3D 细胞培养市场规模、份额和行业分析，按类型（基于支架、无支架等）、按应用（癌症研究、组织工程和再生医学、药物发现和开发等）、按最终用户（制药和生物技术公司、学术和研究实验室等）以及区域预测，2026-2034 年

2025年，全球3D细胞培养市场规模为28.3亿美元。预计该市场将从2026年的31.5亿美元增长到2034年的80.3亿美元，预测期内复合年增长率为12.40%。 2025 年，北美地区以 46.43% 的份额主导全球市场。

允许细胞在三个维度上生长并与周围细胞外框架相互作用的培养环境称为3D细胞培养。慢性病患病率的上升以及对动物试验替代方案的日益青睐预计将推动全球 3D 细胞培养市场的增长。

• 例如，据泛美卫生组织估计，2023 年全球将新增约 2000 万癌症病例。

这些培养物的一些典型应用领域包括癌症研究、药物发现、再生医学和细胞治疗。预计该技术在这些应用领域的大量使用将扩大市场的规模。此外，主要参与者越来越注重引进先进产品和进入未开发的地理区域，预计将推动市场增长。

3D 细胞培养市场概况和亮点

市场规模及预测：

• 2025年市场规模：28.3亿美元
• 2026年市场规模：31.5亿美元
• 2034 年预测市场规模：80.3 亿美元
• 复合年增长率：2026 年至 2034 年期间为 12.40%

市场份额：

• 得益于制药和生物技术公司的高度集中、研发资金的强劲以及癌症研究和药物发现的大量使用，北美在 2025 年将占据全球 3D 细胞培养市场的 46.43% 份额。
• 按类型划分，基于支架的细分市场由于其在药物开发和组织工程中的广泛使用，以及在高增长市场中不断增加的产品合作伙伴关系和可及性，在 2024 年占据了最大的市场份额。

主要国家亮点：

• 日本：再生医学中 3D 细胞培养的采用和支架技术的创新推动了需求，REPROCELL 等公司和战略学术合作支持市场扩张。
• 美国：作为全球生物技术研发中心，美国在癌症研究、药物开发和细胞培养自动化方面处于领先地位，赛默飞世尔和康宁等主要企业不断扩大其产品组合，进一步巩固了美国的地位。
• 中国：对生命科学的投资不断增加，生物技术初创公司数量不断增加，以及对动物试验替代方案的日益关注，正在推动市场对 3D 细胞培养技术的需求。
• 欧洲：市场增长得到强大的分销网络、研究资金和生物打印技术进步的支持。 CELLINK 在葡萄牙和西班牙的分销扩张等战略合作正在扩大该地区的产品覆盖范围。

COVID-19 的影响

实验室关闭对2020年市场造成负面影响

2020年，COVID-19大流行对全球市场产生了轻微的负面影响。旅行限制、供应链中断、政府强制封锁导致实验室关闭，对市场产生了负面影响。

• 根据 FACETS 2022 年发表的一篇文章，世界各地的研究人员在应对 COVID-19 大流行的最初应对过程中经历了前所未有的实验室关闭浪潮，导致大多数研究活动在 2020 年停止，以防止病毒传播。

从收入来看，2020年市场较上年有所下降。在 COVID-19 大流行期间，一些重要公司的细胞培养产品销量出现下降。然而，市场在 2021 年恢复到疫情前的水平，企业收入实现正增长。

• 例如，康宁公司2020年细胞培养业务净销售额为4.46亿美元，较2019年下降-4.1%。由于全球对研发产品的需求，细胞培养业务2021年销售额为5.63亿美元，较2020年增长26.2%。

实验室活动的复苏以及研发举措的增加，特别是在使用组织模型进行 COVID-19 调查方面，极大地促进了市场增长率在 2022 年恢复到大流行前的水平。

3D 细胞培养市场趋势

先进技术的开发

近年来，研究和开发先进技术和产品的举措激增。其中一项新进展是微流体，它为细胞培养提供了多功能平台，并促进了更复杂的基于细胞的测定。此外，具有支持机器学习的解决方案的文化系统可以帮助选择 3D 文化。它还可以提高可靠性、可重复性，并减少潜在临床前研究的研究成本和时间要求。同样，知名企业对开发创新产品的日益关注和主动行动预计将推动全球市场的趋势。

• 例如，2021年6月，Sphere Fluidics和ClexBio合作推出了生物相容性CYTRIX微流控水凝胶套件。该产品将 ClexBio 的新型 CYTRIX 水凝胶与 Sphere Fluidics 专门设计的 Pico-Gen 双水生物芯片相结合，允许即插即用地生成明确的、可重复的和可定制的水凝胶微结构，适用于 3D 细胞培养、类器官和单细胞分析等各种应用。越来越多的公司正在推出新的和先进的产品，为全球市场的扩张做出贡献。

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3D 细胞培养市场增长因素

慢性病和传染病研究计划激增，促进市场增长

近年来，针对慢性病和传染病，包括先天性疾病、癌症和 COVID-19，开展了大量研究活动。这些细胞调查和研究疾病传播和进展、药物发现和化合物筛选。由于这种情况，对先进细胞培养技术的需求增加了。这个因素最终将有助于市场的增长。

