インビトロ肺モデル市場：モデルタイプ別、用途別、細胞源別、技術別、製品タイプ別、エンドユーザー別- 世界予測2025-2032

インビトロ肺モデル市場は、2032年までにCAGR17.48％で25億275万米ドル規模に成長すると予測されております。

主な市場の統計
基準年2024	6億8,938万米ドル
推定年2025	8億1,258万米ドル
予測年2032	25億275万米ドル
CAGR（%）	17.48%

科学的および規制面での勢いが相まって、インビトロ肺モデルは、トランスレーショナル戦略および商業戦略を再構築する中核的な前臨床資産へと発展しています

呼吸器調査および前臨床試験の情勢は、科学技術の進歩、ヒト関連モデルへの規制当局の重視、そして動物実験への依存度低減の必要性の高まりにより、大きな変革期を迎えております。2次元培養、3次元オルガノイド、臓器オンチッププラットフォーム、精密切片組織スライスを含むin vitro肺モデルは、細胞調達の革新、微細加工技術、バイオエンジニアリングとの融合により、疾患モデル化と薬物試験のための予測性と拡張性を高めた代替手段を提供しています。この融合は、研究者が作用機序を検証し、治療候補をスクリーニングし、呼吸器毒性を評価する方法を再構築しています。

こうした進展は、慢性・急性肺疾患における未解決のニーズが持続する中、製薬・バイオテクノロジー開発者が呼吸器系パイプラインを加速させている時期に重なっています。同時に、規制当局や倫理監視機関は、安全性および有効性の主張を裏付けるヒト関連データに対するより強い期待を示しています。これらの促進要因が相まって、in vitro肺モデルは専門的な学術ツールからトランスレーショナルリサーチ戦略の中核的構成要素へと格上げされています。本イントロダクションでは、技術的・規制的・商業的要因の相互作用が、前臨床段階における信頼性と運用上の拡張性に対する期待を再定義する過程を概説し、続く深いテーマ分析の基盤を築きます。

技術統合とセクター横断的連携により、特注のin vitro肺実験は、規制および商業的経路を導くスケーラブルで検証済みのプラットフォームへと変貌を遂げています

in vitro肺モデルの情勢は、孤立した概念実証実験から、創薬、開発、規制当局との対話に至る意思決定を支える統合プラットフォームへと移行しつつあります。マイクロ流体工学、スキャフォールド工学、幹細胞分化技術の成熟により、肺胞・気管支の微小環境、細胞の異質性、動的機械的力をより忠実に再現するモデルが実現しています。これにより研究者は、より高い生理学的忠実度で疾患メカニズムを探索し、低分子化合物から生物学的製剤、細胞療法に至る多様な治療法について、臨床応用可能性を高めた試験が可能となりました。

技術的進歩と並行して、学術界、産業界、受託研究機関（CRO）間の連携により、モデルの標準化、再現性研究、臨床エンドポイントに対する相互検証が加速しています。こうした共同研究は、共有プロトコルと品質基準の確立を通じて、モデル導入の障壁を低減しています。さらに、ハイコンテンツイメージング、マルチオミクス解析データ、AI駆動型分析を統合するデジタル拡張技術により、in vitroアッセイの解釈力が強化され、細胞応答のより詳細な表現型解析が可能となります。これらの変革により、in vitro肺モデルは特注の実験ツールから、規制戦略や商業開発プロセスに組み込めるスケーラブルで検証済みのプラットフォームへと進化しています。

関税政策によるサプライチェーンの変化は、調達戦略の再構築を促し、in vitro肺モデル用資材の地域内製造を促進する可能性があります

関税政策の変更は、in vitro肺モデル技術や試薬を設計・製造・流通・調達する組織の運営上の判断に影響を及ぼす可能性があります。輸入実験機器、マイクロ流体部品、特殊生物試薬に影響する貿易措置は、特に国境を越えたサプライチェーンに依存する研究グループや企業において、調達スケジュールや単位経済性を変化させる恐れがあります。関税により重要資材の着陸コストが上昇した場合、組織は実験の継続性を維持するため、代替サプライヤーの確保、先買い、現地生産といった短期的な調整策を検討する必要があります。

