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동물실험을 대체할 수 있는 피부모델 마이크로칩이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
서울대병원 성형외과 최태현 교수와 고려대 이상훈 교수, 이건희 연구원은 최근 1cm 정도의 실리콘에 인체 세포를 키워 만든 인공 피부를 개발하는데 성공했다.
전체적 제작과정은 반도체 생산 과정과 유사하며 의학연구용으로는 ‘Organ on a chip’이라 불린다.
기존 실험관 연구는 배양 용기에 2차원적으로 세포를 바닥에 부착해 배양하거나 각 피부층에 해당하는 세포를 순차적으로 겹쳐 3차원적으로 배양했다.
그러나 이는 표피, 진피, 혈관으로 구성된 실제 인체 피부 각 층간 상호작용을 관찰하거나 조절하기 어려웠다.
이에 연구팀은 미세유체 기술, 미세공정(MEMS), 바이오 장기칩(organs on chips) 및 조직공학 기술을 접목해 표피, 진피, 혈관을 포함한 피부 모델 마이크로칩을 제작했다.
종양 괴사인자(TNF-α)를 이용해 피부 질환의 공통적 원인인 피부 염증을 유도하고 그 때문에 발생되는 사이토카인(IL-1β, IL-6, IL-8)을 단백질 정량화 방법인 PCR, ELISA을 이용해 분석했다.
또한 정상 상태와 염증상태, 약(dexamethasone)을 투여한 상태의 세포결합을 관측하고 혈관 층에서 액체가 빠져나가는 것을 정량화했다.
화장품뿐만 아니라 신약개발을 위해서는 독성과 안전성 검사를 위해 동물실험과 임상시험이 필수적이다.
생체칩은 이를 대신해 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있을 것으로 보이며, 신약개발과 동물실험에 활용될 것으로 예상된다.
연구팀은 “피부모델을 통해 알러지, 염증 및 약물전달 등의 추가실험이 가능하며 연구분야에서 수요가 클 것”이라고 전망했다. |
