Weltweiter Überblick über den Markt für molekulare Modellierung
Der Markt für molekulare Modellierung wurde im Jahr 2023 auf 3,3 Milliarden USD geschätzt und soll von 3,6 Milliarden USD im Jahr 2024 auf 6,65 Milliarden USD im Jahr 2032 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,10 % während des Prognosezeitraums (2023–2032) entspricht. Die rapide steigende CAGR dieses Marktes veranlasst Unternehmen der Biotech- und Pharmabranche, massiv in die Forschung zu investieren. Der zunehmende Einsatz von Medikamenten zur Verbesserung der Wirksamkeit ist der wichtigste Markttreiber, der zum Wachstum und zur Expansion des Marktes beiträgt.
Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung
Sandbox AQ, ein SaaS-Anbieter für Unternehmen, hat angekündigt, dass es seine Biopharma-Plattform für molekulare Modellierung AQBioSim im Juni 2023 öffentlich vorstellen wird. Die Abteilung arbeitet mit AstraZeneca, Sanofi und der University of California, San Francisco (USCF) zusammen, um die Entwicklung von Arzneimitteln zur Behandlung verschiedener Krankheiten wie Krebs, Alzheimer und Parkinson voranzutreiben. Die Implementierung der Leapfrog-Technologie durch SandboxAQ kann die klinischen und präklinischen Phasen der Arzneimittelentwicklung erheblich beeinflussen. Um traditionelle Methoden zu übertreffen, hat das Unternehmen eine Abteilung für molekulare Simulation eingerichtet. Im Rahmen der Zusammenarbeit mit der USCF nutzte das Unternehmen seine einzigartige Absolute Free Energy Perturbation-Software, um zahlreiche Prognosen molekularer Interaktionen zu erstellen und so die schnelle Entdeckung neuer Therapien für verschiedene Krankheiten zu ermöglichen. Ziel dieses Vorhabens war die Entdeckung innovativer chemischer Bestandteile zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen.
Im September 2022 nutzten Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät der Xi'an Jiaotong University einen KI-gestützten Medikamentendesign-Service, der auf dem Pangu-Molekülmodell der chinesischen Huawei Cloud basiert, um innerhalb eines Monats effizient ein neues und vielseitiges antibakterielles Medikament zu entwickeln. Dieser Durchbruch führte zu einer deutlichen Reduzierung der Forschungs- und Entwicklungskosten um 70 %. Die Durchführung eines umfassenden Screenings zahlreicher pharmakologischer Verbindungen ist ein entscheidender Aspekt bei der Entwicklung neuer Medikamente. Bisher wurde das Screening von Medikamenten in Laboren von ausgebildeten Experten durchgeführt, was hohe Kosten und einen erheblichen Zeitaufwand mit sich brachte und häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen führte. Das Cloud Pangu Drug Molecule Model von Huawei, das auf einem Datensatz von 1,7 Milliarden arzneimittelähnlichen Molekülen trainiert wurde, kann die physikochemischen Eigenschaften pharmakologischer Substanzen richtig vorhersagen und ihnen eine Punktzahl zuordnen, die ihre Eignung als Medikamente anzeigt. Anschließend können die pharmazeutischen Verbindungen mit den höchsten Punktzahlen primär Gegenstand gezielter Untersuchungen sein.
Bei der Entwicklung von Medikamenten wird molekulare Modellierung verwendet, die die Erstellung oder Manipulation der dreidimensionalen Formen von Molekülen und ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften erklärt. Sie werden in den Bereichen Bioinformatik und Materialwissenschaft sowie bei der Untersuchung der Strukturen und des Verhaltens von Molekülen eingesetzt. Sie können nur mit starken und effizienten Arzneimitteln angemessen behandelt werden. In den letzten Jahren war dies die treibende Kraft hinter der Entwicklung der molekularen Modellierung. Der globale Markt für Molekularmodellierung wächst rasant und lockt Unternehmen der Biotech- und Pharmabranche zu erheblichen Investitionen in Forschung und Entwicklung. Die Analyse biologischer und molekularer Eigenschaften nutzt eine breite Palette automatisierter Methoden. Der Markt für Molekularmodellierung beschleunigt das Wachstum der Forschungs- und Entwicklungsbranche.
