全球 3D 細胞培養支架市場規模、份額和趨勢分析報告－產業概況及 2032 年預測

3D細胞培養支架市場規模

• 2024 年全球 3D 細胞培養支架市場規模為10.7 億美元 ，預計 到 2032 年將達到 31.8 億美元，預測期內 複合年增長率為 14.50%。
• 市場成長主要源自於藥物開發和疾病研究中對更生理相關性的細胞模型的需求不斷增長，因為傳統的二維培養無法有效模擬體內環境
• 此外，生物材料和支架設計的進步，以及再生醫學和個人化治療領域的投資不斷增加，正在推動3D細胞培養支架在製藥、生物技術和學術領域的應用。這些因素共同促進了創新，並加速了全球市場的擴張。

3D細胞培養支架市場分析

• 3D 細胞培養支架為細胞在三維空間中的生長提供結構和生化支持，由於其能夠緊密模擬體內環境，從而提高製藥和學術應用中實驗結果的準確性和相關性，正成為生物醫學研究和藥物開發中的重要工具
• 3D 細胞培養支架需求的不斷增長，主要源於再生醫學投資的不斷增加、個人化治療興趣的日益增長，以及傳統 2D 培養模型在複製真實組織行為方面的局限性
• 北美在 3D 細胞培養支架市場佔據主導地位，2024 年其收入份額最高，為 39%，這得益於強勁的生物技術和製藥行業、大量的研發資金以及先進細胞培養技術的早期採用，尤其是在美國，美國的機構和生物技術公司越來越多地將 3D 系統整合到臨床前和毒理學研究中
• 預計亞太地區將成為預測期內 3D 細胞培養支架市場成長最快的地區，這得益於生物技術領域的擴張、研究計畫的增加以及中國、日本和韓國等國家的政府支持資金
• 水凝膠基支架憑藉其優異的生物相容性、易於細胞封裝以及在模擬各種組織環境方面的多功能性，在 2024 年佔據 3D 細胞培養支架市場的主導地位，佔有 42.2% 的份額

報告範圍與3D細胞培養支架市場細分   

3D細胞培養支架市場趨勢

“透過生物材料創新和3D生物列印推進體外模型”

• 全球3D細胞培養支架市場的一個主要且加速發展的趨勢是將先進的生物材料與3D生物列印技術相結合，以開發更符合生理學規律且可客製化的體外組織模型。這些創新正在增強臨床前研究的相關性，並支持向個人化醫療的轉變。
  • 例如，水凝膠基支架因其可調的機械性能和高生物相容性而廣泛應用，如今它融入了生物活性分子和基質衍生的線索，能夠更緊密地模擬天然組織環境。此外，去細胞細胞外基質 (dECM) 基支架在癌症和再生研究中的組織特異性應用中也越來越受歡迎。
• 3D生物列印技術的應用使得細胞和支架材料能夠精確地在空間中沉積，從而製造複雜的類器官和多細胞組織結構。 CELLINK和Allevi等公司正在提供整合生物列印平台，支援創建患者特異性組織，進一步推動轉化研究。
• 此外，利用創新支架形式重現疾病特異性微環境的能力已導致其在腫瘤藥物篩選中的應用日益廣泛，而傳統的 2D 培養在模擬腫瘤行為和治療反應方面存在不足
• 支架工程與3D生物列印、微流體技術和組織晶片技術的整合正在迅速改變藥物研發和再生醫學的格局。因此，研究人員和生物製藥公司正在大力投資下一代支架系統，以提高預測準確性並減少對動物模型的依賴。
• 對生物相關、可擴展和可自訂的 3D 支架解決方案的需求不斷增長，預計將進一步加速全球學術、商業和臨床研究環境中的採用

3D細胞培養支架市場動態

司機

“藥物研發和再生醫學領域對預測性臨床前模型的需求不斷增長”