直接的なコスト影響を超えて、関税によるサプライチェーンの変化は、生産・流通ネットワークの戦略的現地化を加速させる可能性があります。企業は、関税変動の影響を軽減するため、地域サプライヤーとの関係強化や国内製造能力への投資を図るかもしれません。並行して、受託研究機関や研究機関は、関税の影響を受けにくい市場からのサプライヤーを含めることでベンダー基盤を拡大し、急激なコスト変動に対する緩衝材となる在庫管理戦略を優先する可能性があります。こうした適応策は、時間の経過とともに研究開発拠点や専門製造クラスターの集中地に影響を与え、地域の競合や高度なin vitro肺モデル技術へのアクセスを形作る可能性があります。

多層的なセグメンテーションフレームワークは、モデルタイプ、応用分野、細胞源、技術、製品タイプ、エンドユーザーのニーズがどのように収束し、採用動向と戦略的優先事項を形成するかを明らかにします

体外肺モデル分野における顧客ニーズ、技術の適合性、および実用的な有用性を理解するには、精緻なセグメンテーションフレームワークが不可欠です。モデルタイプを考慮すると、市場は2次元細胞培養、3次元オルガノイド、肺オンチップシステム、精密切断肺スライスに及びます。2次元細胞培養内では、細胞株培養と初代細胞培養のさらなる区別が存在し、処理能力、生理学的関連性、調達複雑性の差異を反映しています。3Dオルガノイドカテゴリーは、肺胞オルガノイドと気管支オルガノイドに分類され、それぞれが異なる疾患モデリングや薬物応答解析のニーズに対応します。応用分野に基づく区分では、疾患モデル構築、創薬・医薬品開発、個別化医療、毒性試験といった最終用途を明確化し、特定の実験目的と最適なモデルクラスを結びつけています。細胞源の分析では、動物由来細胞、細胞株、ヒト由来細胞を区別します。ヒト由来細胞はさらに初代細胞と幹細胞由来細胞に細分化され、この区分はトランスレーショナルな関連性と規制上の受容性に大きな影響を及ぼします。技術ベースの分類では、マイクロ流体技術、スキャフォールドベース培養、スキャフォールドフリー培養を強調します。マイクロ流体システムはさらに連続流システムと液滴ベースシステムに分類され、スキャフォールドベース培養は天然スキャフォールドと合成スキャフォールドアプローチに分けられ、スキャフォールドフリー培養はバイオリアクターとハンギングドロップ方式に区分されます。各選択は複雑性、拡張性、生理学的模倣性のトレードオフを示しています。製品タイプでは、機器とキット・試薬に焦点を当て、エンドユーザーは学術研究機関、CRO（受託研究機関）、製薬・バイオテクノロジー企業、規制当局に及びます。これらのセグメントを顧客の優先事項と照らし合わせることで、生理学的忠実度、スループット、コスト効率、規制適合性に対する需要が収束または分岐する領域が明らかになり、プラットフォーム提供者が異なるユーザー層に価値提案を最適化する戦略的機会を特定するのに役立ちます。

地域ごとのエコシステムと政策枠組みが、アメリカ大陸、欧州・中東・アフリカ、アジア太平洋において、in vitro肺モデルの採用パターンに差異をもたらしています

地域ごとの動向は、in vitro肺モデルの開発・導入を支える人材、資本、規制枠組み、製造エコシステムへのアクセスに影響を与えます。アメリカ大陸では、トランスレーショナルリサーチセンター、バイオテッククラスター、CRO（受託研究機関）が集中しており、新規プラットフォームの迅速な導入を支援し、学術研究者と商業開発者間の連携を促進しています。同地域の規制環境と支払者構造も、開発期間の短縮と後期段階での失敗リスク低減が可能なヒト関連モデルの需要を牽引しています。

