Markt für Bioreaktoren – Erkenntnisse aus globaler und regionaler Analyse – Prognose bis 2030

[Forschungsbericht] Die Marktgröße für Bioreaktoren wird voraussichtlich von 3.643,00 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 auf 6.570,76 Millionen US-Dollar im Jahr 2030 wachsen; Es wird geschätzt, dass von 2022 bis 2030 ein CAGR von 7,65 % verzeichnet wird.
Sicht des Analysten
Die Marktanalyse für Bioreaktoren erläutert Markttreiber und zukünftige Trends des Marktes. Faktoren wie die zunehmende Einführung von Einweg-Bioreaktoren und das schnelle Wachstum der Pharma- und Biotechnologieindustrie sind die Haupttreiber der Marktentwicklung. Allerdings hemmt der strenge Regulierungsrahmen das Marktwachstum. Darüber hinaus wird erwartet, dass die technologischen Fortschritte bei Bioreaktoren im Zeitraum 2022–2030 neue Trends auf dem Markt einführen werden. Basierend auf Scale wird erwartet, dass das Segment der Vollproduktion im Prognosezeitraum die höchste CAGR von 8,32 % verzeichnen wird. Basierend auf der Anwendung hielt das Segment Zellkulturanwendungen im Jahr 2022 den größten Marktanteil. Basierend auf der Technologie wird erwartet, dass das Segment Perfusionsbioreaktoren im Prognosezeitraum eine höhere CAGR von 8,58 % verzeichnen wird.
Nach Endverbraucher, Forschung und Das Segment Entwicklungsorganisationen hatte im Jahr 2022 den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich die höchste CAGR von 8,34 % auf dem Markt verzeichnen.
Ein Bioreaktor ist ein Instrument zur Kultivierung von Organismen (wie Hefen, Bakterien, oder tierische Zellen) unter regulierten Bedingungen zur Herstellung von Arzneimitteln, Impfstoffen und Antikörpern verwendet werden. In Bioreaktoren metabolisieren ganze Zellen oder zellfreie Enzyme die Eingangskomponenten in biochemische Produkte und/oder weniger unerwünschte Nebenprodukte.
Markteinblicke
Zunehmende Akzeptanz von Einweg-Bioreaktoren und schnelles Wachstum der Pharma- und Biotechnologieindustrie
Verschiedene Hersteller entwickeln Einweg-Bioreaktoren (SUBs), da diese robust sind und die hohe Leistung bieten, die für die kommerzielle Herstellung von Biopharmazeutika erforderlich ist. Vorteile wie Filmtechnologien, Rührmechanismen, Bioreaktordesigns und Sensorsysteme haben dazu beigetragen, dass Einwegreaktoren zunehmend vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab eingesetzt werden. Die Einweg-Bioreaktoren bieten Zell- und Gentherapien der nächsten Generation und eine kontinuierliche Bioverarbeitung. Die Fortschritte bei Zellkulturprozessen haben zu höheren Titern und Zelldichten geführt, was die Einführung von SUBs erleichtert hat.
SUBs reduzieren das Kontaminationsrisiko und verkürzen die Produktionsdurchlaufzeiten. In den letzten Jahren hat der Einsatz von Einweg-Bioreaktoren in modernen biopharmazeutischen Prozessen zugenommen, da sie auf einzigartige Weise die Flexibilität erhöhen, Investitionen reduzieren und die Betriebskosten begrenzen. Darüber hinaus haben viele Unternehmen Einweg-Bioreaktoren zur Herstellung einer breiten Palette von Therapeutika entwickelt. Die Verkürzung der Validierungszeit ist einer der wesentlichen Vorteile von Einweg-Bioreaktoren. Daher treibt der zunehmende Einsatz von Einweg-Bioreaktoren für die vorgelagerte Bioverarbeitung das Marktwachstum voran.
In den letzten Jahren ist die Pharmaindustrie in einem beispiellosen Tempo gewachsen. Große Pharmaunternehmen und Auftragsforschungsinstitute (CROs) entwickeln neue Medikamente und Therapieformen für die Behandlung verschiedenster Indikationen. Der Biopharmazeutika-Markt wächst. Die starke Nachfrage nach Biologika und Biosimilars hat das Wachstum der Branche vorangetrieben. Die biopharmazeutische Industrie ist einer der bedeutendsten Wirtschaftszweige. Darüber hinaus begünstigen zunehmende Zulassungen bei Gen- und Zelltherapien das Marktwachstum. Die zugelassenen Gentherapien sind Glybera zur Behandlung von Lipoprotein-Lipase-Mangel und Strimvelis zur Behandlung von ADA-schwerem kombiniertem Immundefekt. Somit erhöhen die oben genannten Faktoren die Nachfrage nach der Produktion verschiedener Therapeutika in großem Maßstab und erleichtern so das Wachstum des Bioreaktormarktes weltweit.
