バイオインスピレーション材料市場

市場の定義

市場は、自然に見られる原則と構造に基づいて、設計された材料の開発、生産、および商業化に焦点を当てています。これらの材料は、さまざまな分野で優れた性能、持続可能性、革新を実現するために、自然システムで観察されるユニークな機械的、化学的、光学的、および機能的特性を再現することを目的としています。このレポートは、業界の動向と規制の枠組みの詳細な評価に支えられた、市場の成長の中心的な推進力に関する洞察を提供します。

バイオインスピレーション材料市場概要

世界のバイオインスピレーションを受けた材料市場規模は、2023年に368億3000万米ドルと評価され、2024年の3897億米ドルから2031年までに5818億米ドルに成長すると予測されており、予測期間中は5.89％のCAGRを示しています。

この成長は、自動車、ヘルスケア、建設、包装などの業界全体で持続可能な高性能材料に対する需要の増加に起因しています。環境への懸念に対する意識の高まりと環境に優しい代替案の必要性は、市場の成長を促進しています。

バイオインスピレーションを受けた材料業界で事業を展開している大企業は、Vandstrom、Sharklet Technologies、The Corrales Comments、Terra Vera Corp、BASF、Addman Engineering、Bioxegy Group Sarl、Ford Motor Company、Nanoloom.co、Sanaheal、ECOSTP Technologies（P）Ltd、BioHM Ltd、BioMe deneableaiw、BiomeQ group、biome deneables、

さらに、材料科学とナノテクノロジーの進歩は、組織工学、スマートコーティング、軽量複合材などの用途向けのバイオインスピレーション材料の採用の増大とともに、市場の成長をさらに促進しています。

• 2023年11月、米国海軍研究所（NRL）は、国際宇宙ステーションに乗って宇宙プロジェクト（MELSP）の複数の用途のために微生物を発売しました。このミッションの目的は、微小重力で微生物種を培養し、放射線保護と生体電子学の用途向けメラニン生産に焦点を当てることにより、バイオインスピレーションの材料を探索することを目的としています。

重要なハイライト

1. バイオインスピレーションを受けた材料業界の規模は、2023年に3,683億米ドルと評価されました。
2. 市場は、2024年から2031年まで5.89％のCAGRで成長すると予測されています。
3. 北米は2023年に35.95％の市場シェアを保持し、1324億米ドルの評価を受けました。
4. 生体模倣ポリマーセグメントは、2023年の収益1313億米ドルを獲得しました。
5. 医療セグメントは、2031年までに1,590億米ドルに達すると予想されています。
6. アジア太平洋地域の市場は、予測期間中に6.75％のCAGRで成長すると予想されています。

マーケットドライバー

「持続可能な材料に対する需要の高まり」

持続可能な材料に対する需要の高まりは、バイオインスピレーションを受けた材料市場に燃料を供給しています。これらの材料は、環境に優しい代替品を提供し、化石ベースの入力への依存を減らし、サポート循環経済パッケージ、建設、および医療セクター全体の目標。

気候変動、資源の枯渇、環境汚染に対する認識の高まりにより、生分解性、リサイクル可能、エネルギー効率の高い材料へのシフトが加速されました。

バイオインスピレーションを受けた材料は、環境への影響を最小限に抑えながら高性能を提供し、品質や機能を損なうことなく持続可能性基準を満たそうとする産業にとって理想的なソリューションになります。

• 2025年3月、トルク大学の研究者は、植物の葉の骨格に触発された新しい生体模倣製造技術を開発しました。この方法は、フラクタルの微細構造を複製し、ウェアラブルセンサーと電子スキンに最適な柔軟な表面を作成します。従来のクリーンルームの方法よりも持続可能であり、エネルギーを必要とし、持続可能なポリマーの使用を可能にし、環境への影響を減らします。

市場の課題

「高い研究開発コスト」

バイオインスピレーションを受けた材料市場の成長を妨げる重要な課題は、複雑な自然システムの複製に関連する高い研究開発コストです。

従来の材料とは異なり、バイオインスピレーションを受けた代替は、構造と機能を正確に模倣するために、生物学的メカニズムと高度な技術を深く理解する必要があります。このプロセスでは、多くの場合、生物学、化学、物理学、および工学を介した多相実験と学際的なコラボレーションが必要です。