欧州・中東・アフリカ地域では、厳格な規制要件、倫理的枠組み、そして強固な産学連携が相互に作用し、厳密なモデル検証と調和された基準の確立を促進しています。官民連携やトランスレーショナルリサーチ拠点への投資が国境を越えた技術拡散を支える一方、主要国における国家戦略では先進的なバイオエンジニアリング能力の強化が優先されています。アジア太平洋地域では、急速な生産能力拡大、大規模な製造能力、そして成長を続ける臨床研究インフラ基盤により、同地域はin vitro肺モデル技術の重要な生産地かつ消費地としての地位を確立しています。政府支援のイノベーションプログラムや拡大するバイオテクノロジー人材プールも地域市場の成長を促進し、現地生産と大規模導入の両方にとって肥沃な環境を創出しています。

市場をリードする企業は、採用障壁の低減とトランスレーショナル研究の信頼性向上を目的として、設計モデル・標準化プロトコル・デジタル分析を統合したプラットフォームエコシステムを構築中です

体外肺モデル分野の競争環境は、専門技術プロバイダー、機器メーカー、試薬開発企業、サービス志向の受託研究機関が混在する様相を示しています。主要企業は、技術的卓越性と生物学的忠実性を融合したプラットフォーム能力への投資を進めており、多くの企業が戦略的提携を通じてトランスレーショナル検証と市場拡大を図っています。モジュール式ハードウェアと柔軟な試薬スイートを組み合わせた企業は、実験の技術的障壁を低減しつつ高度なアプリケーション向けカスタマイズを可能とするため、幅広いエンドユーザー層に支持されやすい傾向にあります。

市場リーダー層に顕著な動向として、モデルプラットフォームとデジタル解析、標準化プロトコルを統合するエコシステム戦略の追求が挙げられます。これらの戦略は再現性への懸念を解消し、創薬から前臨床までのワークフローにおけるデータ統合を簡素化することで、導入障壁を低減します。さらに、規制当局や標準化コンソーシアムと積極的に連携する企業は、検証パラダイムを構築し、製品申請における証拠要件を明確化することで優位性を獲得しています。新規参入企業においては、特定の疾患領域や試験体制における未解決のニーズに対応するニッチな能力--例えば、特殊なオルガノイド株、独自の足場化学、あるいは独自のマイクロ流体アーキテクチャなど--が差別化の源泉となることが多くあります。複雑なアッセイの外部委託や結果取得時間の短縮を目指す組織にとって、技術的専門性と拡張可能な運用を兼ね備えたサービスプロバイダーは、依然として重要なパートナーであり続けます。

採用促進と運用リスク軽減のため、相互検証、モジュール式製品設計、戦略的提携、地域調達、デジタルデータ統合を優先すべきです

業界リーダーは、検証の加速、アクセシビリティの拡大、プラットフォーム開発と規制・臨床エビデンス要件の整合化を優先すべきです。第一に、in vitroモデルの出力結果を、十分に特徴付けられた臨床エンドポイントや確立されたin vivoベンチマークと比較するクロスバリデーション研究に投資し、トランスレーショナルな関連性の主張を強化します。第二に、明確なアップグレードパスを提供するモジュール式製品スイートを開発します。高スループットスクリーニングをサポートする基本構成と、後期試験向けに高度な生理学的複雑性を提供する先進モジュールを組み合わせます。第三に、受託調査機関や学術機関との連携を拡大し、共有検証データセットの構築とエンドユーザー向け技術サポートの拡充を図るべきです。