• 對更精準、可重複且更貼近人體的臨床前模型的需求日益增長，這是推動3D細胞培養支架應用的關鍵驅動力。與2D模型相比，基於支架的3D培養能夠增強細胞間以及細胞與基質間的相互作用，從而更好地模擬體內組織行為的生理特性。
  • 例如，製藥公司越來越多地將基於3D支架的系統整合到其藥物篩選流程中，以改善毒性分析和治療效果，尤其是在腫瘤學和神經退化性疾病研究中。這些系統有助於減少與傳統2D篩檢相關的假陽性和假陰性結果。
• 在再生醫學中，支架對於組織修復、幹細胞分化和器官替換至關重要，使其成為下一代細胞療法開發不可或缺的一部分
• 支架製造商和學術研究中心之間的近期合作正在擴大 3D 細胞模型在疾病建模和個人化治療中的應用範圍和創新
• 此外，公共和私營部門對幹細胞研究、組織工程和器官晶片平台的投資不斷增加，也推動了市場擴張。支架技術與臨床級生物製造的整合，進一步強化了其在轉化醫學中的作用。

克制/挑戰

“腳手架製造的高成本和標準化問題”

• 3D 細胞培養支架市場面臨的主要挑戰之一是生產成本高且支架製造缺乏標準化，這可能會限制其更廣泛的應用，尤其是在資源受限的環境中
• 支架設計通常需要客製化生物材料、複雜的製造技術（例如靜電紡絲、冷凍乾燥）以及嚴格的品質控制規程，以確保可重複性和生物相關性。這增加了生產的複雜性和價格，使得小型研究實驗室和機構難以獲得高端支架產品。
• 此外，不同支架類型和製造商之間缺乏統一的協議和性能基準，導致研究結果不一致，阻礙了比較分析和可擴展性
• 透過開發具有成本效益的即用型支架套件、採用開源製造標準以及加強跨部門協作以進行驗證和遵守法規來解決這些問題，對於充分發揮 3D 支架在主流生物醫學研究中的潛力至關重要
• 此外，擴大早期研究人員的培訓和意識以及跨市場的監管協調將有助於彌合創新與實際應用之間的差距

3D細胞培養支架市場範圍

市場根據技術、材料類型、應用和最終用戶進行細分。

• 依技術

根據技術，3D細胞培養支架市場細分為基於支架的技術、無支架的技術、生物反應器、微流體技術和生物列印。 2024年，基於支架的技術佔據了市場主導地位，收入份額最大，這得益於其在模擬細胞外基質和支持受控環境下三維細胞生長方面的關鍵作用。由於其結構多功能性以及與多種細胞類型的兼容性，這些系統被廣泛應用於癌症生物學、藥物篩選和幹細胞分化領域。

預計生物列印領域將在2025年至2032年間實現最快的成長，這得益於3D列印材料的進步以及個人化組織建構需求的不斷增長。生物列印技術的精準性和可擴展性正在開啟組織工程和疾病建模領域的新應用，使其成為學術和商業研究領域中迅速崛起的工具。

• 依材料類型

根據材料類型，3D細胞培養支架市場細分為水凝膠、聚合物、去細胞細胞外基質 (dECM)、陶瓷和複合支架。水凝膠在2024年佔據了最大的市場份額，達到42.2%，這主要歸功於其高生物相容性、可調節的物理特性以及能夠緊密模擬天然組織狀態的能力。水凝膠支持多種細胞功能，常用於腫瘤學、組織修復和幹細胞研究。

受個人化醫療和再生療法日益普及的推動，dECM 領域預計將在預測期內顯著增長。基於 dECM 的支架可提供器官特異性線索和增強的細胞附著，使其成為疾病建模和功能組織重建的理想選擇。

• 按應用

根據應用，3D細胞培養支架市場細分為癌症研究、幹細胞研究與組織工程、藥物研發與毒性測試、再生醫學等。 2024年，癌症研究領域佔據最大份額，這得益於對能夠更好地代表人類癌症3D結構和微環境的精確腫瘤模型日益增長的需求。基於支架的3D培養越來越多地用於抗癌藥物篩選和轉移行為研究。

預計幹細胞研究和組織工程領域將以最快的速度成長，這得益於細胞療法和再生醫學的進步。 3D支架能夠支持幹細胞增殖並分化為功能性組織類型，使其成為該領域不可或缺的工具。

