・アフリカは、法域を超えた規制状況の調整、多様な償還状況、公的・私的医療提供者の混在が採用戦略に影響を及ぼす異質な環境です。西欧市場は強力な臨床試験能力と先進的な規制経路を示しており、強固なエビデンスパッケージの裏付けがあれば、機器の承認を加速することができます。同時に、同地域のいくつかの国では、価値観に基づく医療と、臨床上の有用性と長期的な耐久性を実証することを優先する調達の枠組みが優先されています。中東およびアフリカの新興市場では、医療製造および研究能力への投資が選択的に行われており、多くの場合、地域の医療インフラのアップグレードを目的としたパートナーシップや官民イニシアチブを通じて行われています。
アジア太平洋地域は、先進製造業と生物医学研究に対する政府の多額の投資に支えられ、材料製造と医療機器製造の能力が急速に拡大しているのが特徴です。アジア太平洋地域のいくつかの市場は、強力なエンジニアリングの才能とコスト競争力のある生産を兼ね備えており、アジア太平洋地域を部品供給と拡張可能な製造の重要なハブとしています。臨床導入は多様なヘルスケアシステムによって推進されます。大量生産でコスト重視のアプリケーションに重点を置く国もあれば、最先端の研究と早期の臨床応用を重視する国もあります。地域間の調達慣行、償還方針、規制当局の期待の違いにより、地域の臨床ニーズとサプライチェーンの現実を考慮した独自の商業化戦略が必要となります。
適応型医療製造における競争上の差別化と商業化の成功を左右する戦略的企業行動パートナーシップとイノベーションの優先順位
4Dプリンティングヘルスケア領域で事業を展開する企業は、競争上のポジショニングとパートナーシップ活動を形成する一連の戦略的要請の周りに集結しています。材料イノベーターは、規制や製造上の制約を満たしながら、予測可能な刺激応答性を提供する生体適合性で滅菌可能な製剤の開発に注力しています。装置メーカーは、臨床応用に適した再現性のある出力を提供するため、多材料蒸着、高解像度化、クローズドループ・プロセス監視のためのプリンター機能を強化しています。デバイス開発業者や受託製造業者は、プロトタイプを規制対象の医療製品に移行させるため、プロセス検証、品質管理システム、製造スケールアップ能力に投資しています。
戦略的提携は競合情勢の顕著な特徴です。材料サプライヤー、学術研究センター、機器メーカー間のセクターを超えた提携は、用途に特化したソリューションの共同開発を加速させ、新規材料に関連する技術リスクや規制リスクを共有するのに役立ちます。同様に、病院や臨床ネットワークとの提携は、実用的な臨床検証の道筋をサポートし、採用に必要な現実のエビデンスを構築します。知的財産戦略はより微妙なものとなりつつあり、独自の材料処方と、相互運用性や臨床統合の必要性と防御性のバランスをとるための印刷プロセスに関するオープンイノベーションを融合させています。
金融と企業活動は、この分野の成熟を反映しています。企業は、材料の革新やプリンターのハードウェアから、プロセスの検証や市販後調査に至るまで、エンドツーエンドの能力を強化する投資を優先しています。明確な規制パスウェイ、検証された製造プロセス、早期臨床成果を実証できる企業は、戦略的パートナーシップや商業契約を確保しやすい立場にあります。全体として、この分野での成功には、材料科学、製造の厳密さ、規制当局との関わり、臨床関係者との緊密な連携に協調的に焦点を当てることが必要です。
臨床応用を加速し、弾力性のあるサプライチェーンを構築し、適応医療製品の規制当局への対応を確実にするための、経営幹部に対する実践的な戦略的提言
業界のリーダーは、技術的な有望性を臨床的・商業的な成果に結びつけるために、一連の実際的な行動を採用すべきです。第一に、滅菌方法や生理学的条件にわたって刺激応答性挙動が十分に理解されるようにするため、材料の適格性確認と標準化された特性評価方法への投資を優先させる。厳格で反復可能な試験プロトコルを確立することで、規制上の摩擦を減らし、臨床的検証を迅速に行うことができます。第二に、重要な原料について複数のサプライヤーを認定し、地域的な製造パートナーシップを模索することにより、サプライチェーンを多様化します。