Strategische Einblicke
Zukunftstrend
Technologische Fortschritte bei Bioreaktoren
Fortschritte auf dem Gebiet der Bioreaktoren haben den Marktteilnehmern viele Möglichkeiten eröffnet. Führende Akteure haben in den letzten Jahren innovative Produkte entwickelt. Die Verbesserung der Bioreaktoren ermöglicht eine schnellere und einfachere Produktion von Biopharmazeutika bei reduzierten Produktionskosten. Im Februar 2021 startete die Produktionsanlage für MFG5 Drug Substance (DS) von WuXi Biologics in China einen GMP-Betrieb mit einer Kapazität von 36.000 l und setzte neun 4.000 l Einweg-Bioreaktoren ein. Als wichtiger Meilenstein in der globalen Kapazitätsplanung des Unternehmens erhöht die GMP-Implementierung von MFG5 die aktuelle Kapazität von WuXi Biologics auf 90.000 l und erweitert damit deutlich seine Fähigkeit, globale Partner zu unterstützen.​
Die neuen Bioreaktoren werden für das Wachstum von entwickelt adhärente Zellen auf Mikroträgern, die schnelle, skalierbare Zellkulturprozesse bei der Entwicklung von Impfstoffen ermöglichen. Die Einführung solcher neuer Bioreaktoren erweiterte das Portfolio des Unternehmens auf dem Bioreaktormarkt. Im Juni 2022 gab ABEC bekannt, dass mAbxience plant, seine hochmoderne cGMP-Anlage in León, Spanien, um einen 4.000 l kundenspezifischen Single-Run-Bioreaktor (CSR) zu erweitern. Im Mai 2021 brachte Beckman Coulter Life Sciences seinen Mikrobioreaktor Biolector XT der nächsten Generation in Deutschland auf den Markt. Der Mikrobioreaktor BioLector XT ermöglicht die Überwachung von Kultivierungsparametern, das Hochdurchsatz-Stammscreening und die Optimierung der Fütterungsstrategie.
Fortschritte bei Bioreaktoren haben verschiedene Lösungen für die meisten Branchen wie Pharma, Petrochemie, Lebensmittel und Landwirtschaft hinzugefügt. Daher wird erwartet, dass technologische Fortschritte in den kommenden Jahren Innovationen auf dem Markt für Bioreaktoren vorantreiben werden.
Berichtssegmentierung und Umfang
Der „Globale Markt für Bioreaktoren“ ist nach Größe, Anwendung, Technologie, Endbenutzer usw. segmentiert Geographie.
Maßstabsbasierte Einblicke
Der Markt für Bioreaktoren ist je nach Maßstab in Produktion im Labormaßstab, Produktion im Pilotmaßstab und Produktion im Großmaßstab unterteilt. Das Segment der Pilotproduktion hielt im Jahr 2022 einen größeren Marktanteil. Es wird jedoch erwartet, dass das Segment der Vollproduktion im Prognosezeitraum eine höhere CAGR verzeichnen wird. Für Laborzwecke werden häufig Tischbioreaktoren verwendet. Sie werden für Kulturen bis 15L verwendet. Tischbioreaktoren werden für Wachstumsstudien von Mikroben-, Säugetier-, Insekten- und Pflanzenzellen, zur Optimierung von Kulturmedien, für multivariate Prozessoptimierungsstudien sowie für die Protein- und mAB-Expression im kleinen Maßstab verwendet. Diese Bioreaktoren werden in großem Umfang für Prozesse wie Prozessentwicklung und -optimierung, Scale-up- und Scale-down-Studien, Saatgutexpansion, Zellbankproduktion und Proteinversorgung eingesetzt. Zu den Unternehmen, die Tischbioreaktoren anbieten, gehören die Infors AG, die Sartorius AG und Eppendorf. Sartorius bietet eine große Auswahl an Tischbioreaktoren an. Diese Tischbioreaktoren werden sowohl zur Zellkultivierung als auch zur mikrobiellen Fermentation eingesetzt. Hierbei handelt es sich um autoklavierbare Kulturgefäße, die von 1–10 l sowie Einweggefäße von 250 ml und 2 l erhältlich sind. Zu den Vorteilen von Tischreaktoren gehören die Einsparung wertvollen Platzes im Entwicklungslabor, eine einfache Reinigung, zusätzlicher Stauraum für einen aufgeräumten Arbeitsplatz sowie eine erhöhte Messsicherheit und Kontrolle des Prozesses gemäß den neuesten Standards.