同時に、企業は可能な範囲でサプライチェーン要素を現地化し、関税リスクを軽減するとともに重要部品のリードタイムを短縮すべきです。ベストプラクティス、データ解釈、規制要件に焦点を当てた顧客教育プログラムを構築することで、導入障壁を低減し市場の信頼を醸成します。最後に、デジタル分析と標準化されたデータ形式への投資により、顧客がin vitro出力をマルチオミクスおよび臨床データセットと統合できるようにし、意思決定と下流の商業化への明確な道筋を通じてモデル導入のビジネスケースを強化します。

専門家インタビュー、査読済みエビデンス、規制文書、シナリオ分析を組み合わせた透明性のある三角測量的調査手法により、正当性のある洞察と提言を裏付けます

本報告書は、定性インタビュー、二次文献、技術的検証の構造化フレームワークを統合し、均衡のとれた再現性のある分析を生成します。主な入力情報として、学術機関、受託研究機関、商業環境における科学者、研究開発責任者、調達専門家との詳細な議論を含み、購入者の要件、技術的課題、検証への期待を把握しました。二次情報としては、査読付き出版物、規制ガイダンス文書、特許情勢、企業開示資料を構成し、技術ロードマップと実用化への証拠を明らかにしました。

分析手法としては、比較技術評価とシナリオベースのサプライチェーン分析を組み合わせ、関税や地域別製造能力を含む調達・政策変数が導入動向や戦略的ポジショニングに与える影響を評価しました。セグメントマッピングでは、モデルタイプ・用途・セルソース・技術をユーザーの優先事項やエビデンス要件と整合させる属性駆動型アプローチを採用しました。調査プロセス全体を通じて、三角測量と透明性を重視しました。すなわち、主張は複数のデータ入力で裏付けられ、方法論的仮定は文書化され、証拠が未確定な領域では限界が明示されています。このアプローチにより、結論・提言は技術的洞察、利害関係者の視点、観察可能な市場行動を組み合わせた、正当性のある基盤の上に構築されています。

トランスレーショナルな可能性を実現するには、厳密な検証、支援的なエコシステム、戦略的な商業化が不可欠であり、それによってin vitro肺モデルの進歩を持続的な臨床的・商業的価値へと転換することが可能となります

in vitro肺モデルは、調査上の珍品から、創薬、安全性評価、トランスレーショナルな意思決定に実質的な影響を与え得る基盤的ツールへと移行しつつあります。マイクロ流体工学、人工スキャフォールド、幹細胞生物学における技術の融合により、より生理学的忠実度が高いモデルが可能となり、データ分析技術の進歩により細胞応答のより深い解釈が解き明かされています。これらの進歩は、進化する規制要件と戦略的なサプライチェーンの再構築と相まって、検証済みのin vitroデータを開発ワークフローに統合できる組織が、臨床プログラムのリスク低減と市場投入までのタイムライン短縮において競争優位性を獲得することを意味します。

導入は均一ではなく、セグメンテーションや地域的な動向に表れる微妙な差異を反映したものとなるでしょう。検証、標準化、顧客サポートへの投資を行う企業は、導入の速度と広がりを加速させます。同様に重要なのは、調達レジリエンスとパートナーシップエコシステムへの戦略的配慮により、外部ショックを緩和し、より広範な実装に向けた拡張可能な道筋を創出することです。結論として、技術的可能性を組織能力へと転換するためには、利害関係者が科学的イノベーションを厳格な検証、思慮深い商業的パッケージング、規制当局や標準設定コミュニティとの積極的な連携と結びつけることが、実践的な要請として強調されます。