また、ナノファブリケーション機器、シミュレーションソフトウェア、高解像度のイメージングシステムなどの高度なツールにも依存します。これらの要因により、開発のタイムラインが長くなり、新興企業や中小企業にとって大きなハードルとなります。

この課題に対処するために、市場のプレーヤーは、アカデミアと政府が関与する共同研究イニシアチブに、リソース、専門知識、インフラストラクチャを共有しています。企業は、バイオインスピレーションを受けた材料の価値を示すパイロットプロジェクトに焦点を当てており、投資家を引き付け、長期投資を正当化しています。

3D印刷、バイオファブリケーション、モジュラー設計などのスケーラブルな製造技術の進歩により、生産コストがさらに削減され、これらの革新的な材料の商業的実行可能性が向上しています。

市場動向

「医療およびヘルスケアアプリケーションの拡大」

生物系の構造、機能、適応性を再現する能力により、バイオインスピレーションを受けた材料は、医療およびヘルスケアアプリケーションでますます採用されています。

これらの材料は、優れた生体適合性、機械的強度、およびヒト組織との統合を提供するインプラント、補綴物、および組織足場の開発に使用されています。たとえば、骨微細構造または皮膚の弾力性に触発された材料は、治癒の結果を改善し、インプラントの拒絶のリスクを軽減します。

• 2023年8月、国立バイオテクノロジー情報センター（NCBI）が公開されました 「タイトル」という包括的なレビュー「骨再生のための生物活性材料：生体分子と送達システム」は、骨治癒の強化におけるバイオインスパイアを受けた材料の可能性を調査します。タンパク質、ペプチド、脂質などの生体分子の使用に焦点を当て、これらの生物活性物質を足場を介してどのように送達して組織の再生を促進できるかを議論します。

さらに、制御された放出と標的療法を可能にすることにより、バイオインスピレーションのヒドロゲルとスマート材料が薬物送達システムを進めています。この傾向は、個別化医療の需要の高まりと低侵襲治療によってサポートされており、バイオインスピレーションを受けた材料が次世代ヘルスケアソリューションの重要な要素になっています。

• 2024年5月、国立バイオテクノロジー情報センター（NCBI）は、「Bioinspired Materials」というタイトルの記事を公開しました。ウェアラブルがんのデバイスとポイントオブケアテスト。」この記事では、がんの検出と管理を改善するためのウェアラブルデバイスとバイオセンサーの開発におけるバイオインスピレーション材料の適用を調査します。

バイオインスピレーション材料市場レポートスナップショット

セグメンテーション	詳細
素材によって	生体模倣ポリマー、生体模倣セラミックとガラス、生体模倣金属および合金など
アプリケーションによって	医療、自動車、防衛、電子機器など
地域別	北米：米国、カナダ、メキシコ
	ヨーロッパ：フランス、英国、スペイン、ドイツ、イタリア、ロシア、ヨーロッパのその他
	アジア太平洋：中国、日本、インド、オーストラリア、ASEAN、韓国、アジア太平洋地域の残り
	中東とアフリカ：トルコ、U.A.E。、サウジアラビア、南アフリカ、中東の残りの部分とアフリカ
	南アメリカ：ブラジル、アルゼンチン、南アメリカの残り

市場セグメンテーション

• 材料（生体模倣ポリマー、生体模倣セラミック＆ガラス、生体模倣金属および合金など）：生物模倣ポリマーセグメントは、2023年に1313億米ドルを獲得しました。
• アプリケーション（医療、自動車、防衛、エレクトロニクスなど）：医療セグメントは、インプラント、組織工学、および生体適合性と患者の転帰を強化する薬物送達システムでのバイオインスピレーション材料の使用の増加により、2023年に市場の27.30％を保有していました。

バイオインスピレーション材料市場地域分析

地域に基づいて、バイオインスピレーションを受けた材料産業は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、および南アメリカに分類されています。

北米のバイオインスピレーションを受けた材料市場シェアは、2023年に約35.95％であり、132億4,000万米ドルの評価がありました。この支配は、この地域の堅牢な研究インフラストラクチャ、バイオテクノロジーおよび医療機器産業の強い存在、およびヘルスケア、防衛、電子機器などのセクターでの先進材料の早期採用に起因しています。

