동물 실험을 대신할 수 있는 3D 프린팅 인공 피부

 

(3D-printed structure made of optimized hydrogel. Credit: Manisha Sonthalia - Vellore Institute of Technology)

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(3D-printed structure with human keratinocytes. Credit: Manisha Sonthalia - Vellore Institute of Technology)

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동물실험은 생물학 및 의학 연구를 위해 반드시 있을 수밖에 없는 필요악이지만, 지나치게 많은 동물에게 고통을 주고 있다는 비판도 적지 않습니다. 예를 들어 샴푸나 화장품의 안전도 검사를 위해 고농도로 동물에 투여하는 경우입니다.

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당연히 돈을 벌기 위해 동물들에 불필요한 고통을 준다는 비판과 함께 그래도 사람에게 어떤 위험이 있는지 모르는 제품을 검증 없이 출시해서는 안 된다는 의견이 갈리는 가운데 과학자들은 완전히 새로운 해결책을 모색하고 있습니다. 바로 줄기 세포를 이용한 미니 인공 장기나 바이오 3D 프린터를 이용한 인공 조직입니다.

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바이오 3D 프린터는 단순 배양된 피부세포가 아니라 피부의 복잡한 3차원 구조를 모방할 수 있는 신기술로 피부 테스트용은 물론이고 화상 환자에 이식할 수 있는 인공 피부를 만들 수 있는 방법으로 주목받고 있습니다. 물론 현재 기술 수준으로는 후자보다는 전자의 가능성이 더 높습니다. 화장품이나 기타 생활용품을 테스트하기 위해서는 사실 동물 피부보다 사람 세포를 배양해서 만든 인공 피부가 더 나은 선택일 수 있습니다.

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오스트리아의 그라츠 공대 (Graz University of Technology (TU Graz))와 인도 벨로르 공대 (Vellore Institute of Technology (VIT))의 과학자들은 새로운 하이드로겔 포뮬러에 기반한 바이오 3D 프린터용 잉크를 개발했습니다.

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연구팀은 새로 개발한 하이드로겔에 인간 각질형성세포 (keratinocyte)를 비롯한 실제 세포를 넣고 피부와 비슷한 3차원적인 구조를 만들어 배양했습니다. 이를 위해서는 3차원적인 구조로 출력이 가능하면서도 세포에 독성이 없고 쉽게 조직과 융합할 수 있는 잉크가 중요합니다. 연구팀은 이를 위해 셀룰로오스 기반의 물질이 교차 결합을 통해 3차원적인 구조를 만들 수 있게 개발했습니다.

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이렇게 만든 인공 피부는 사람에 이식할 수 있을 정도로 정교하거나 수명이 길지 않지만, 몇 주에 걸쳐 화장품 및 각종 생활 용품 테스트를 하기에 적합한 환경을 제공합니다. 앞으로 해당 연구가 진행된다면 이런 목적의 동물 실험을 실제로 대체할 수 있는 가능성이 있다고 생각합니다. 애꿏은 동물도 괴롭히지 않으면서 더 사람에 맞는 테스트를 진행할 수 있는 날이 올 것으로 기대합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-04-3d-skin-imitation-equipped-cells.html

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Tamilselvan Mohan et al, Protocol for the fabrication of self-standing (nano)cellulose-based 3D scaffolds for tissue engineering, STAR Protocols (2025). DOI: 10.1016/j.xpro.2024.103583

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