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바이오 3D 프린터로 출력한 모낭


 

(3D bioprinting of hair follicles within skin. (A) Schematic of the strategy for printing hair follicle structures within the reconstructed skin models. (B) Live image of representative skin model in culture at day 2. Bioinks: Dermal: human dermal fibroblasts (HDFs) resuspended in a solution of rat tail collagen type I; dermal-epidermal junction: collagen IV in cell culture media (2.24 μg per sample); epidermal: human epidermal keratinocytes (HEKs) and human epidermal melanocytes (HEMs) in culture media; hair follicle: mixture of dermal papilla cells (DPCs), HEKs, HEMs, and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) (10:20:2:1). Scale bar, 2 mm. Credit: Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg0297)

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렌셀러 폴리테크닉 대학 (Rensselaer Polytechnic Institute) 의 과학자들이 바이오 3D 프린트 기술을 통해 인간 피부에 모낭을 심는 기술을 개발했습니다.

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판카즈 카란데 (Pankaj Karande) 교수가 이끄는 연구팀은 모낭 세포 관련 세포와 다른 줄기 세포(dermal papilla cells (DPCs), HEKs, HEMs, and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs))를 배양한 후 이를 실험실에서 만든 인공 피부 조직에 이식했습니다. 우선 인공 피부를 한 층식 적층한 후 여기에 미세한 구멍을 뚫고 모낭 세포가 들어 있는 바이오 잉크를 주입하면 세포가 자라나면서 인공 모낭이 생깁니다. (사진)

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모낭 관련 세포와 다른 단백질 등을 혼합해 만든 바이오 잉크를 이용해 만든 인공 모낭은 수명이 2-3주에 불과해 바로 상용화는 어렵지만, 피부 기능에 중요한 모낭을 인공적으로 만들 수 있는 첫 단추를 채웠다는 점에서 의의가 있습니다.

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연구팀은 모낭이 단지 털과 머리카락을 만드는 데 사용되는 게 아니라는 점을 강조했습니다. 모낭은 땀샘과도 연결되어 체온 조절에 중요한 기능을 하고 피부에 바르는 약물과 화장품 등이 들어가는 주요 경로입니다. 따라서 모낭에 없는 인공 피부는 사실 진짜 피부와 상당히 다른 환경이라고 할 수 있습니다. 그런 만큼 눈에 보이지 않을 만큼 작은 솜털이라도 모낭이 제 기능을 하는 피부와 아닌 피부는 성당한 차이가 있습니다.

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앞으로 탈모 치료는 물론 피부 이식, 상처 회복 및 피부 기능 회복에 바이오 3D 프린팅 기술에 중요한 돌파구가 될 수 있을지 주목되는 결과입니다. 다만 아직 초기 단계로 실제 임상에서 사용할 수 있을 정도로 기술이 성숙하는 것은 상당히 미래의 일이 될 것으로 보입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-11-scientists-3d-print-hair-follicles-lab-grown.html

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Carolina Motter Catarino et al, Incorporation of hair follicles in 3D bioprinted models of human skin, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adg0297

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