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세계 일회용 바이오프로세싱 - 시장 점유율 분석, 산업 동향, 통계 및 성장 예측(2024-2029년)Single-use Bioprocessing - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts 2024 - 2029 |
일회용 바이오프로세싱 시장은 예측 기간 동안 CAGR 11.5%를 나타낼 것으로 예측됩니다.
팬데믹의 초기 단계는 제조 공정의 상당한 하락과 의약품 수요 및 공급 제한으로 인해 일회용 바이오 프로세싱 시장의 성장에 큰 영향을 미쳤습니다. 그러나 일회용 기술(SUT)은 전임상 및 임상 규모를 포함한 상업화 전 제조에서 주요 기술이되었습니다. COVID-19 사례가 증가함에 따라 효과적인 의약품과 많은 백신 수요가 증가했습니다. 또한 오염 가능성이 적고 배치 간 멸균 테스트가 적기 때문에 바이오 제약 회사의 일회용 바이오 프로세싱 시스템과 기술의 채용도 증가했습니다. 또, 일회용 기술을 사용한 창약도 유행 대책으로서 큰 초점이 되었습니다. 예를 들어, 2022년 11월에 National Library of Medicine에 게재된 논문에 따르면, 팬데믹에 의해 의약품과 백신의 신속한 제조를 위한 단일 사용 장치에 대한 수요 증가가 가속된 것으로 관찰되었습니다. 감염률이 증가함에 따라 COVID-19 백신 연구의 대부분은 단일 사용 기술을 기반으로 합니다. 따라서 이러한 노력에는 mRNA 및 DNA 기술과 같은 새로운 접근법이 사용됩니다. 그러므로 COVID-19 전염병 동안 연구 시장은 큰 성장을 보였습니다.
일회용 바이오프로세싱 기술의 신속한 도입과 제품 교차 오염 위험 감소, 바이오 의약품 수요 증가, 비용 절감, 환경 영향 저감 등의 요인이 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다.
만성 질환을 앓고 있는 인구 증가로 인해 바이오 의약품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 따라서 치료를 위한 효과적인 의약품 및 제품의 필요성이 높아지고, 단일 사용 기술 및 관련 제품에 대한 수요가 높아지고 시장 성장이 촉진될 것으로 예상됩니다. 예를 들어, FDA가 발표한 데이터에 따르면, 2023년 2월, 2022년에는 약 14개의 생물학적 제제가 다양한 만성 질환의 치료제로 승인되었습니다. 제약 산업은 예측 기간 동안 일회용 바이오프로세싱 기술 및 시스템의 사용 및 채택을 증가시킬 것으로 예상됩니다.
일회용 모니터링 툴의 도입이 가능해져, 센싱 기술이 향상됨으로써, 생산자는 프로세스를 보다 컨트롤할 수 있게 되어 채용이 증가합니다. 또한 단일 사용 기술과 시스템을 채택하면 바이오 의약품 기업이 오염 위험을 근절하는 문제를 극복하는 데 도움이되므로 배치 간 멸균의 필요성이 떨어지고 생산성이 향상됩니다. 또한 단일 사용 바이오리액터와 발효기는 높은 유연성을 제공하므로 공정을 최적화하기 위해 다양한 설계를 쉽게 테스트할 수 있습니다. 이 시스템은 기존의 바이오프로세싱 시스템에 비해 에너지 소비, 물 소비 및 플랜트 환경 실적를 줄일 수 있습니다. 따라서 제약 업계 전체에서 선호되는 옵션이되었습니다. 또한 바이오의약품 제조의 업스트림 공정과 다운스트림 공정 모두에서 이용되는 새로운 일회용 시스템의 개발에 각사가 주력하게 되고 있는 것도 시장의 성장을 뒷받침할 것으로 예상됩니다.
게다가, 일회용 시스템에 빅데이터 베이스 머신러닝을 채용하는 것으로, 프로세스 면에서 최대의 생산성과 효율을 달성하면서, 제품이나 약의 수율을 향상시킬 수 있어, 많은 바이오 의약품 제조업체가 주류 전략을 채택하는 것도 시장 성장에 기여합니다.
