동물실험을 대체할 3D 프린팅 피부

TU Graz와 인도의 Vellore Institute of Technology의 연구팀은 동물 실험 없이 화장품의 나노입자를 테스트하기 위해 살아있는 세포를 갖춘 3D 인쇄 피부 모조품을 개발하고 있습니다.

지침 2010/63/EU는 EU 전역에서 화장품과 그 성분에 대한 동물 실험에 대한 제한을 정했습니다. 따라서 선크림과 같은 화장품의 나노입자의 흡수 및 독성을 테스트할 수 있는 대안을 찾는 것이 활발합니다.

인도의 그라츠 공과대학(TU Graz)과 벨로르 공과대학(VIT)의 연구진은 인간 피부의 자연스러운 3층 조직 구조와 생체 역학을 모방한 피부 모조품을 개발하고 있습니다.

이러한 모방품은 3D 프린팅을 사용하여 생산될 수 있으며, 살아있는 세포와 함께 인쇄된 하이드로겔 제형으로 구성됩니다.

피부세포가 생존하고 성장하는 하이드로젤

"3D 프린터로 만든 피부 모방용 하이드로젤은 여러 가지 요건을 충족해야 합니다." 생물 기반 시스템 화학 및 기술 연구소의 카린 스타나 클라인셰크의 말입니다.

"하이드로젤은 살아있는 피부 세포와 상호작용할 수 있어야 합니다. 이 세포들은 살아남을 뿐만 아니라 성장하고 증식할 수 있어야 합니다." 안정적이고 3D로 인쇄할 수 있는 구조의 시작점은 TU Graz에서 개발된 하이드로젤 제형입니다.

하이드로젤은 수분 함량이 높은 것이 특징이며, 이는 세포의 통합과 성장을 위한 이상적인 조건을 만들어냅니다.

그러나 높은 수분 함량으로 인해 3D 프린트의 기계적, 화학적 안정화 방법도 필요합니다.

TU 그라츠는 안정화를 위한 가교 방법을 집중적으로 연구하고 있습니다.

이상적으로는 자연의 예를 따라 가교 결합은 매우 온화한 조건에서 세포독성 화학물질을 사용하지 않고 진행됩니다.

안정화가 성공적으로 이루어진 후, 인도의 협력 파트너들은 세포 배양에서 3D 프린트의 저항성과 독성을 테스트합니다.

하이드로젤 속의 피부 세포가 세포 배양에서 2~3주 동안 생존하고 피부 조직을 발달시킬 때에야 비로소 피부 모방이라고 말할 수 있습니다.

이러한 피부 모조품은 화장품에 대한 추가적인 세포 테스트에 사용될 수 있습니다.

성공적인 테스트

세포 배양에서 3D 인쇄 하이드로젤의 첫 번째 테스트는 매우 성공적이었습니다. 가교된 재료는 세포독성이 없고 기계적으로 안정적입니다. "다음 단계에서는 3D 인쇄 모델(피부 모사)을 사용하여 나노입자를 테스트할 것입니다."라고 Karin Stana Kleinschek은 말합니다.

"이것은 TU Graz와 VIT의 보완 연구에 대한 성공입니다. 조직 모사를 위한 재료 연구 분야에서 수년간 축적한 저희의 전문 지식과 분자 및 세포 생물학 분야에서 VIT의 전문 지식은 서로를 완벽하게 보완했습니다. 저희는 이제 하이드로젤 제형을 더욱 최적화하고 동물 실험의 대체물로서의 유용성을 검증하기 위해 함께 노력하고 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250403204556.htm