3Dバイオプリントによるヒト組織市場、2035年に39億ドル規模へ

世界の3Dバイオプリント（3D bioprinted）ヒト組織市場は、2025年の25億ドルから2035年には約39億ドルに達すると見込まれ、予測期間の2026〜2035年に年平均成長率（CAGR）4.6%で拡大する見通しだ。2025年は北米が市場を牽引し、売上高10億ドルで41.3%超のシェアを獲得した。

再生医療および臓器置換ソリューションへの需要増が、3Dバイオプリント・ヒト組織市場を加速させている。研究者と臨床家が、生体組織の構築と機能を再現する高度な構造体を求めているためだ。タイプ別では皮膚組織が成長の28.6%を占め、用途別では再生医療および移植が41.8%と大きな割合を占めた。医療機器メーカー部門は市場の支配的プレーヤーとして際立ち、売上高シェア42.2%で最大となった。

科学者らは、熱傷創管理においてバイオプリントされた皮膚等価物の適用を拡大している。多層の真皮—表皮構造体を作製し、広範な熱損傷での迅速な再上皮化を促進し、瘢痕形成を減らす。これらの組織は整形外科領域の軟骨修復も支え、軟骨細胞（chondrocytes）を播種したバイオインクが硝子軟骨様の構造を形成し、膝関節の局所的軟骨欠損の修復に寄与する。

循環器領域では、冠動脈疾患や心筋梗塞への対応として、バイオプリント血管グラフトや心臓パッチが活用されている。内皮化した管腔をもつ血管や、心筋細胞（cardiomyocytes）を含むパッチを設計し、収縮性の改善と瘢痕形成の低減を狙う。創薬では、バイオプリント肝組織モデルが肝毒性スクリーニングと代謝研究を可能にし、医薬品試験に生理学的妥当性の高いプラットフォームを提供する。バイオプリント腫瘍モデルは、個別化がん治療の評価や薬剤耐性機序の検討を可能にする患者特異的な微小環境を再現し、腫瘍学研究を促進する。

研究者らは、組織工学における複数の課題—ヒト細胞を保持できる適合性のあるゲル媒体の確保と、繊細な細胞を安全に印刷できる装置—に対応するため、ハイブリッドハイドロゲル溶液を開発してきた。あるチームは、最終的な3Dプリント部品の各種特性を制御することを目的に、二重に架橋可能な材料を設計した。同チームは、層ごとの印刷プロセス中に、3Dプリントされた生体構造体（すなわち足場［scaffolds］）が柔らかく柔軟な形状を維持できる配合の開発に成功した。これにより、天然および合成ポリマーの可変レシピが効果的に組み合わさり、3Dプリンターから押し出された生体材料が生存性（viability）を保てるようになった。

印刷中にその場（in situ）で紫外光を照射できるカスタム・バイオプリンターも構築された。光により化学プロセスが引き起こされ、バイオインクが固体で安定したゲルへと変換される。この新たな試験装置の狙いの一つは、生体材料が印刷されている最中に実質的に硬化（cured）し架橋されることを確実にする点にあった。これらの工程はしばしば別々に行われるが、この新技術と新しい3D印刷装置により架橋が可能となり、バイオインクの継続的な開発および他の種類の3Dプリント組織の試験に向けた前進となる。

メーカーは、細胞・生体材料・成長因子を組み合わせるハイブリッド・バイオプリント手法の開発機会を追求しており、腸管および腎の組織工学におけるオルガノイド生成への応用を拡大している。開発者は、画像ガイダンス下で体内へ直接バイオインクを沈着させるin vivoバイオプリント技術を進展させ、筋骨格系および神経系の欠損における局所的な組織再生を可能にする。

2025年5月、California Institute of Technologyの科学者らは、体内で直接構造体を形成できる超音波ガイド下のin vivo 3Dプリンティング技術を実証した。この技術は、治療用細胞および薬剤を標的部位に局所投与できる。2025年4月には、CN BioがPharmaronと長期協業に入り、organ-on-chip技術とバイオプリント組織を創薬・開発プログラムに組み込み、グローバルな製薬ワークフロー全体でトランスレーショナル研究能力を強化した。

バイオプリント構造体の臨床移行を支える、スケーラブルでGMP準拠のバイオインクおよび印刷プラットフォームには機会が生まれている。企業は、犠牲チャネル（sacrificial channels）や内皮細胞を用いて灌流可能な組織を作製し、大型インプラントに対応する血管化戦略へ投資している。これらの革新は、前臨床試験における動的で多組織相互作用のため、organ-on-chipシステムとの統合を促進する。