美国器官芯片市场（2025 - 2033）

美国芯片器官市场摘要

2024年美国芯片器官市场规模估计为7170万美元，预计到2033年将达到9.404亿美元，2025年至2033年的复合年增长率为33.14%。这种增长是由于对更具预测性的临床前测试模型的需求不断增长（从动物模型转向动物模型）推动的。测试以及微流体、组织工程和个性化医疗方面的快速进步。

随着制药公司、生物技术公司和研究机构寻求更准确、合乎道德和更具成本效益的方法来研究人类生理学和疾病，芯片器官技术作为整个生物医学领域的变革性解决方案越来越受到关注。

进展微流控与组织工程

微流控和组织工程的进步已成为是美国器官芯片行业增长的基本驱动力。微流控技术能够在微观尺度上精确控制营养物质、药物和机械刺激的流动，密切模仿人体的动态条件。组织工程通过使用人源细胞创建 3D 细胞结构来补充这一点，这些结构可以被设计为在功能上类似于肝脏、肺、心脏或肠道等特定器官。这些创新显着提高了临床前测试的生理相关性，为研究人员提供了更具预测性和道德负责的工具来研究疾病和药物反应。

器官芯片技术应用摘要

来源：Applied Surface科学进展.、二次研究、大观研究

干细胞技术的整合，特别是诱导多能干细胞 (iPSC)，通过允许开发患者特异性模型，进一步增强了 OOC 平台的价值。这些个性化芯片可以反映个体独特的遗传变异和疾病表型，支持精准医疗方法。此外，最近的创新允许将多个器官系统连接在单个芯片上，使研究人员能够研究药物或疾病如何影响身体，而不是孤立地研究。工程和生物学的融合推动了持续的需求横跨制药、生物技术和学术研究。

更好的疾病模型

对更准确和针对人类的疾病模型的需求不断增长。传统的临床前工具，例如二维细胞培养和动物模型，通常无法复制人类生理学和疾病进展的复杂性。这导致从实验室结果到临床结果的转化不佳，导致药物失败率很高。器官芯片平台通过重建人体组织中的 3D 架构、机械力和多细胞相互作用来解决这些限制。这种技术优势在美国尤其有价值，因为美国对生物医学创新和个性化医疗的投资持续增长。

此外，在 OOC 设备中使用患者来源的干细胞的能力正在帮助美国研究人员和临床医生模拟罕见和个体化的疾病状态，从而加速靶向治疗的开发。这些系统事实证明，对于研究遗传变异、了解疾病机制和在个性化背景下筛选治疗方法至关重要，所有这些都不受动物试验的伦理和科学限制。在 NIH 等联邦机构的大力支持以及生物技术初创公司和制药公司日益浓厚的兴趣下，芯片器官技术正在成为整个美国研究生态系统疾病建模策略的核心部分。这种转变提高了药物开发效率，并符合更广泛的医疗保健趋势，即精准医疗和以患者为中心的创新。

市场集中度和特征

美国芯片器官行业在领先大学的尖端研究以及与生物技术初创公司和制药公司的密切合作的推动下展现出高度的创新能力。微流体、3D 生物打印和干细胞技术的进步创造了复杂的、与人类相关的模型复制复杂器官功能和相互作用的EL。实时传感器和数据分析的集成进一步增强了这些平台持续监测生物反应的能力。例如，2025 年 6 月，Emulate 在美国推出了 AVA 仿真系统。这个高通量器官芯片平台能够同时测试 96 个样本，同时降低成本和劳动力，从而加速了药物开发。

随着大型制药和生物技术公司寻求将先进的 OOC 技术纳入其药物发现和开发流程，美国器官芯片行业正在经历日益增长的并购 (M&A) 活动。例如，2023 年 7 月，AxoSim 收购了 Vyant Bio 的 StemoniX 资产，包括 microBrain 平台和专利，通过 225 万美元的交易增强了其在美国的神经药物发现能力，凸显了这种整合趋势。受更多 p 需求的驱动预测性人类疾病模型、简化的开发流程和个性化医疗解决方案，该领域的并购预计将加速。此外，FDA 等监管机构越来越认识到芯片器官平台作为传统临床前测试的可行替代方案，进一步激发了行业兴趣和投资。

法规在美国芯片器官技术的发展和采用方面发挥着至关重要的作用。虽然传统药物开发严重依赖动物测试，但最近的监管变化（例如 FDA 现代化法案 2.0）为替代测试方法打开了大门，包括器官芯片平台。这种监管认可鼓励制药公司将 OOC 系统集成到其临床前管道中，作为更道德、更具成本效益和潜在预测性的工具。此外，监管机构正在努力制定明确的指导方针和验证框架OOC技术的发展正在增强行业信心并加速商业化。总体而言，有利的监管支持是推动美国芯片器官行业创新和投资的关键因素。