Markt für Bioreaktoren, nach Maßstab – 2022 und 2030
Anwendungsbasierte Erkenntnisse
Basierend auf der Anwendung ist der Bioreaktormarkt in mikrobielle Anwendungen, Zellkulturanwendungen und andere unterteilt. Das Segment der Zellkulturanwendungen hatte im Jahr 2022 den größten Marktanteil. Es wird jedoch erwartet, dass das Segment der mikrobiellen Anwendungen im Prognosezeitraum die höchste CAGR verzeichnen wird.
Die mikrobielle Kultivierung umfasst die Kultivierung von bakteriellen und viralen Zellkulturen für verschiedene Zwecke, wie z B. für Grundlagenforschung und -entwicklung sowie die Herstellung von Biopharmazeutika, Chemikalien und anderen Produkten. Die Bakterienkultur von E. coli ist der bevorzugte Mikroorganismus für die Produktion rekombinanter Proteine. Es wird häufig zum Klonen, zur genetischen Veränderung und zur Produktion in kleinem Maßstab zu Forschungszwecken verwendet. Darüber hinaus sind Bioreaktoren für die Produktion groß angelegter viraler Impfstoffe in Zellkulturen von entscheidender Bedeutung. Laut einem im Februar 2020 von Frontiers veröffentlichten Artikel haben sich Bioreaktoren zu einer Plattform für die Herstellung verschiedener viraler Vektoren, Lebendviren und virusbasierter Impfstoffe mithilfe von Zellen entwickelt. Die Entwicklung der Fed-Batch-Kultur, der Perfusionskultur und der Gentechnik hat zu diesem Fortschritt beigetragen. Darüber hinaus verspricht der Einsatz intelligenter Sensoren und Aktoren in Bioreaktor-Steuerungssystemen in naher Zukunft eine Verbesserung der Bioprozesssteuerung. Mit der Weiterentwicklung der Impfstoffproduktionsprozesse wurden skalierbarere Bioreaktoren und Zelllinien mit hoher Virusaffinität zur Herstellung verschiedener Impfstoffe eingesetzt.
Technologiebasierte Erkenntnisse
Auf der Grundlage der Technologie ist der Markt für Bioreaktoren in Fed-Batch-Bioreaktoren und unterteilt Perfusionsbioreaktoren. Das Segment der Fed-Batch-Bioreaktoren hatte im Jahr 2022 einen größeren Marktanteil.
In Fed-Batch-Systemen werden frisches Medium oder Mediumkomponenten kontinuierlich, intermittierend oder einzeln hinzugefügt, während das Chargenvolumen mit der Zeit zunimmt. Während der Fed-Batch-Fermentation kann das Nährstoffmilieu auf einem konstanten Niveau gehalten werden. Dadurch kann die Entstehung von Nebenprodukten verhindert werden, die typischerweise durch hohe Substratkonzentrationen verursacht werden. Durch den Einsatz dieser Methode ist es möglich, die Betriebszeit zu verlängern und hohe Zellkonzentrationen zu erreichen, was zu einer verbesserten Produktivität (gemessen als Produktmasse pro Volumen und Zeit) führen kann. Diese Methode ist besonders nützlich bei der Herstellung wachstumsassoziierter Produkte. Aufgrund der oben genannten Vorteile wächst die Nachfrage nach Fed-Batch-Bioreaktoren für die Produktion von Zellkulturen.
Endbenutzerbasierte Einblicke
Der Markt für Bioreaktoren ist nach Endbenutzern in Biopharma-Hersteller, Forschung und Biopharmazeutika unterteilt Entwicklungsorganisationen und Auftragsfertigungsorganisationen (CMOs). Das Segment der Forschungs- und Entwicklungsorganisationen hatte im Jahr 2022 den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich die höchste CAGR auf dem Markt verzeichnen.