第三に、規制当局や臨床利害関係者と早期から積極的に関わり、安全性と機能性の両方を長期的に反映させたエビデンス創出計画を共同で策定することです。規制当局との明確な対話により、許容されるエンドポイントを明確にし、合理的な承認戦略をサポートすることができます。第四に、トランスレーショナル・スタディを加速し、実臨床におけるエビデンスを構築するために、材料開発者と臨床医や研究開発受託機関との間で学際的なパートナーシップを形成することです。第五に、製造工程管理、デジタルトレーサビリティ、品質管理システムに投資し、再現性を確保し、医療機器規制の文書化要求を満たします。
第六に、動的コンポーネントを静的な耐荷重構造とは別に試験・検証できるようなモジュール設計アーキテクチャを開発し、段階的な臨床導入を促進します。第七に、相互運用性と臨床的統合をサポートしながら、核となる材料や作動の革新性を保護する知的財産戦略を育成します。第八に、高度な特性評価、計算モデリング、インシリコ試験のための社内能力またはパートナーシップを構築し、コストのかかる物理的反復への依存を減らします。最後に、材料科学、生物工学、臨床の専門知識、薬事業務を、機能横断的なチーム内で組み合わせることにより、人材開発を促進し、ヘルスケアにおける責任あるイノベーションと商業化を加速します。
専門家へのインタビュー、実験室での技術評価、規制マッピング、サプライチェーン分析を組み合わせた学際的な調査アプローチにより、実用的な洞察を検証します
本分析を支える調査手法は、頑健性、再現性、実用的妥当性を確保するために、複数のエビデンスの流れを統合しています。一次データは、技術的性能、臨床ワークフロー、商業化の障壁に関する経験的洞察を得るために、材料科学、臨床専門、規制専門、製造技術にまたがる領域の専門家との構造化されたインタビューから総合されました。これらの質的インプットは、技術的主張を検証し、規制上の前例を明確にするために、査読付き文献、規格ガイダンス、公的申請に焦点を絞った2次調査と三角比較されました。
技術評価では、材料の反応性、生体適合性、機械的性能に関する実験室データを補完し、入手可能な場合には、印刷様式と材料の実地評価を行いました。法規制の分析では、公表されているガイダンスや先行事例を参考に、文書化および試験経路の可能性をマップ化しました。サプライチェーンのマッピングでは、特殊ポリマー、ハイドロゲル、形状記憶合金などの重要な上流インプットを特定し、脆弱性とサプライヤーの適格性評価の選択肢を評価しました。調査手法は、仮定を文書化することによる透明性、複数の情報源による主要な主張の検証、バイアスを軽減するための外部専門家によるピアレビューを重視しました。
この調査手法の限界については、短期間で技術的実現可能性を変化させる可能性のある材料とプロセスの技術革新の急速なペースや、地域のヘルスケアシステム間での臨床採用のばらつきなどがあることを認めています。これらの制約に対処するため、シナリオ分析と感度チェックを行い、技術的な準備状況、規制の解釈、サプライチェーンの力学の変化が、戦略的優先順位にどのような影響を与えうるかを評価しました。その結果得られた洞察は、進化する技術や政策環境に適応可能でありながら、実行可能であるように組み立てられています。
適応型4Dプリンティング医療ソリューションの実用化を決定する材料の進歩と規制の調整および臨床パートナーシップに関する結論の総合
適応型4Dプリンティングは、生物学的環境に能動的に反応する装置や構築物を可能にすることで、意味のある臨床的進歩をもたらす態勢が整っており、それによって個別化と処置の低侵襲性が強化されます。この技術の軌跡は、材料の革新、印刷様式の進歩、そして規制、製造、臨床エビデンスの生成を首尾一貫した商業化計画に統合する組織の能力によって形作られます。技術的な複雑さと規制当局の監視が実質的なハードルであることに変わりはないが、材料の適格性確認、サプライチェーンの強靭性、分野横断的なコラボレーションにおける目的意識を持った戦略は、採用を実質的に加速させることができます。
利害関係者がこの進化する情勢をナビゲートする際、最も重要な成功要因は、技術的能力と臨床ニーズとの整合性であろう。4Dプリンティング・ソリューションが、外科的負担の軽減、標的治療の提供、組織統合の改善など、患者や手技に明確な利益をもたらすものであれば、価値を重視する臨床支援者や支払者を惹きつけることができます。逆に、臨床上の利点を実証するよりも新規性を優先するソリューションは、検証期間が長期化する可能性が高いです。したがって、現実的な優先順位付け、厳密な試験、臨床および規制当局との持続的な関与が、適応型4Dプリンティングが有望な実証試験から日常的な臨床実践へといかに迅速に移行するかを決定することになります。
よくあるご質問
