3D生物打印市场规模和份额

Global 3D 生物打印市场趋势和见解

老年人口和慢性病不断增加

发达经济体面临器官捐赠者积压，促使医院尝试生物打印血管移植物，例如 Symvess，该移植物于 2024 年 12 月获得 FDA 批准用于创伤护理^{[1]美国美国食品和药物管理局，“FDA 批准了首个组织工程血管移植物”，fda.gov}。日本开发银行于 2024 年 1 月向金属印刷公司 3DEO 投资 10 亿日元（680 万美元），为应对老龄化社会的医疗负担做好准备。世界上第一个护理点面部植入物于 2025 年 3 月在巴塞尔大学医院印刷，展示了临床采用如何满足人口需求。

不断增加的研发资金和公私合作伙伴关系

ARPA-H 的 PRINT 计划指定了 6500 万美元用于肝脏、肾脏和心脏结构。悉尼大学于 2024 年 8 月启用了生物制造孵化器，将细胞科学与印刷放大相结合。欧洲通过 EC 资助的 REBORN 心脏组织项目（使用纽卡斯尔大学的 ReJI 平台）增加了动力。 CELLINK 于 2024 年 6 月与一家全球制药巨头续订药物发现协议等私人合作表明行业嵌入。

多材料/高分辨率打印的进步

数字光处理 (DLP) 生物打印机提供微米级保真度，使斯坦福工程师能够通过算法设计 500 个分支的血管网络，速度比以前的方法快 200 倍。宾夕法尼亚州立大学的 HITS-Bio 工艺利用高细胞密度的球体将组织组装时间缩短了 90%。 Nanoscribe 和 Advanced BioMatrix 等合作伙伴于 2024 年 5 月发布了四种专为细胞负载结构定制的 TPP 生物树脂。

移植替代品和再生医学的需求

再生医学在 2024 年占据 3D 生物打印市场的 32.40%，而精准医学是增长最快的。 FDA 于 2025 年 5 月批准了 PrintBio 的可吸收 3DMatrix 手术网片，为未来的生物制剂审批提供了模板。 Wythenshawe 医院报告称，到 2024 年，使用富含血小板的纤维蛋白涂层支架进行的后足手术的愈合率达到 100%。 Organovo 的 1000 万美元2025 年 3 月向礼来公司出售 FXR 项目凸显了药物筛选的价值。

资本和耗材成本高

在客户推迟购买打印机后，3D Systems 2024 年收入降至 4.4 亿美元；该公司启动了 5000 万美元的成本削减计划，同时保留研发预算。从专业供应商进口的水凝胶推高了单位成本，而像 LLNL 的 NASA 资助的“复制器”软骨系统这样的体积增材制造仍然需要很高的初始支出。 Biological Lattice Industries 等新进入者筹集了 180 万美元来生产成本较低的桌面生物制造商。

严格的监管和道德障碍

欧盟委员会 2024 年 3 月的生物技术公报呼吁制定一致的规则，但强调了生物打印的道德复杂性。印度于 2023 年修订了临床试验指南，允许替代测试，鼓励当地生物打印公司^{[2]《自然新闻》，“印度更新临床试验规则以允许替代测试”，nature.com}。在美国，手术网片等简单设备比完整的器官构造获得更快的清除速度，从而延长了上市时间并提高了投资者风险。

细分分析

按技术：DLP 加速临床转化

挤出平台在 2024 年保持了 41.80% 的收入，但 DLP 系统预计复合年增长率为 16.40%，因为它们复制了肾组织活力所需的毛细血管尺寸的几何形状。喷墨和激光技术服务于细胞放置保真度超过吞吐量的研究领域。卡内基梅隆大学团队使用的自由形式可逆嵌入 (FRESH) 生产与糖尿病治疗相关的胶原蛋白构建体^{[3]卡内基梅隆大学，“用于血管组织的新鲜 3D 生物打印”，cmu.edu}。 NASA 支持的体积系统有望缩短微重力条件下软骨的构建时间。

即使价格较高，对多材料结构的临床需求也有利于 DLP 的光聚合物方法。磁悬浮和微阀打印机占据了神经组织建模等专业领域。在预测期内，DLP 供应商可能会集成人工智能引导的打印路径优化和闭环成像，以实现实时缺陷校正，从而加强 3D 生物打印市场的技术转变。