よくあるご質問

• インビトロ肺モデル市場の市場規模はどのように予測されていますか？
  • 2024年に6億8,938万米ドル、2025年には8億1,258万米ドル、2032年までには25億275万米ドルに達すると予測されています。CAGRは17.48%です。
• インビトロ肺モデルの技術的進展はどのようなものですか？
  • マイクロ流体工学、スキャフォールド工学、幹細胞分化技術の成熟により、肺胞・気管支の微小環境、細胞の異質性、動的機械的力をより忠実に再現するモデルが実現しています。
• 関税政策の変更はどのようにサプライチェーンに影響を与えますか？
  • 関税政策の変更は、調達スケジュールや単位経済性を変化させ、地域サプライヤーとの関係強化や国内製造能力への投資を促進する可能性があります。
• in vitro肺モデル市場の主要企業はどこですか？
  • Emulate, Inc.、MIMETAS B.V.、CN Bio Innovations Ltd.、Hurel Corporation、TissUse GmbH、Epithelix Sarl、MatTek Life Sciences, Inc.、InSphero AG、Kirkstall Ltd、Stemina Biomarker Discovery, Inc.などです。
• in vitro肺モデルのセグメンテーションフレームワークはどのようなものですか？
  • モデルタイプ、応用分野、細胞源、技術、製品タイプ、エンドユーザーのニーズに基づいて、顧客ニーズ、技術の適合性、および実用的な有用性を理解するための精緻なセグメンテーションフレームワークが不可欠です。
• in vitro肺モデルの地域ごとの採用パターンにはどのような違いがありますか？
  • アメリカ大陸ではトランスレーショナルリサーチセンターが集中し、欧州・中東・アフリカでは厳格な規制要件が影響し、アジア太平洋地域では急速な生産能力拡大が進んでいます。

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

• 機械的刺激を統合した臓器オンチップマイクロ流体肺モデルの進展
• 患者由来肺オルガノイドを用いた個別化呼吸器疾患モデリングの統合
• 高忠実度血管化肺組織構築体の創出に向けた3Dバイオプリンティング技術の利用
• AI駆動型イメージングおよびハイコンテンツスクリーニングを応用したin vitro肺毒性試験
• 機械的伸展と気流パターンを模擬する動的肺オンチップシステムの開発
• COVID-19研究における上皮細胞、内皮細胞、免疫細胞を組み込んだ共培養肺モデルへの需要の高まり
• 先進的なin vitro肺曝露技術を活用した新たなエアロゾル薬物送達試験プラットフォームの登場
• 毒性試験におけるin vitro肺モデルデータの受容に向けた標準化と規制経路の進展

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 インビトロ肺モデル市場モデルタイプ別

• 2次元細胞培養
  • 細胞株培養
  • 初代細胞培養
• 3Dオルガノイド
  • 肺胞オルガノイド
  • 気管支オルガノイド
• 肺オンチップ
• 精密切断肺スライス

第9章 インビトロ肺モデル市場：用途別

• 疾患モデル
• 創薬・開発
• 個別化医療
• 毒性試験

第10章 インビトロ肺モデル市場細胞源別

• 動物由来細胞
• 細胞株
• ヒト由来細胞
  • 初代細胞
  • 幹細胞由来細胞

第11章 インビトロ肺モデル市場：技術別

• マイクロ流体技術
  • 連続流システム
  • 滴下ベースシステム
• 足場ベース培養
  • 天然スキャフォールド
  • 合成スキャフォールド
• 足場フリー培養
  • バイオリアクター
  • ハンギングドロップ

第12章 インビトロ肺モデル市場：製品タイプ別

• 機器
• キット及び試薬

第13章 インビトロ肺モデル市場：エンドユーザー別

• 学術・研究機関
• CRO
• 製薬・バイオテクノロジー企業
• 規制当局

第14章 インビトロ肺モデル市場：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15章 インビトロ肺モデル市場：グループ別

• ASEAN
• GCC
• EU
• BRICS
• G7
• NATO

第16章 インビトロ肺モデル市場：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17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
  • Emulate, Inc.
  • MIMETAS B.V.
  • CN Bio Innovations Ltd.
  • Hurel Corporation
  • TissUse GmbH
  • Epithelix Sarl
  • MatTek Life Sciences, Inc.
  • InSphero AG
  • Kirkstall Ltd
  • Stemina Biomarker Discovery, Inc.