产品和服务扩张是美国芯片器官行业的重要驱动力。公司不断开发新的和改进的芯片模型，以模拟更广泛的人体器官和生理功能。制造商最初专注于肝脏或肺芯片等单器官系统，现在正在开发模拟人体内复杂相互作用的多器官平台，通常称为“芯片上的身体”。例如，2024年4月，CN Bio筹集了2100万美元的B轮资金，以推进其PhysioMimix器官芯片技术并在毒理学和药物开发市场进行全球扩张。这种持续的产品多样化不仅拓宽了器官芯片技术的应用范围，也吸引了更广泛的市场。美国器官芯片行业的制药、生物技术和学术研究领域的采用。

产品和服务洞察

服务部门在 2024 年占据最大的收入份额，这是由于制药和生物技术公司对合同研究、定制设备开发和验证服务的需求不断增长，这些服务旨在加速药物发现并减少对动物测试的依赖。

产品部门预计在持续的技术进步以及药物研究和个性化医疗中越来越多地采用芯片器官设备的推动下，预计在预测期内将出现最快的复合年增长率。研发投资的增加以及对替代动物试验的可靠体外模型的需求不断增长是推动市场增长的关键因素。

应用洞察

药物发现领域以 62.82% 的最大收入份额引领市场。2024 年，人们对更准确、更具成本效益的临床前测试模型的需求不断增长，这些模型可以改善对人类反应的预测，从而加速开发更安全、更有效的药物。此外，严格的监管要求和对减少动物测试的日益重视，进一步推动了药物研发中器官芯片技术的采用。

由于对动物测试的先进、可靠和合乎道德的替代方案的需求不断增长，毒理学研究领域预计在预测期内将以最快的复合年增长率增长。改善安全评估的监管压力不断增加，以及越来越多地使用芯片器官模型来评估药物毒性和环境化学品，是推动该领域增长的关键因素。例如，2023 年 8 月，Emulate 推出了其人类肝脏芯片，在预测药物性肝损伤方面表现出 87% 的敏感性和 100% 的特异性，改善了临床前研究l 毒理学和减少临床试验失败。

最终用途洞察

制药和生物技术公司细分市场在 2024 年以 72.65% 的最大收入份额引领市场，这得益于其广泛采用器官芯片技术来增强药物开发流程。这些公司越来越依赖这些平台进行更具预测性的临床前测试，缩短药物开发时间和成本，同时提高安全性和有效性评估。

在生物医学研究资金增加以及对用于疾病建模和个性化医疗的器官芯片技术日益浓厚的兴趣的推动下，学术和研究机构部门预计将在预测期内实现最快的复合年增长率。这些机构对于推进技术、开发新颖应用以及与行业合作伙伴合作加速创新至关重要。

关键美国芯片器官公司洞察

美国芯片器官行业的特点是拥有众多成熟的参与者，他们通过强大的产品组合、战略合作伙伴关系和持续的研发投资而处于领先地位。 Emulate, Inc.、MIMETAS B.V.、Valo Health、Nortis, Inc.、AxoSim、BICO - The Bio Convergence Company、CN Bio Innovations Ltd、The Charles Stark Draper Laboratory, Inc.、SynVivo, Inc. 和 AlveoliX AG 等领先公司在其先进的微流体技术、广泛的器官模型以及与制药和生物技术行业的密切合作的推动下，占有重要的市场份额。

Nortis, Inc.、SynVivo, Inc. 和 AxoSim 等组织正在通过提供创新、可定制的器官芯片平台来扩大其足迹，以满足药物发现、毒理学测试和个性化医疗日益增长的需求。这些公司专注于交付建立与生理相关的体外模型，减少对动物测试的依赖，并提高人类反应的预测准确性。

市场领导者通过将尖端技术专业知识与全面的服务产品和战略增长计划（例如共同开发协议和许可交易）相结合来保持主导地位。他们还通过满足对支持药物开发、疾病建模和再生医学研究的可靠、高通量和多器官系统日益增长的需求来巩固自己的领导地位。

随着对精准医疗、更安全的药物开发和伦理测试方法的需求加速，美国芯片器官行业日益受到对可扩展性、可负担性和监管合规因素的承诺的影响，这些因素对于定义其未来发展轨迹并将其与更广泛的医疗创新和可持续发展目标保持一致至关重要。时间市场正在见证成熟的专业知识和创新的新来者的动态融合，战略合作、并购以及仿生准确性和自动化方面的突破加剧了竞争。成功地将科学创新与以客户为中心的解决方案相结合的公司处于有利地位，可以在这个快速发展和前景广阔的领域创造持久的价值。

近期发展

• 2025 年 6 月，World Precision Instruments 和 SynVivo 在佛罗里达州推出了 EVOM™ 芯片，可实现跨 12 个国家/地区的实时多路 TEER 监控

• 2025 年 6 月，Emulate 在波士顿推出了 AVA 仿真系统，这是一个高通量芯片器官平台，支持 96 个样本培养和成像，以降低成本和劳动力加速药物开发。

• 2024 年 10 月，Quris-AI 收购了 Nortis，将芯片肾脏技术与人工智能相结合加强药物安全性预测并减少临床前开发中的动物试验。

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