さらに、R＆Dへの多額の投資と、国立科学財団（NSF）のバイオインスピレーションイノベーションを促進するような政府のイニシアチブは、市場の成長を促進しています。

この地域は、持続可能な技術に焦点を当てており、バイオインスピレーションを受けた材料の次世代アプリケーションへの統合により、市場における北米のリーダーシップがさらに強化されます。

• 2024年12月、Axoftはパナマクリニックで最初の人間の臨床試験を開始する承認を受けました。この臨床試験は、脳組織の柔らかさを綿密に複製し、埋め込み型の脳コンピューター界面の長期的な性能を高めるために開発されたヒトにおけるバイオに触発された材料の最初の承認された使用となります。
• 2024年2月、米国国立科学財団（NSF）は、975万米ドルの投資を明らかにしました。これらのチームは、自然に触発された変革的ソリューションの作成に取り組み、重要な社会的および経済的課題に取り組みます。

アジア太平洋地域のバイオインスピレーションを受けた材料産業は、予測期間にわたって6.75％の堅牢なCAGRで大幅な成長を遂げています。この成長は、急速な工業化、ヘルスケアインフラストラクチャの拡大、および中国、インド、東南アジア諸国などの新興経済国の持続可能な高性能材料に対する需要の増加によってサポートされています。

この地域では、バイオインスピレーションを受けた材料の採用を加速している高度な製造、ナノテクノロジー、および生物医学研究への投資の増加も目撃しています。さらに、学術機関と業界のプレーヤー間のコラボレーションは、革新と商業化を推進しており、それによってアジア太平洋地域の市場の成長を促進しています。

規制枠組み

• 米国で、FDAの21 CFRパート820未満のFDAの品質システム規制（QSR）は、バイオインスピレーション材料を使用しているものを含む医療機器の製造を管理しています。製造業者は、設計管理やドキュメントなどの安全性とパフォーマンスの基準へのコンプライアンスを確保するために、品質管理システムを確立する必要があります。
• 日本で、化学物質制御法（CSCL）は、バイオインスパンスを含む化学物質の製造と使用を規制しています。新しい物質は、経済、貿易、産業省（METI）に通知する必要があり、クラスIまたはクラスII指定の化学物質を含む材料は、事前の承認が必要であり、使用の制限に直面する可能性があります。

競争力のある風景

市場の特徴は、アジャイルバイオテクノロジーのスタートアップとともに、グローバルな化学物質と材料科学の企業の組み合わせを特徴としています。企業は、革新、持続可能性、戦略的コラボレーションを優先して、さまざまな業界で自然に触発された高度なソリューションを開発しています。

主要なプレーヤーは、特に医療、航空宇宙、消費財のアプリケーションで使用するために、生物学的構造と機能を模倣する材料を作成するために、研究開発に多額の投資を行っています。ニッチなテクノロジー企業の研究機関や買収との戦略的パートナーシップにより、企業は技術能力と市場の存在を拡大できるようになりました。

従来の材料の持続可能な高性能の代替品に対する需要の増加は、進化する業界固有の要件を満たすために、市場参加者がカスタマイズされた製品開発に焦点を当てているため、競争を推進しています。

バイオインスピール材料市場の主要企業のリスト：

• ヴァンドストローム
• Sharklet Technologies
• コラレスのコメント
• Terra Vera Corp
• BASF
• 追加エンジニアリング
• Bioxegy Group Sarl
• フォードモーターカンパニー
• nanoloom.co
• サナヒール
• ECOSTP Technologies（P）Ltd
• Biohm Ltd
• Qinetiqグループ
• 新しいイリジウム
• Biome Renewables Inc.

最近の開発（M＆A/パートナーシップ/契約/新製品の発売）

• 2024年8月、Terra Veraは、蜂の個体数の保存と蜂の健康の向上に焦点を当てた部門であるApiveraを立ち上げました。 Apiveraは、生分解性および非毒性の生物模倣ベースのソリューションを使用して、寄生虫と戦うためにミツバチ固有の製品を開発します。