Molekularmodellierung ist eine Methode zur Herstellung von Arzneimitteln. Die Prävalenz von Krankheiten, darunter koronare Herzkrankheiten, Krebs und Infektionen, nimmt zu, und das Marktwachstum für Molekularmodellierung wird durch kontinuierliche technologische Verbesserungen beschleunigt. Die steigende Nachfrage nach Molekularmodellierung und strukturbiologischen Methoden bei der Entwicklung einer neuen Generation von Arzneimitteln sowie die hohen Ausfallraten in klinischen Studien der späten Phase der Arzneimittelentwicklung wirken sich erheblich auf die Branche aus. Darüber hinaus wird der Markt für Molekularmodellierung durch die zunehmende Alterung der Bevölkerung, das zunehmende öffentliche Wissen über Krankheiten und Behandlungen, Forschungs- und Entwicklungsinitiativen, eine verbesserte Gesundheitsinfrastruktur und steigende Gesundheitsausgaben positiv beeinflusst. Molekularmodellierung hilft, die Entstehung oder Modifikation von Molekülen, ihre dreidimensionalen Strukturen und ihre physikochemischen Eigenschaften zu beschreiben. Sie unterstützen das Studium des Molekülverhaltens und der Molekülstruktur. Darüber hinaus werden sie in der Materialwissenschaft und der Computerbiologie verwendet. Zur Beurteilung der biologischen und molekularen Eigenschaften werden viele computergestützte Techniken eingesetzt.
Trotz ihrer Nützlichkeit können die meisten kommerziellen Molekülmodelle intermolekulare Wechselwirkungen nicht darstellen. Wasserstoffbrücken sind eine besonders wichtige anziehende Wirkung, die ein Wasserstoffatom (Donor) in einem Molekül und eine Akzeptorstelle auf der anderen Seite, im Allgemeinen ein Stickstoff- oder Sauerstoffatom, verbindet. Da die Stärke dieser Bindungen mit der Entfernung und dem Winkel zwischen Akzeptor und Donor variiert, ist es schwierig, sie mithilfe herkömmlicher Molekülmodelle darzustellen. Als Antwort auf dieses Problem wurde BasePairPuzzle von Professoren in Japan entwickelt. Es ist ein revolutionäres DNA-Molekülmodell, das den Prozess der Basenpaarung genau darstellt. Auf den ersten Blick sind die Puzzleteile von BasePairPuzzle einfache Abbildungen der Nukleobasen G, A, C, T und U. Diese 3D-gedruckten Teile weisen jedoch Ecken und Winkel auf, in die große, zylindrische Neodym-Magnete passen.
Markttrends im Bereich Molekularmodellierung
- Zunehmende Anwendung zur Bestimmung der Wirksamkeit von Medikamenten treibt das Marktwachstum an
Die zunehmende Anwendung zur Bestimmung der Wirksamkeit von Medikamenten treibt die jährliche Wachstumsrate (CAGR) im Bereich Molekularmodellierung an. Forscher und Wissenschaftler setzen zunehmend Molekularmodellierungswerkzeuge ein, um die therapeutische Wirksamkeit zu bewerten. Sie sind überzeugt, dass dies eine kostengünstigere und sicherere Methode ist, neue Medikamente schneller auf den Markt zu bringen. Ein weiterer Grund für die Entwicklung im Bereich der Molekularmodellierung ist, dass weltweit immer mehr Menschen an chronischen Krankheiten leiden. Nur wirksame Medikamente können diese Krankheiten ausreichend heilen. Dies war in den letzten Jahren ein Haupttreiber für die Entwicklung im Bereich der molekularen Modellierung.
Darüber hinaus verzeichnet der weltweite Sektor der molekularen Modellierung ein rasantes Wachstum, das Unternehmen der Pharma- und Biotechbranche zu umfangreichen Investitionen in Forschung und Entwicklung anzieht. Infolgedessen ist eine völlig neue Klasse potenter Arzneimittel entstanden, die weitaus effizienter als vergleichbare Arzneimittel sind und höhere Kosten verursachen. Die wachsende ältere Bevölkerung, ein besseres öffentliches Wissen über Krankheiten und Behandlungsmöglichkeiten, verstärkte Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen, eine verbesserte Gesundheitsinfrastruktur und gestiegene Gesundheitsausgaben wirken sich positiv auf die molekulare Modellierungsbranche aus.