目次
第1章 序文
第2章 調査手法
第3章 エグゼクティブサマリー
第4章 市場の概要
第5章 市場洞察
- 低侵襲組織再生手術のための自己折り畳み生体適合性スキャフォールドの開発
- 埋め込み型デバイスにおける動的な薬物放出プロファイルを可能にするプログラム可能なハイドロゲルの進歩
- 標的血管リモデリング用途向け温度応答性ステントプロトタイプの臨床評価
- 患者のリハビリテーションのための、ストレスに反応する形状調整機能を備えたカスタマイズされた4Dプリント整形外科用装具
- 標的腫瘍の切除と局所的なドラッグデリバリーのための磁場活性化形状変化マイクロロボットの統合
- 進化するISOおよびFDAガイドラインに基づく、適応型4Dプリント医療機器の規制枠組みの開発
- パーソナライズされた4Dプリントインプラントの大量生産に向けたスマートバイオマテリアルのスケールアップ製造の課題
- 4Dプリント義肢における生体模倣アクチュエータの使用により、自然な筋肉収縮ダイナミクスを模倣
第6章 米国の関税の累積的な影響, 2025
第7章 AIの累積的影響, 2025
第8章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:用途別
- 診断
- バイオセンサー
- ラボオンチップ
- ウェアラブル診断
- ドラッグデリバリー
- 制御放出
- 標的デリバリー
- インプラント
- 心臓血管インプラント
- 歯科インプラント
- 整形外科インプラント
- 医療機器
- カテーテル
- 義肢
- ステント
- 手術器具
- ロボットグラスパー
- スマートメス
- 組織工学
- 骨組織工学
- 軟骨組織
- 皮膚組織
- 血管組織
第9章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:材料タイプ別
- セラミックス
- 複合材料
- ハイドロゲル
- 酵素反応性
- pH反応性
- 温度反応性
- ポリマー
- 生分解性ポリマー
- 刺激応答性ポリマー
- 熱可塑性プラスチック
- 形状記憶合金
- 銅ベース合金
- ニチノール
第10章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:技術別
- 直接インク書き込み
- マイクロ押し出し
- ノズルベース
- 熱溶解積層法
- 材料押出
- ペレット押出
- マルチジェット印刷
- 選択的レーザー焼結
- 光造形法
- デジタル光処理
- 二光子重合
第11章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:エンドユーザー別
- 学術機関
- バイオメディカル企業
- 契約研究機関
- 病院
- 研究機関
第12章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:作動メカニズム別
- 光刺激
- 水分刺激
- pH刺激
- 熱刺激
- 形状記憶合金
- 熱応答性ポリマー
第13章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:地域別
- 南北アメリカ
- 北米
- ラテンアメリカ
- 欧州・中東・アフリカ
- 欧州
- 中東
- アフリカ
- アジア太平洋地域
第14章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:グループ別
- ASEAN
- GCC
- EU
- BRICS
- G7
- NATO
第15章 ヘルスケアにおける4Dプリンティング市場:国別
- 米国
- カナダ
- メキシコ
- ブラジル
- 英国
- ドイツ
- フランス
- ロシア
- イタリア
- スペイン
- 中国
- インド
- 日本
- オーストラリア
- 韓国
第16章 競合情勢
- 市場シェア分析, 2024
- FPNVポジショニングマトリックス, 2024
- 競合分析
- Stratasys Ltd.
- 3D Systems, Inc.
- HP Inc.
- Materialise NV
- Desktop Metal, Inc.
- Renishaw plc
- SLM Solutions Group AG
- Organovo Holdings, Inc.
- Evonik Industries AG
- DuPont de Nemours, Inc.