또한 제휴, 파트너십, 신제품 출시, 기타 기업 활동 등 다양한 비즈니스 전략의 채택이 증가하고 있는 것도 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 2021년 5월, Qosina는 일회용 바이오프로세스 통합자 및 의료기기 제조업체를 지원하기 위해 Nordson MEDICAL과 판매 계약을 체결했습니다. 또한 2021년 3월 Thermofisher는 3,000L와 5,000L의 HyPerforma DynaDrive 일회용 생물반응기를 출시했습니다. 이러한 생물반응기는 규모를 넘어 세포 배양 성능을 지원하며, 고밀도 및 차세대 세포 배양 공정을 지원하며, 설비 투자 감소, 운영 비용 절감, 고출력 공정으로 총 비용 절감 를 실현하는 기능을 갖추고 있습니다. 또한 DynaDrive SUB는 교반형 탱크 액터에서 뛰어난 턴다운을 실현하여 시드 트레인 스케일업에 필요한 용기의 수를 줄일 수 있습니다. 새로운 시스템은 확장성 향상, 턴다운 비율 개선, 혼합 개선을 제공합니다.
따라서 바이오 의약품에 대한 높은 수요, 단일 사용 시스템이 제공하는 몇 가지 장점, 기업 활동 활성화 등 위의 요인으로 인해 조사 대상 시장이 예측 기간 동안 성장할 것으로 예상됩니다. 그러나, 용출성 및 추출성에 관한 문제가, 예측 기간중 시장 성장을 억제할 가능성이 높습니다.
일회용 바이오프로세싱 시장에서는 예측기간 동안 바이오의약품 분야가 크게 성장할 전망입니다. 그 배경에는 일회용 기술이나 시스템의 채용이 증가하고 있는 것, 생물 제제 수요가 증가하고 있는 것, 기업 활동이 활발해지고 있는 것 등이 있습니다. 또한 일회용 기술과 제품이 제공하는 초기 투자 및 연구 개발 비용 절감, 인건비 및 재료비 절감, 기존의 바이오프로세스 방법에 비해 폐기가 용이하다는 이점도 바이오 의약품 업계 전체에서 채용을 늘리고 있습니다. 게다가, 이러한 일회용 바이오프로세싱 플랜트는 기존의 바이오프로세스에 사용된 스테인리스 반응기보다 35% 유리한 이산화탄소(CO2) 균형을 만들어 제조업체에게 높게 채택되었습니다.
생물 제제의 승인 건수 증가도 일회용 바이오 리액터와 기술 수요 증가에 기여하고 있습니다. 예를 들어, 미국 FDA는 2023년 2월 퍼스트 인 클래스의 고지속성 인자 VIII 보충 요법인 Bioverativ Therapeutics의 ALTUVIIIO를 승인했습니다. 또한 2022년 1월에는 메신저 RNA(mRNA) 치료제 및 백신의 선구자인 생명공학기업인 Modernna, Inc.가 18세 이상의 COVID-19 예방을 목적으로 한 SPIKEVAX(COVID-19 백신, mRNA)의 생물 제제 라이선스 신청을 FDA에서 승인했습니다.
또한, 공동 연구, 신제품 출시, 기타 이니셔티브와 같은 중요한 전략의 채택에 대한 기업의 주목 증가도이 부문의 성장을 가속할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 2022년 5월, ILC Dover LP는 바이오 치료제 시장을 위해 무균 액체를 취급하고 공급하기 위한 액체 단일 사용 바이오프로세싱 백을 출시했습니다. 또한 기업은 단백질, 세포주 및 프로세스 개발 서비스를 확장하기 위해 일회용 바이오프로세싱 플랜트를 개설하고 있습니다. 예를 들어, 2022년 4월, Thermofisher Scientific은 오그덴에 55,000 평방 피트의 단일 사용 기술(SUT) 시설을 개설했습니다. 이는 백신 및 치료법 개발을 위한 단일 사용 바이오프로세스 용기의 생산을 증가시키기 위한 것입니다. 이 공장은 새로운 백신과 획기적인 치료법 개발에 필요한 다양한 기술과 재료를 생산할 수있는 추가 능력을 제공합니다. 이 시설은 액체 전달, 처리, 분리, 저장, 운송을 위한 맞춤형 바이오프로세스 용기(BPC) 시스템을 제조합니다. 또한 2021년 2월 중국의 WuXi Biologics MFG5 Drug Substance(DS) 제조 시설은 36,000리터 용량의 GMP 운영을 시작하여 9개의 4,000리터 일회용 바이오리액터를 도입했습니다. 이 출시로 회사의 현재 생산 능력은 90,000리터로 증가했습니다.