COVID-19 hat negative Auswirkungen, da bestimmte Infizierte hospitalisiert werden müssen und nur ein kleiner Teil verstarb. Da die Antikörper zudem nur kurzzeitig wirken, können sich Genesene erneut infizieren. Möglich sind auch langfristige negative Folgen wie Diabetes und schwere Hirnschäden. COVID-19 muss bekannt gemacht und von den Regierungen erkannt werden. Deshalb wurden Ausgangssperren und Quarantänen verhängt. Dies war recht erfolgreich. Das Virus hatte jedoch erhebliche Auswirkungen auf zahlreiche Unternehmen. Der weltweite Markt für molekulare Modellierung war keine Ausnahme. Es wird prognostiziert, dass die molekulare Modellierungsbranche in den nächsten Jahren stark wachsen wird. Viele Unternehmen brauchten Hilfe bei der Beschaffung der Zutaten und Programmierer, die zur Erstellung von molekularer Modellierungssoftware erforderlich sind.
Beispielsweise wird es laut im Februar 2022 veröffentlichten Zahlen der WHO im Jahr 2022 rund 50 Millionen Menschen mit Epilepsie geben. Der Forschung zufolge werden bis 2022 etwa 80 % der Epilepsiepatienten in Ländern mit niedrigem oder mittlerem Einkommen leben. Die Verbreitung chronischer Krankheiten in der Allgemeinbevölkerung wird voraussichtlich die Nachfrage nach verbesserten Techniken zur Arzneimittelentwicklung steigern. Somit wird erwartet, dass im gesamten prognostizierten Zeitraum die Nachfrage nach molekularer Modellierung aufgrund des zunehmenden Einsatzes zur Verbesserung der Wirksamkeit von Medikamenten steigen wird. Dies steigert den Umsatz auf dem Markt für Molekularmodellierung.
Einblicke in das Marktsegment Molekularmodellierung
Einblicke in Produkte zur Molekularmodellierung
Basierend auf dem Produkt umfasst die Marktsegmentierung für Molekularmodellierung Software und Dienstleistungen. Die Kategorie Software dominierte den Markt und machte im Jahr 2022 51 % des Marktumsatzes (2,60 Milliarden USD) aus. Anstatt Behandlungen an Labortieren zu testen, können diese Unternehmen Molekularmodellierungssoftware verwenden, um zu bestimmen, ob diese Medikamente untereinander und mit dem menschlichen Körper interagieren.
Einblicke in die Anwendung der Molekularmodellierung
Die Marktsegmentierung für Molekularmodellierung basierend auf Anwendungen umfasst Arzneimittelentwicklung, Arzneimittelforschung und Sonstiges. Die Kategorie Arzneimittelentwicklung erwirtschaftete 2022 mit etwa 56 % (2,9 Milliarden USD) den höchsten Marktumsatz. Da die durchschnittlichen Kosten für die Entwicklung neuer Arzneimittelmoleküle und die für technologische Fortschritte erforderliche Zeit so hoch sind, verwenden die meisten Pharmaunternehmen Techniken der molekularen Modellierung zur Herstellung neuer Arzneimittel, was zu Branchenwachstum führt.
Einblicke in die Molekularmodellierung für Endnutzer
Basierend auf dem Endnutzer umfasst die Marktsegmentierung der Molekularmodellierung Pharma- und Biotechnologieunternehmen sowie Forschungs- und akademische Zentren. Pharma- und Biotechnologieunternehmen dominierten den Markt und machten 2022 74 % des Marktumsatzes (3,8 Milliarden USD) aus. Die Verwendung der Molekularmodellierung durch Biotechnologie- und Pharmaunternehmen nimmt aufgrund erhöhter F&E-Aktivitäten bei der Entwicklung und Entdeckung von Medikamenten zu.