• 根据 BioMed Central 2022 年发表的一篇文章，3D 培养有潜力弥合体外和体内模型之间的差距。基于液体、基于支架的技术和新兴系统（例如微流体平台和生物打印）结合了二维培养物无法实现的形态特征。它可以显着用于肿瘤学研究和个性化医疗。这些优势预计将在预测时间内推动对这些产品的需求。

日益关注开发动物测试替代方案以推动市场增长前景

市场正在见证越来越多的举措来开发动物测试的替代品。三维细胞培养是动物模型的绝佳替代方案。这些细胞培养物可以复制活器官的组织和微结构的生物水平。用重建皮肤模型和细胞培养技术等替代产品取代动物测试的举措不断增多，预计将在预测期内推动市场增长。

• 2023 年 8 月，诺丁汉大学最新衍生公司 PeptiMatrix 推出了一个创新平台，旨在取代在研究中使用动物。由诺丁汉大学、国家研究动物替代、精炼和减少中心 (NC3Rs)、生物技术和生物科学研究委员会 (BBSRC) 以及工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 的研究人员开发的全合成自组装肽水凝胶 (SAPH) 平台解决了当前体外模型的所有缺点。  因此，开发动物测试替代品的举措预计将促进全球市场的整体增长。

制约因素

生物研究成本高、结果不一致阻碍市场拓展

市场增长的重大障碍之一是与 3D 细胞培养相关的高昂成本和不一致的结果。此外，由于其先进性，这些产品的价格通常高于常规/传统或二维细胞培养物。如此高的成本阻碍了发达国家和发展中国家的研究组织和学术界对产品的采用。

• 根据 2022 年发表的一篇研究性新药文章，尽管 3D 模型比现有的 2D 分析具有许多优势，但由于工作量和成本较高，它们在早期药物发现阶段的使用有限。

此外，这些系统是劳动密集型且耗时的，有时会产生不一致的结果。这些因素限制了全球市场的增长。       

3D细胞培养市场细分分析

按类型分析

基于支架的细分市场由于其在药物开发和组织工程中的广泛应用而占据领先地位

从类型来看，市场分为基于支架的 3D、无支架等。

到 2026 年，基于支架的细分市场占据了 58.88% 的领先市场份额，依靠支架元件为细胞提供物理支撑，使它们能够聚集、增殖和迁移。此外，某些参与者正在建立战略合作伙伴关系，以便在高增长国家供应这些产品。因此，该技术在药物开发和组织工程中的大力使用和应用促进了该领域的全球扩张。

• 2023 年 8 月，InSphero AG 和 Advanced BioMatrix 签署了合作伙伴关系，向美国市场的研究人员提供其获得专利的 Akura 板技术。这一举措将把这些细胞培养的应用范围扩大到基于支架的模型。

到 2024 年，无支架部分所占份额相对较低。该技术是在专门的细胞排斥培养板中培养的，可导致细胞自我聚集。由于其规模小且易于修改的平台，该技术提供高通量屏幕。基于支架的技术会对癌症进展和耐药性产生不利影响。它还会影响细胞行为，从而损害疾病模型。由于基于支架技术的缺点，全球市场正在见证无支架产品的采用不断增长。

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按应用分析

这些技术在癌症研究中的强大功效推动了细分市场的增长

在应用方面，3D 细胞培养的全球市场分为癌症研究、组织工程和再生医学、药物发现和开发等。

到 2026 年，癌症研究领域占据了 39.55% 的主导市场份额。3D 培养有助于更好地了解癌症生物学的各个方面，例如肿瘤进展、肿瘤微环境、基因和蛋白质表达、促癌信号通路和耐药性。这些技术在癌症研究中的强大功效推动了该领域的增长。

组织工程和再生医学领域预计将在预测期内以利润丰厚的速度增长。越来越多地采用这些产品来复制组织工程和再生医学中的微环境，有助于该领域在预测期内的增长。  

此外，药物发现和开发领域的增长归因于知名企业的战略活动，为药物发现中这些培养物的高通量筛选（HTS）提供解决方案。

• 例如，2021 年 9 月，UPM Biomedicals 与 PerkinElmer Health Sciences, Inc. 签署协议，担任 UPM GrowDex 和 GrowDase 系列产品的经销商。这一合作关系为研究人员提供了早期药物发现中 3D 细胞培养物高通量筛选 (HTS) 的完整解决方案。此类举措预计将推动市场增长。

由于这些产品在多种细胞扩增和研究过程中的强劲应用，预计到 2032 年，其他细分市场将占据适当的份额。

通过最终用户分析

制药和生物技术公司不断增加的投资举措提振了制药与生物技术公司

就最终用户而言，3D 细胞培养的全球市场是制药和生物技术公司、学术和研究实验室等。

制药和生物技术公司部门2026年占50.46%的市场份额。该细分市场的增长归因于市场参与者为促进全球产品采用而不断增加的研究计划和投资活动。

• 例如，2023 年 3 月，蔡司投资了生命科学初创公司 InSphero，以进一步推动 3D 微组织在研究和药物开发中的采用。此类举措预计将推动市场增长。

由于越来越多地采用这些产品来研究人类细胞的形态事件（从发育到器官形成）以及了解疾病机制，学术和研究实验室部分预计将增长。  这使其成为药物发现和开发以及临床前研究的宝贵工具，有助于该领域在预测期内的增长。