In Branchen wie Biotechnologie, Gesundheitswesen und Pharmazie spielen Forschung und Entwicklung eine große Rolle entscheidende Rolle. Forschungs- und Entwicklungsorganisationen beschäftigen sich mit Prozessen und Aktivitäten zur Innovation und Einführung neuer Produkte, Technologien und Dienstleistungen auf dem Bioreaktormarkt. Auch Forschung und Entwicklung sind wichtig, um Produkteinführungen zu beschleunigen. Das Wachstum von Forschungs- und Entwicklungsorganisationen ist vor allem auf den zunehmenden Einsatz von Bioreaktoren für Forschungs- und Innovationsprozesse zurückzuführen. Darüber hinaus investieren die Forschungsinstitute stark, um die Bioprozesse voranzutreiben, was zu Marktwachstum führt.
Regionale Analyse
Der globale Markt für Bioreaktoren ist nach Regionen in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, den Nahen Osten und Afrika unterteilt. und Süd- und Mittelamerika. Es wird erwartet, dass der regionale Markt Nordamerika im Zeitraum 2022–2030 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 6,81 % wächst.
Der nordamerikanische Markt für Bioreaktoren ist in die USA, Kanada und Mexiko unterteilt. Das Marktwachstum in Nordamerika ist auf die steigende Nachfrage biopharmazeutischer und biotechnologischer Unternehmen nach Bioreaktorsystemen, die Präsenz von Marktteilnehmern und die wachsende Forschung und Entwicklung verschiedener akademischer und Forschungsinstitute zurückzuführen. Darüber hinaus wird erwartet, dass die zunehmende Forschung in Pharma- und Biotechnologieunternehmen das Wachstum des Bioreaktormarktes in Nordamerika ankurbeln wird. Die USA sind der größte Markt für Bioreaktoren – mehrere Marktteilnehmer in den USA stellen Bioreaktoren für verschiedene Anwendungen in Pharma- und Biotechnologieunternehmen her. Die Einführung neuer Bioreaktoren, die geografische Expansion und Partnerschaften von Marktteilnehmern treiben das Wachstum des Marktes voran. Beispielsweise kündigte BioMADE im April 2023 fünf neue Projekte an, die sich darauf konzentrieren, die Forschungs- und Einführungslücken in der bioindustriellen Fertigung in den USA durch die Weiterentwicklung der Bioreaktortechnologie zu schließen.
Der Bericht stellt führende Akteure vor, die auf dem globalen Markt für Bioreaktoren tätig sind. Dazu gehören Sartorius AG, PBS Biotech, Merck KGaA, Cellexus International Ltd, General Electric Co, Thermo Fisher Scientific Inc, bbi-biotech GmbH, Pall Corp, Applikon Biotechnology BV und Solaris Biotechnology SRL. Diese Unternehmen konzentrieren sich auf die Einführung neuer Produkte und geografische Expansionen, um der wachsenden Verbrauchernachfrage weltweit gerecht zu werden und ihre Produktpalette in Spezialportfolios zu erweitern. Sie verfügen über eine weitreichende globale Präsenz, die es ihnen ermöglicht, eine große Anzahl von Kunden zu bedienen und anschließend ihren Marktanteil zu erhöhen.
Verschiedene Initiativen wichtiger Akteure auf dem Bioreaktormarkt sind nachstehend aufgeführt:
Im August 2023 wurde Sartorius und Repligen arbeiteten zusammen, um ein fortschrittliches Bioreaktorsystem auf den Markt zu bringen, das die Upstream-Intensivierungstechnologie Repligen XCell ATF in den Biostat STR-Bioreaktor von Sartorius integriert. Diese Zusammenarbeit zielt darauf ab, die Implementierung einer intensivierten Saatgut- und N-Perfusion für biopharmazeutische Hersteller zu vereinfachen, wie es in der Ankündigung beider Unternehmen heißt. Im April 2023 brachte Cytiva X-Plattform-Bioreaktoren auf den Markt, um vorgelagerte Bioverarbeitungsvorgänge für den Einmalgebrauch zu vereinfachen. Diese Bioreaktoren sind zunächst in den Größen 50 und 200 L erhältlich und mit der Automatisierungslösungssoftware Figurate ausgestattet. Sie bieten eine Reihe von Vorteilen, die zur Steigerung der Prozesseffizienz beitragen können, indem sie die Ergonomie verbessern, die Produktionskapazität verbessern und die Abläufe in der Lieferkette vereinfachen.