Abbildung 1: Markt für Molekularmodellierung nach Endnutzer 2032 (Milliarden USD)
Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbericht
Neuigkeiten
Dank der NSF-Finanzierung können Forscher der ASU Streaming-Technologien für Molekülsimulationen erstellen und eine Softwareplattform entwickeln, die die Analyse simulierter molekularer Ereignisse mit einer Reihe von Zeitauflösungen erleichtert. Molekularsimulationen werden aufgrund der Fortschritte bei Computerhardware zu einem immer leistungsfähigeren Instrument für die Untersuchung chemischer, biochemischer und biologischer Prozesse auf atomarer Ebene. Die komplizierten Bewegungen von Millionen von Atomen in komplexen Systemen werden durch All-Atom-Molekulardynamiksimulationen modelliert, die auch mikroskopische Interpretationen für Messungen aus Experimenten liefern. Diese Simulationen erfassen die Funktionsweise der molekularen Maschinerie, die für Lebewesen notwendig ist. Flussdiagramm für die Streaming-Analyse. Der Pfad für die Streaming-Analyse ist im Diagramm dargestellt.
Regionale Einblicke in die molekulare Modellierung
Nach Regionen sortiert, bietet die Studie Markteinblicke für Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum und den Rest der Welt. Der nordamerikanische Markt für Molekularmodellierung wird diesen Markt im prognostizierten Zeitraum dominieren, da namhafte Universitäten und Bildungseinrichtungen sich für freien Zugang für forschende Wissenschaftler einsetzen, was das Marktwachstum in Nordamerika ankurbeln wird.
Darüber hinaus sind die wichtigsten im Marktbericht untersuchten Länder die USA, Kanada, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien, China, Japan, Indien, Australien, Südkorea und Brasilien.
Abbildung 2: Marktanteil der Molekularmodellierung nach Region 2022 (Mrd. USD)
Quelle: Sekundärforschung, Primärforschung, MRFR-Datenbank und Analystenbewertung
Europa Der Markt für Molekularmodellierung nimmt den zweitgrößten Marktanteil ein, da zusätzliche klinische Studien zur Untersuchung von Aminosäurestrukturen, in den Bereichen Biotechnologie und Pharmazeutika sowie biologische Berechnungen durchgeführt wurden, welche die Marktnachfrage ankurbeln werden. Außerdem hält der deutsche Markt für Molekularmodellierung den größten Marktanteil, und der britische Markt für Molekularmodellierung wird im prognostizierten Zeitraum in Europa voraussichtlich stark wachsen und sich ausdehnen.
Der Markt für Molekularmodellierung im asiatisch-pazifischen Raum wird im prognostizierten Zeitraum voraussichtlich schnell wachsen. Dies ist auf steigendes verfügbares Geld, Wachstum bei Forschungsauftragsfirmen, Fortschritte bei der Gesundheitsinfrastruktur und einen Anstieg bei akademischen Instituten zurückzuführen. Außerdem dominiert der chinesische Markt für Molekularmodellierung den Marktanteil, und der indische Markt für Molekularmodellierung wird im prognostizierten Zeitraum im asiatisch-pazifischen Raum voraussichtlich expandieren und stetig wachsen.
Wichtige Marktteilnehmer für Molekularmodellierung & Einblicke in die Konkurrenz
Führende Marktteilnehmer haben massiv in Forschung und Entwicklung (F&E) investiert, um ihre Produktionseinheiten zu vergrößern und technologisch fortschrittliche Lösungen zu entwickeln, die zum weltweiten Wachstum des Marktes für Molekularmodellierung beitragen werden. Marktteilnehmer verfolgen auch verschiedene organische oder anorganische strategische Ansätze, um ihre Präsenz zu stärken und auszuweiten. Zu den bedeutenden Marktentwicklungen zählen neue Produktportfolios, Vertragsabschlüsse, Fusionen und Übernahmen, Kapitalausgaben, höhere Investitionen und strategische Allianzen mit anderen Organisationen. Unternehmen entwickeln auch Marketingstrategien wie digitales Marketing, Social-Media-Influencer und Content-Marketing, um ihre Gewinnspannen zu erhöhen. Die Branche der Molekularmodellierung muss kostengünstige und nachhaltige Optionen bieten, um in einem stark fragmentierten und dynamischen Marktklima zu überleben.