• 按最終用戶

根據最終用戶，3D細胞培養支架市場細分為生物技術和製藥公司、學術和研究機構、醫院和診斷實驗室、合約研究組織（CRO）以及其他。由於3D支架在臨床前藥物測試、療效研究和減少動物試驗的應用日益廣泛，生物技術和製藥公司在2024年佔據了市場主導地位。這些公司正積極將基於支架的模型納入高通量篩選流程，以提高準確性和效率。

預計學術和研究機構領域將在2025年至2032年期間實現最快成長，這得益於政府和機構對先進細胞生物學研究的資金投入不斷增加。大學和醫療機構正在探索新型支架設計和類器官開發的應用，這使得該領域成為創新的關鍵驅動力。

3D細胞培養支架市場區域分析

• 北美在 3D 細胞培養支架市場中佔據領先地位，2024 年其收入份額最高，為 39%，這得益於強勁的生物技術和製藥行業、大量的研發資金以及先進細胞培養技術的早期採用，尤其是在美國，美國的機構和生物技術公司越來越多地將 3D 系統整合到臨床前和毒理學研究中
• 該地區的機構和生物技術公司高度重視藥物開發、再生醫學和癌症研究的生理相關模型，將 3D 支架系統廣泛整合到實驗室工作流程中
• 主要製藥公司、強大的學術網絡以及促進尖端生命科學研究的有利政府舉措進一步支持了這一強勁需求，鞏固了北美作為商業和學術領域基於支架的 3D 細胞培養創新領先中心的地位

美國3D細胞培養支架市場洞察

2024年，美國3D細胞培養支架市場佔據北美地區最高收入份額，達79%，這得益於大量的研發投入和先進體外技術的廣泛應用。製藥和生物技術公司越來越依賴3D支架進行更具預測性的藥物篩選和毒性測試。美國強大的學術基礎設施，加上政府和私人部門對再生醫學和個人化治療的大力投入，持續推動市場成長。此外，類器官開發的日益增長趨勢以及研究機構與支架製造商之間的合作，正在加速創新支架系統的普及。

歐洲3D細胞培養支架市場洞察

預計歐洲3D細胞培養支架市場在整個預測期內將以顯著的複合年增長率擴張，這得益於強大的學術研究能力、不斷增長的生命科學投資以及對減少藥物研發中動物試驗日益增長的重視。該地區受益於成熟的生物製藥行業和支持性監管框架，這些框架促進了3D培養的推廣。支架技術在腫瘤學、幹細胞研究和組織工程領域的應用日益受到關注，學術和商業實驗室的研究和臨床計畫也紛紛將支架技術納入其中。

英國3D細胞培養支架市場洞察

預計英國3D細胞培養支架市場在預測期內將以顯著的複合年增長率成長，這得益於生物醫學研究的日益增長以及國家對生命科學創新的資助。英國對先進療法開發和個人化醫療的重視，正在推動3D支架平台的應用。大學與生物技術公司之間日益增多的合作，以及對動物模型倫理問題的擔憂，正在推動人們對基於支架的體外測試系統產生興趣。

德國3D細胞培養支架市場洞察

預計在預測期內，德國3D細胞培養支架市場將以可觀的複合年增長率擴張，這得益於該國強大的生物技術基礎設施和不斷增加的再生醫學投資。德國研究人員正在推動用於類器官和組織建模的支架工程，尤其是在神經系統和心血管領域的應用。生物醫學工具的永續性和精確性備受重視，促進了創新型生物可吸收支架材料在研究和工業領域的整合。

亞太地區3D細胞培養支架市場洞察

受醫療研發支出成長、生物製藥活動增加以及中國、日本和印度等國政府扶持措施的推動，亞太地區3D細胞培養支架市場預計在2025年至2032年間以23.6%的複合年增長率高速成長。該地區在幹細胞治療、癌症研究和組織工程領域的快速發展，正推動對經濟高效且可擴展的支架解決方案的需求。此外，領先的支架製造商和研究機構的入駐也提升了新興經濟體3D細胞培養支架的可及性和認知度。