따라서 연구 부문은 위의 요인들로부터 예측 기간 동안 크게 성장할 것으로 예상됩니다.
예측 기간 동안 북미가 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이는 R&D 비용 증가, 대규모 제조 기지의 존재, 대중화의 인기 증가, 건강 관리 지출 증가, 확립된 건강 관리 인프라의 존재 때문입니다.
정부는 바이오 의약품 개발에 막대한 투자를 하고 있으며, 이것이 일회용 바이오리액터, 용기, 배지, 여과 어셈블리 등 시장을 견인해 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다. 예를 들어 캐나다 정부가 2021년 7월에 발표한 데이터에 따르면 캐나다 정부는 국가 백신 접종, 치료 및 바이오 제조 능력을 재설정하기 위해 12억 달러 이상을 투자한 것으로 확인되었습니다. 또한 프랑소와 필립 샴페인 혁신, 과학, 산업 장관과 패티 하주두 보건 장관은 '바이오 매뉴팩처링 생명과학 전략'을 시작했습니다. 미래의 유행에 대처하기 위해 견고하고 경쟁력 있는 분야를 계속 성장시키기 위해 7년간 22억 달러 이상이 투자되었습니다.
또한 싱글유스 바이오프로세싱 플랜트의 설립과 바이오리액터, 여과 어셈블리, 기타 소모품 등 신제품을 출시하는 기업의 활동이 활발해지고 있는 것도 이 지역 시장 성장에 기여하고 있습니다. 예를 들어, 2022년 5월, ILC Dover Lp는 바이오 치료제 시장을 위해 무균 액체를 취급하고 공급하기 위한 액체 단일 사용 바이오프로세싱 백을 출시했습니다. 이번 출시로 이 회사는 분말의 봉쇄 및 취급부터 무균액의 취급과 프리필드 액체·분말백에 이르기까지 바이오 치료제·의약품 제조의 워크플로 전체에 걸친 설정을 지원합니다. 또한 2021년 11월 바이오노바는 캘리포니아 주 프리몬트에 2,500만 달러의 일회용 공장을 개설했습니다. 이 공장은 1,000 리터의 Cytiva XDR 업스트림 트레인을 갖추고 있습니다. 마찬가지로, 2021년 10월, 아지리텍은 30l에서 2000l까지의 단일 사용 바이오리액터를 2대까지 동시에 제어하는 아지리텍 바이오리액터 컨트롤러를 출시했습니다.
따라서 위의 요인들로부터 예측기간 동안 이 지역 시장은 크게 성장할 것으로 예상됩니다.
일회용 바이오프로세싱 시장은 적당한 경쟁을 갖고 있으며 여러 선도 기업들로 구성되어 있습니다. 각 회사는 시장에서의 지위를 유지하기 위해 제휴, 신제품 출시, 기타 노력 등 다양한 사업 전략의 채용에 주력하고 있습니다. 시장 진출기업으로는 잘토리우스 AG, Thermofisher Scientific, Dana Har Corporation(Sitiva), Eppendorf AG, Merck KGaA, Beringer Ingelheim International GmbH, PBS Biotech 등이 있습니다.
The single-use bioprocessing market is anticipated to register a CAGR of 11.5% during the forecast period.