由于化妆品、食品和饮料以及其他行业的利用率不断增长，预计到 2032 年，其他细分市场将占据适当的份额。

区域见解

从地域来看，市场分为北美、欧洲、亚太地区、拉丁美洲、中东和非洲。

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北美

北美地区在全球市场中占据主导地位。 2025 年，北美在全球 3D 细胞培养市场收入中创造了 13.1 亿美元。美国被认为是重要的研发活动中心。此外，许多开展多种研究程序的研究中心、学术机构和生物技术公司也是该地区主导地位的重要贡献者。预计到2026年美国市场将达到13.5亿美元。

亚太地区

同样，由于中国、日本和印度等主要国家的研究举措不断增加，亚太地区的复合年增长率最快。研究实验室数量的不断增加以及市场参与者进入发展中地理区域的积极性增加，促进了该地区的增长。日本市场预计到2026年将达到1.5亿美元，中国市场预计到2026年将达到2.6亿美元，印度市场预计到2026年将达到1亿美元。

欧洲

欧洲在全球市场中占有相当大的份额。更强劲的产品采用、对研究计划的大力关注以及更容易获得产品最终导致该地区市场的增长。由于主要参与者为扩大客户范围和推进其应用领域而采取的重要分销举措，欧洲市场正在不断增长。这些因素正在推动市场增长。英国市场预计到2026年将达到1.5亿美元，而德国市场预计到2026年将达到1.8亿美元。

• 2023 年 9 月，CELLINK 宣布与 Paralab 达成战略分销协议，以扩大其在葡萄牙和西班牙的业务。此次合作将 CELLINK 最先进的生物打印解决方案带给南欧更广泛的受众，推动再生医学领域的进步。

拉丁美洲、中东和非洲

由于研究活动有限，拉丁美洲以及中东和非洲市场的份额较低。然而，主要参与者可支配收入的增长和投资举措预计将推动区域扩张。

3D细胞培养市场主要公司名单

Thermo Fisher Scientific Inc.、康宁公司和 Sartorius AG 的战略举措和扩展的产品组合帮助他们主导市场

全球市场的竞争格局日趋巩固，少数主导企业和众多小企业占据主导地位。 Thermo Fisher Scientific Inc.、康宁公司和 Sartorius AG 是 2024 年主导全球 3D 细胞培养市场份额的一些主要参与者。这些主要参与者的主导地位归因于强大的产品组合、扩大的地域分布以及市场上新产品的推出

此外，Avantor Inc.、MIMETAS B.V.、REPROCELL Inc. 等参与者专注于产品组合扩展和扩大产品范围，以增强其市场主导地位。

• 2023年6月，Inventia Life Science与Biotron Healthcare PVT Ltd签订了新的分销协议。根据该协议，Biotron Healthcare PVT Ltd获得了Inventia Life Science旗舰RASTRUM平台进入印度市场的销售权。

主要公司简介：

• 赛多利斯股份公司（德国）
• 赛默飞世尔科技公司（我们。）
• 康宁公司 （我们。）
• 默克公司（德国）
• Avantor Inc.（美国）
• MIMETAS B.V.（荷兰）
• 瑞普赛尔公司（日本）

主要行业发展：

• 2023 年 10 月：Carcinotech 与 CELLINK 合作开发基于癌细胞系的生物制造 3D 生物打印肿瘤模型协议并将其商业化。它将提高准确性并快速加快药物开发流程，降低开发成本并提高产量。
• 2023 年 6 月：3DBioFibR推出胶原纤维产品μCollaFibR和CollaFibR 3D支架。它可用于组织工程和组织培养。
• 2023 年 6 月：MatTek Life Sciences 和 AIM Biotech 宣布建立战略合作伙伴关系，为其客户和消费者提供更全面的产品和服务。其中包括创新的organiX和idenTX微流体3D组织培养平台以及关键免疫肿瘤学、血管生物学和神经生物学治疗领域的综合药物发现研究服务。
• 2022 年 3 月：CELLINK 推出了 BIO CELLX，这是首个用于自动化 3D 细胞培养的生物分配平台。它消除了针对癌症研究和药物发现的自动化 3D 细胞检测的障碍。
• 2021 年 8 月：Inventia Life Science 与 BioLamina AB 合作，提供与 RASTRUM 平台兼容的 3D 细胞培养支架，其中含有人重组层粘连蛋白（Biolaminin）。

报告范围

全球市场报告全面分析了类型、应用、最终用户和地理位置等关键细分市场。它涵盖了慢性病的流行、新产品发布、关键行业发展、3d 细胞培养行业的技术进步以及 COVID-19 大流行对市场的影响等关键见解。此外，它还提供了对市场动态、竞争份额分析以及市场主要参与者的公司概况的见解。

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