日本3D細胞培養支架市場洞察

得益於日本在精準醫療、再生療法和老化相關疾病研究領域的領先地位，日本3D細胞培養支架市場發展勢頭強勁。在政府主導的組織工程項目的支持下，日本的機構和生物技術公司正在將3D支架系統應用於神經退化性疾病和癌症模型。 3D支架與微流體技術和生物列印技術的融合也不斷擴展，體現了日本對創新高科技研究工具的重視。

印度3D細胞培養支架市場洞察

2024年，印度3D細胞培養支架市場佔據亞太地區最大收入份額，這得益於生物技術投資的不斷增加、合約研究組織（CRO）數量的不斷增長以及學術研究機構數量的不斷擴大。印度對可負擔創新、再生醫學和轉化研究的關注，正推動基於支架的系統在癌症生物學和藥理學領域的應用。政府對生物技術新創企業的支持以及對人體相關臨床前模型日益增長的需求，進一步推動了支架市場在學術和商業領域的發展。

3D細胞培養支架市場佔有率

3D 細胞培養支架產業主要由知名公司主導，包括：

• 康寧公司（美國）
• 賽默飛世爾科技公司（美國）
• 默克集團（德國）
• 龍沙集團（瑞士）
• 3D Biotek LLC（美國）
• InSphero AG（瑞士）
• Synthecon, Inc.（美國）
• Greiner Bio-One International GmbH（奧地利）
• Advanced BioMatrix, Inc.（美國）
• MIMETAS BV（荷蘭）
• Reinnervate Ltd.（英國）
• Tecan Group Ltd.（瑞士）
• Kirkstall Ltd.（英國）
• Emulate, Inc.（美國）
• Cellink AB（瑞典）
• Bio-Techne公司（美國）
• Organovo Holdings, Inc.（美國）
• Nano3D Biosciences, Inc.（美國）
• Scivax Corporation（日本）
• QGel SA（瑞士）

全球 3D 細胞培養支架市場的最新發展是什麼？

• 2024年3月，康寧公司宣布推出全新合成支架，擴展其3D細胞培養產品線，用於腫瘤藥物研發的高通量篩選。這些支架模擬細胞外基質，使研究人員能夠培養更生理相關的腫瘤模型。這項創新彰顯了康寧致力於透過增強3D培養的仿生技術來推動癌症研究和加速藥物研發的承諾。
• 2024年2月，賽默飛世爾科技推出了其AlgiMatrix Plus 3D支架平台，用於支持幹細胞增殖和分化。這款新型海藻酸鹽基支架經過優化，可長期培養，為再生醫學和組織工程研究提供更穩定的環境。此次發布彰顯了賽默飛世爾科技致力於為複雜的生物研究提供多功能、高性能支架工具的決心。
• 2024年1月，支架製造領域的先驅企業3D Biotek LLC與一家美國癌症研究所達成策略夥伴關係，利用其可生物降解支架共同開發個人化3D腫瘤模型。此次合作旨在創建患者專屬模型，以提高臨床前藥物反應的準確性。該計劃體現了使用基於支架的3D細胞培養系統進行精準腫瘤學和個人化醫療的日益增長的趨勢。
• 2023年12月，德國達姆施塔特默克集團在2023年歐洲生物技術展覽會（Bio-Europe 2023）上推出了一系列基於膠原蛋白的全新3D支架。這些支架專為神經生物學和心臟毒性研究而設計，為長期神經和心臟組織研究提供生物相容性基質。這項進展凸顯了默克在疾病研究和藥物毒性測試中實現先進細胞建模的戰略重點。
• 2023年11月，InSphero AG推出了用於混合3D細胞培養模型的無支架支架整合套件，使研究人員能夠將基於支架和基於球狀體的技術結合。該解決方案增強了製藥和學術實驗室組織建模的靈活性。這項創新體現了InSphero致力於透過將傳統支架技術與下一代培養平台結合來拓展3D細胞培養功能格局的決心。

SKU-74397