Die lokale Produktion zur Minimierung der Betriebskosten und zum Anbieten von Aftermarket-Services für Kunden ist eine der entscheidenden Geschäftsstrategien, die Unternehmen in der Branche der Molekularmodellierung anwenden, um Kunden zu nützen und ungenutzte Marktanteile und Umsätze zu erobern. Die Branche der Molekularmodellierung hat der Biowissenschaftsbranche in letzter Zeit erhebliche Vorteile geboten. Darüber hinaus ist die Zahl der Branchenteilnehmer, die Spitzentechnologie nutzen und übernehmen, erheblich gestiegen. Wichtige Akteure auf dem Markt für molekulare Modellierung, darunter Cresset Acellera Ltd, Schrodinger LLC (Deutschland), Optibrium (Großbritannien), Biosolve-IT (Deutschland), Simulations Plus Inc (USA), Chemical Computing Group (Kanada), Centera LP, OpenEye Scientific Software (USA), Dassault Systems (USA) und Cambridge Crystallographic Data Centre (Großbritannien), versuchen, Marktanteile und Nachfrage zu steigern, indem sie in F&E-Aktivitäten investieren, um nachhaltige und kostengünstige Lösungen zu produzieren.
Cadence ist ein wichtiger Innovator in der Entwicklung elektrischer Systeme mit über 30 Jahren Erfahrung in der Softwareentwicklung. SDA Technologies und ECAD, Inc. fusionierten 1988 zu dem Unternehmen mit Hauptsitz in San Jose, Kalifornien. Es ist ein renommiertes EDA- und Smart System Design-Unternehmen, das Software, Hardware und geistiges Eigentum (IP) für elektrisches Design anbietet. Cadence Design Systems erwarb OpenEye Scientific Software im Juli 2022, um von Cadences Kompetenzen im Bereich analytischer Software für molekulare Modellierung und Vorhersage zu profitieren.
PerkinElmer, Inc. bietet Waren, Dienstleistungen und Lösungen für die Bereiche Test, Ernährung, Ökologie, Biowissenschaften und Industrie an. Richard S. Perkins & Charles Elmer gründeten das Unternehmen am 19. April 1937 und haben ihren Hauptsitz in Waltham, Massachusetts. Das Unternehmen ist in zwei Geschäftsbereiche unterteilt: Discovery and Analytic Solutions und Diagnostics. Es produziert Analysegeräte, Geräte für genetisches Screening und Diagnostik, Teile für bildgebende Geräte, Software und Zubehör für verschiedene Endmärkte. PerkinElmer hat im März 2022 die ChemDraw V21-Technologie veröffentlicht, mit der Wissenschaftler schnell und einfach wissenschaftlich anspruchsvolle MS PowerPoint-Präsentationen mit nur einem Klick erstellen können.
Zu den wichtigsten Unternehmen im Markt für molekulare Modellierung gehören
- Optibrium (Großbritannien)
- Biosolve-IT (Deutschland)
- Simulations Plus Inc (USA)
- Chemical Computing Group (Kanada)
- OpenEye Scientific Software (USA)
- Cambridge Crystallographic Data Centre (Großbritannien)
Entwicklungen in der Molekularmodellierungsbranche
Juli 2022 Cadence Design Systems hat im Juli 2022 OpenEye Scientific Software erworben, um von Cadences Kompetenzen im Bereich analytischer Software in der Molekularmodellierung und -vorhersage zu profitieren.
März 2022 PerkinElmer hat im März 2022 die ChemDraw V21-Technologie veröffentlicht. Damit können Wissenschaftler schnell wissenschaftlich anspruchsvolle MS PowerPoint-Präsentationen mit einem Ein Klick.
April 2021 Accelera Ltd hat im April 2021 eine neue Version seines Programms zur chemischen Dynamikmodellierung, ACEMD, veröffentlicht.
Marktsegmentierung für molekulare Modellierung
Produktausblick für molekulare Modellierung
Anwendungsausblick für molekulare Modellierung
Endnutzerausblick für molekulare Modellierung
- Pharma- und Biotechnologieunternehmen
- Forschung & Akademische Zentren
Regionaler Ausblick für die molekulare Modellierung
- Asien-Pazifik
- Restlicher Asien-Pazifik-Raum
