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시간과 비용 대폭 줄인 ‘피부모델마이크로칩’ 개발 - 서울대병원 성형외과 최태현, 매이단강오보이(MaierdanjiangWufuer) 연구원, 고려…
  • 기사등록 2017-01-19 16:22:08
  • 수정 2017-01-19 16:27:21
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시간과 비용을 대폭 줄인 ‘피부모델마이크로칩’이 개발돼 관심을 모으고 있다.

서울대병원 성형외과 최태현(매이단강오보이(MaierdanjiangWufuer) 연구원, 고려대 이상훈 교수, 이건희 연구원) 교수팀이 개발한 피부모델마이크로칩은1cm정도의 실리콘 위에 인체 세포를 키워 만든 인공 장기이다.

전체적 제작과정은 반도체 만드는 것과 같으며 의학연구용으로 ‘organ on a chip’이라 불리며 최근 유행하고 있다.

기존 실험관 연구는 배양 용기에 2차원적으로 세포를 바닥에 부착해 배양하거나 각 피부층에 해당하는 세포를 순차적으로 겹쳐 3차원적으로 배양했다.

하지만 이 방법은 표피, 진피, 혈관으로 구성된 실제 인체 피부 각 층간 상호작용을 관찰하거나 조절하기 어려웠다.

교수팀은 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.

또 정상 상태와 염증상태, 약(dexamethasone)을 투여한 상태의 세포결합(cell junction)을 관측하고 혈관 층에서 액체가 빠져나가는 것을 정량화해 부종(edema)을 모사했다.

화장품 뿐 아니라 신약개발을 위해서는 독성과 안전성 검사를 위해 동물과 사람을 대상으로 한 임상 시험이 필수적이다.

생체 칩은 이를 대신해 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있다. 사람의 모든 장기의 기능을 하나의 칩에 넣는 ‘휴먼온어칩(human on a chip)’은 현재 연구 트렌드다.

이 연구는 skin on a chip으로 피부를 모사해, 신약개발과 동물실험에 사용될 수 있다. 피부모델을 통해 알러지, 염증 및 약물전달 등의 추가실험이 가능하며 연구분야에서 수요가 클 것으로 기대되고 있다.
9-2.jpg

(사진)
사진1) 피부모델마이크로칩; 녹색이 겉피부, 파란색이 속피부, 빨간색이 혈관
9-9.jpg

 
9-8.jpg
사진2) 표피, 진피, 혈관으로 구성된 피부모델 마이크로칩 모식도

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