The initial phase of the pandemic substantially impacted the growth of the single-use bioprocessing market owing to the significant decline in manufacturing processes and restricted demand and supply of drugs. However, single-use technology (SUT) became a leading technology in pre-commercial manufacturing, including preclinical and clinical scales. With the increasing number of COVID-19 cases, the demand for effective drugs and many vaccines increased. It also increased the adoption of biopharmaceutical companies' single-use bioprocessing systems and technology due to fewer chances of contamination and reduced sterilization tests between the batches. Also, drug discovery using single-use technologies became a major focus for managing the pandemic. For instance, according to an article published in the National Library of Medicine in November 2022, it was observed that the pandemic accelerated the growing demand for single-use devices for the rapid production of drugs and vaccines. Due to the increased infection rates, most COVID-19 vaccine research is based on single-use technologies. Thus, these efforts involve using novel approaches, such as mRNA and DNA technologies. Hence, the studied market witnessed significant growth during the COVID-19 pandemic.
Factors such as faster implementation and lower risk of product cross-contamination, increasing demand for biopharmaceuticals, lower costs, and lesser environmental impact of single-use bioprocessing technologies are expected to boost the market growth.
The demand for biopharmaceuticals increased due to the high population suffering from chronic diseases. It raises the need for effective drugs and products for their treatment, which is anticipated to fuel the demand for single-use technologies and related products, thereby propelling market growth. For instance, according to the data published by the FDA, in February 2023, about 14 biologics were approved for treating various chronic diseases in 2022. The pharmaceutical industry is expected to increase the utilization and adoption of single-use bioprocessing technologies and systems over the forecast period.
The ability to deploy single-use monitoring tools and improvements in sensing technologies allow producers more control over their processes, which increases their adoption. Also, adopting single-use technologies and systems helps biopharmaceutical companies overcome the challenges of eradicating contamination risks, thus lowering the need for sterilization between batches and increasing productivity. In addition, single-use bioreactors and fermentors provide high flexibility, making it easier to experiment with various designs to optimize the process. The system offers reduced energy consumption, water consumption, and the plant's environmental footprint over conventional bioprocessing systems. It makes them a preferred choice across the pharmaceutical industry. Also, the increasing focus of the companies on developing a new single-use system that is utilized in both upstream and downstream processing of the production of biopharmaceuticals is expected to fuel market growth.
Furthermore, adopting big data-based machine learning in single-use systems increases the product or drug yield while achieving maximum productivity and efficiency in terms of process, and the use of mainstream strategy by many biopharmaceutical manufacturers is also contributing to the market growth.
Moreover, the rising adoption of various business strategies such as collaborations, partnerships, new product launches, and other company initiatives are also expected to propel the market growth. For instance, in May 2021, Qosina entered into a distribution agreement with Nordson MEDICAL to support Single-Use Bioprocess Integrators and Medical Device Manufacturers. Also, in March 2021, Thermo Fisher launched 3,000 and 5,000 L HyPerforma DynaDrive Single-use Bioreactors. These bioreactors offer features that support cell culture performance across scales, accommodate high-density and next-generation cell culture processes, and reduce overall costs through reduced capital investment, operational expenses, and higher-output processes. DynaDrive S.U.B.s also provide superior turn-down in stirred tank reactors, which lowers the number of vessels needed for seed-train scale-up. The new systems offer increased scalability, improved turn-down ratio, and improved mixing.
Therefore, owing to the factors above, such as the high demand for biopharmaceutical products, several advantages offered by single-use systems, and the increasing company activities, the studied market is anticipated to grow over the forecast period. However, the issues related to leachable and extractable are likely to restrain the market growth over the forecast period.
The biopharmaceutical segment is expected to grow significantly in the single-use bioprocessing market over the forecast period. It is due to the rising adoption of single-use technologies and systems, increasing demand for biologics, and growing company activities. In addition, some of the advantages offered by single-use technologies and products, such as reduced initial investment and research and development costs, low labor and material costs, and easy disposal over conventional bioprocessing methods, are also increasing their adoption across the biopharmaceutical industry. Additionally, these single-use bioprocessing plants produce a 35% more favorable carbon dioxide (CO2) balance than stainless steel reactors used in conventional bioprocessing and are highly adopted by the manufacturer.