按成分：生物材料推动创新

随着研究人员从单一聚合物凝胶转向装载信号肽的复合水凝胶，生物材料将实现最快的 18.02% 复合年增长率。与此同时，已占销售额 46.00% 的 3D 生物打印机将从桌面研究模型转向符合 GMP 的医院设备。钍骨科生物材料的 3D 生物打印市场规模到 2025 年将达到 5.4 亿美元，预计复合年增长率为 19.2%。 

下一代支架有利于生物可吸收金属，例如 Bioretec 的 RemeOs，该支架于 2023 年获得 FDA 批准，从而消除了外植体手术。制造商正在垂直整合，以将粉末、水凝胶和打印机销售集中在一个保护伞下，加强生态系统控制并保障打印质量的可重复性。

按应用：精准医学出现

再生医学在 2024 年占收入的 32.40%，而精准肿瘤学模型以 16.76% 的复合年增长率发展，凸显了医院可以立即获得投资回报。 POSTECH 的血管化胃癌构建体的存活率达到 90%，从而能够进行患者特异性药物敏感性筛查。到 2030 年，药物测试平台的 3D 生物打印市场规模预计将达到 8.6 亿美元，复合年增长率为 17.9%。

食品技术是另一个快速发展的边缘领域。奥萨克a-Kansai Expo 2025 将展示使用生物打印支架的家庭养殖肉类，Cocuus 的目标是每年生产 1,000 吨植物培根。化妆品和兽医利基市场通过利用不太严格的监管途径来增加收入。

最终用户：CRO 加速采用

在 ARPA-H PRINT 等资助的支持下，学术实验室仍然消耗 48.00% 的打印机和生物墨水。然而，随着制药公司外包器官芯片检测，合同研究组织的复合年增长率将达到 17.25%。例如，CN Bio 与康龙化成于 2025 年 4 月合作，将 PhysioMimix 系统全球化。医院正在采购符合 MDR 的设备，例如巴塞尔 PEEK 种植体生产线，标志着向床边制造的飞跃。

培训赤字为课件供应商和服务机构提供了商业机会，这些供应商和服务机构可以为缺乏资本预算的医院按需打印。随着 CRO 规模的扩大，它们嵌入了赢得 FDA 和 EMA 研究批准所必需的质量管理模块。

地理分析

北美 38.70% 的份额源于 NASA 的 BioNutrients 计划和 ARPA-H 的 PRINT 等联邦计划，以及 FDA 的先例，包括 Symvess 和 3DMatrix 设备许可。斯坦福大学和宾夕法尼亚州立大学提供了公司快速许可的算法和流程突破。巴塞尔大学医院等临床机构应用美国开发的打印机硬件，凸显了跨大西洋影响力。

亚太地区的复合年增长率预计为 18.35%，受益于印度允许非动物测试的监管修正案以及日本主权基金对增材制造的支持^{[4]日经亚洲，“DBJ 投资美国 3D 打印机 3DEO”，asia.nikkei.com} 。中国在科学论文方面与美国并驾齐驱，而韩国浦项科技大学则在精准肿瘤模型方面处于领先地位。尽管洛由于劳动力成本较低，该地区正在从西方供应商进口 GMP 脚本，以符合全球药品审批标准。

欧洲重视协调一致的监管； EC 的 2024 年生物技术计划和 ESOT 的 ATMP 路线图简化了审批，但需要严格的数据集。纽卡斯尔大学的 ReJI 平台和 Nanoscribe 的 TPP 树脂体现了学术与工业的耦合。英国在宠物食品培养肉清除率和心脏组织原型方面处于领先地位。德国和瑞士分别提供工程深度和临床试点。

竞争格局

BICO 通过捆绑 CELLINK 打印机、生物墨水和软件，在 2023 年实现了 22 亿瑞典克朗的销售额。 3D Systems 2024 年营业额为 4.4 亿美元，转向更精简的结构，同时展示了巴塞尔的现场护理成功。 Stratasys 18 亿美元的 Desktop Metal 合并，加上 Nano Dimension 的 1.15 亿美元 Markforged 收购，发出整合信号以实现规模化。

初创公司推销利基功能：Biological Lattice Industries 降低收购成本； FluidForm Bio 以新鲜打印的胰腺为目标；生成：生物医药公司与诺华公司签署了一项价值 10 亿美元的协议，将人工智能蛋白质设计和生物打印支架结合起来。专利竞赛以启用 CRISPR 的通用供体细胞为中心，太空打印为两用航空航天供应商开辟了空白。