3D体外模型技术是一种在生物医学领域中广泛应用的技术,用于模拟人体组织和器官的结构和功能,通过结合生物材料、细胞以及生化和生物物理线索,能够精确地设计和构建具有复杂结构和功能的体外模型。
3D体外模型的优势在于其能够更接近体内环境,提供更真实的细胞生长条件。与传统的二维培养相比,3D模型能够更好地模拟细胞间的相互作用、组织的微环境以及生理功能。然而,尽管3D体外模型在药物开发和精准医学中具有重要应用前景,但目前大部分3D器官模型无法完全准确地模拟人体组织的功能和反应,且缺乏适当的表征和基准测试,导致结果可靠性不足。此外,成本高昂和缺乏统一标准也是制约其进一步临床应用重要因素。
近年来,3D体外模型技术在药物开发、精准医学和再生医学等领域具有巨大的潜力。随着相关技术的进步和标准化的推进,未来有望实现更高效、可靠的体外模型构建,为疾病的诊断和治疗提供更加精准的支持。
中科院作为中国自然科学最高学术机构、科学技术最高咨询机构、自然科学与高技术综合研究发展中心,全院共拥有11个分院、100多家科研院所、3所大学(与上海市共建上海科技大学)、130多个国家级重点实验室和工程中心、68个国家野外观测研究站、20个国家科技资源共享服务平台,承担30余项国家重大科技基础设施的建设与运行,正式职工6.9万余人,在学研究生7.9万余人。
南方科技大学是深圳在中国高等教育改革发展的时代背景下创建的一所高起点、高定位的公办新型研究型大学。2022年2月14日,教育部等三部委公布第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单,南方科技大学及数学学科入选“双一流”建设高校及建设学科名单。
在技术创新推动下,类器官技术、器官芯片技术等不断发展和应用,将进一步拓展体外模型产业市场空间,预计2030年国内体外模型产业市场规模达到803亿元,市场前景良好。
一、全球体外模型产业市场规模分析
图表:2022-2024年全球体外模型产业市场规模分析

数据来源:中研普华产业研究院
根据中研普华产业研究院发布的《2025-2030年版医药设备产业政府战略管理与区域发展战略研究咨询报告》显示:随着对药物研发效率和安全性的要求不断提高,体外模型作为一种高效、低成本、可重复性强的研究工具,其需求将持续增长,2024年全球体外模型产业市场规模达到138亿美元,有利于其产业链协同发展。
美国在基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等医药生物技术领域拥有深厚的技术积累和领先的研究成果,为体外模型产业的发展提供强大的技术支持,2024年美国体外模型产业市场规模为57.8亿美元,其研发和应用处于世界领先地位。
二、 体外模型行业主要融资主体分析
1、科研院校
科研院校是体外模型研究重要力量,通常拥有先进实验室设备和专业科研团队,为了推动体外模型研究和发展,需要资金来支持科研项目、购买实验材料以及维持实验室运营,融资方式主要是政府科研资助、基金会捐赠以及企业合作研发资金。
2、企业类型
生物医药类型企业是体外模型技术主要应用者之一,利用体外模型进行药物研发、疾病诊断和治疗方法创新。企业在研发新药或新技术时,需要大量资金来支持体外模型建立和优化以及临床试验开展,融资方式主要有风险投资、私募股权融资、银行贷款以及上市融资。
三、2024年国内体外模型行业经费投入结构占比
科研院校作为基础研究的主要力量,致力于探索疾病发生发展细胞 - 分子力学和化学机制等新知识、新理论,为体外模型构建和应用提供理论支撑,经费投入用于购置先进实验设备、设立专项人才培养计划、提供优厚科研条件以及邀请国内外专家讲学,以提升科研团队整体实力和创新能力,经费投入占比40%。
医药企业为提高药物研发效率和成功率,投入大量经费用于建立和应用适合药物研发需求体外模型,投入经费用于将体外模型产品推向市场宣传推广费用、与制药企业等客户建立合作关系市场开拓费用,以及将体外模型技术进行产业化生产设备购置、生产基地建设等方面,经费投入占比为60%。

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