최근까지 동물 실험은 화장품 및 제약 산업에서 제품이 사람에게 충분히 안전한지 여부를 선별하는 유일한 방법 중 하나였다. 이 관행은 항상 분열을 일으켜 동물 권리 단체의 오랜 항의 역사를 촉발했다. 그러나 동일한 품질의 결과를 제공하는 신뢰할 수 있는 대체 기술이 없기 때문에 회사와 규제 기관은 이에 의존할 수밖에 없었다.

생명 공학 솔루션: 최근 이러한 상황이 바뀌기 시작했다. 생명 공학의 최신 발전으로 인간 장기의 기능을 밀접하게 모방할 수 있는 인공 재료와 실험실에서 재배한 "오가노이드"가 생산되고 있다.

이러한 재료가 개선됨에 따라 이제 언젠가는 동물을 완전히 대체할 수 있다는 희망이 생겨 기업이 윤리적 문제없이 제품을 테스트할 수 있다.

3D 바이오프린팅을 통해 연구원들은 인공 표피를 한 층씩 구축할 수 있다.

생명 공학에서 가장 유망한 신흥 기술 중 하나는 3D 바이오 프린팅이다. 최근에는 감염에 대한 보호 방수 장벽 역할을 하는 인간 피부의 가장 바깥층인 표피의 세포 구조를 복제하는 데 사용되었다.

표피 자체는 여러 층으로 구성되어 있으며 각 층은 세포와 단백질의 독특한 구조를 특징으로 한다. 이 복잡한 구조를 복제하기 위해 연구자들은 3D 바이오프린팅을 사용하여 피부 세포를 노즐을 통해 콜라겐 스캐폴드에 시드하여 인공 표피를 한 층씩 쌓을 수 있도록 했다.

이 경우 생체 인쇄 피부를 사용한 테스트가 논란이 되고 있는 "드레이즈 테스트"에 대한 신뢰할 수 있는 대안이 될 수 있다는 희망이 있다. 그런 다음 다음 2주 동안 자극의 징후를 모니터링했다.

이런 일이 일어나기 전에 연구자들은 생체 인쇄 재료가 다른 화학 물질이 적용될 때 실제로 동물 피부에 유사한 반응을 보이는지 여부를 증명해야 한다.

실행: 새로운 연구에서 브라질의 연구팀은 화학 제품을 테스트할 때 동물 피부와 동일한 표준을 유지할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 일련의 엄격한 테스트를 통해 생체 인쇄 표피 샘플을 넣었다.

상파울루 대학의 연구원 Silvya Maria-Engler와 동료들은 먼저 현미경으로 생체 인쇄된 표피의 단면을 조사하고 실제 피부 샘플과 비교했다.

작업을 단순화하기 위해 샘플에서 특정 생체 분자를 표적으로 하는 형광 염료를 사용하여 세포 구조를 보다 쉽게 시각화할 수 있었다. 다채로운 단면에서 연구원들은 인공 재료가 각각 고유한 세포 구조로 정의되는 실제 표피에서 발견되는 4개의 주요 층을 모두 보여주고 있음을 발견했다.

이러한 구조적 유사성을 확인한 후 Maria-Engler 팀은 다음으로 실제 및 생체 인쇄 피부 샘플을 다양한 농도의 피부 자극 세제에 노출시켰다. 18시간의 노출 후 팀은 실제 피부와 인공 피부의 반응 사이에 큰 차이를 발견하지 못했다.

마지막으로 연구원들은 샘플을 몇 가지 다른 참조 화학 물질로 처리했다. 일부는 국제 지침에 따라 자극제로 분류되고 다른 일부는 무해한 수성 용액으로 세포 구조의 변화를 모니터링했다.

다시 한번, 생체 인쇄된 표피는 실제 샘플과 마찬가지로 자극성 물질과 비자극성 물질을 구별할 수 있다.

동물 실험의 끝이 보인다? Maria-Engler와 그녀의 동료들은 이 일련의 테스트를 통과한 후 3D 바이오프린팅 피부가 가까운 미래에 화학 제품 테스트를 위한 주요 플랫폼이 될 수 있기를 희망한다.

현재로서는 이 기술이 동물 실험을 완전히 대체할 만큼 충분히 발전되지 않았다. 특히 고유한 세포 구조를 특징으로 하는 표피 아래의 다른 피부층을 복제하려면 바이오프린팅 기술에 대한 추가 개선이 필요하다.

그리고 인간을 위한 화장품을 승인하는 데 사용되기 전에 생체 인쇄 피부는 최종 관문을 통과해야 한다.

그럼에도 불구하고 팀의 결과는 유망한 새로운 연구 라인의 토대를 마련했으며 이미 연구의 일부를 지원한 브라질의 주요 화장품 제조업체인 Natura와 같은 회사의 관심을 끌었다.

이 모멘텀이 계속된다면 화장품 및 제약 회사는 곧 새로운 제품을 윤리적이고 안정적으로 테스트할 수 있게 될 것이며 마침내 수십 년간의 논란을 종식시킬 것이다.