The rising number of biologics approvals is also contributing to the increased demand for single-use bioreactors and technologies. For instance, in February 2023, the United States FDA approved Bioverativ Therapeutics's ALTUVIIIO, a first-in-class, high-sustained factor VIII replacement therapy. It is indicated for routine prophylaxis, on-demand treatment to control bleeding episodes, and perioperative management (surgery) for adults and children with hemophilia A. Also, in January 2022, Moderna, Inc., a biotechnology company pioneering messenger RNA (mRNA) therapeutics and vaccines, received approval for the Biologics License Application for SPIKEVAX (COVID-19 Vaccine, mRNA) from the FDA to prevent COVID-19 in individuals 18 years of age and older.
Furthermore, the companies' rising focus on adopting key strategies such as collaborations, new product launches, and other initiatives are also expected to fuel the segment growth. For instance, in May 2022, ILC Dover LP launched liquid single-use bioprocessing bags to handle and supply sterile liquids for the biotherapeutics market. Also, the companies are opening up single-use bioprocessing plants to expand their protein, cell line, and process development services. For instance, in April 2022, Thermo Fisher Scientific opened a 55,000 sq ft single-use technology (SUT) facility in Ogden. It is to increase the production of single-use bioprocess containers for developing vaccines and therapies. The plant provides additional capacity to produce various techniques and materials needed to develop emerging vaccines and breakthrough therapies. The facility manufactures customizable bioprocess container (BPC) systems for the delivery, processing, separation, storage, and transportation of liquids. Also, in February 2021, WuXi Biologics MFG5 Drug Substance (DS) manufacturing facility in China launched a GMP operation with a capacity of 36,000 l, deploying nine 4,000 l single-use bioreactors. This launch increased the company's current capacity to 90,000 l.
Therefore, the studied segment is expected to grow significantly over the forecast period due to the above factors.
North America is expected to hold a significant market share over the forecast period. It is due to increasing research and development spending, large manufacturing unit presence, the growing popularity of disposables, increasing healthcare expenditure, and well-established healthcare infrastructure presence.
The government is investing enormously in developing biopharmaceutical products, which is expected to drive the market for single-use bioreactors, containers, media, filtration assemblies, and others, propelling the market growth. For instance, according to the data published by the Government of Canada in July 2021, it was observed that the Canadian government invested more than USD 1.2 billion to reestablish national vaccination, therapeutic, and biomanufacturing capacity. In addition, the Honourable Francois-Philippe Champagne, Minister of Innovation, Science, and Industry, and the Honourable Patty Hajdu, Minister of Health, launched the Biomanufacturing and Life Sciences Strategy. Over seven years, more than USD 2.2 billion was invested to continue growing a robust and competitive sector for facing future pandemics.
Furthermore, the rising company activities in establishing single-use bioprocessing plants and launching new products such as bioreactors, filtration assemblies, and other consumables are also contributing to the market growth in the region. For instance, in May 2022, ILC Dover Lp launched liquid single-use bioprocessing bags for handling and supplying sterile liquids for the biotherapeutics market. This launch assists the company in setting across the entire biotherapeutic and pharmaceutical manufacturing workflow, from powder containment and handling through sterile liquid handling and pre-filled liquid and powder bags. Also, in November 2021, Bionova opened a USD 25 million single-use plant in Fremont, California. The plant is equipped with a 1,000 l Cytiva XDR upstream train. Similarly, in October 2021, Agilitech launched an Agilitech bioreactor controller that simultaneously controls up to two single-use bioreactors from 30 l up to 2000 l. The design of the product allows for integration with any brand single-use bioreactor.
Therefore, owing to the factors above, the studied market is expected to grow significantly in the region over the forecast period.
The single-use bioprocessing market is moderately competitive and consists of several major players. The companies are focusing on adopting various business strategies such as collaboration, new product launches, and other initiatives to retain their market position. Some of the companies in the market are Sartorius AG, Thermo Fisher Scientific, Danaher Corporation (Cytiva), Eppendorf AG, Merck KGaA, Boehringer Ingelheim International GmbH, and PBS Biotech, among others.