[더케이뷰티사이언스] 정세규 인코스팜(incospharm) CTO는 한국피부장벽학회가 발간한 2019년 6월(21권 1호) 학회지에서 ‘피부장벽 연구의 최신 동향’을 통해 “각질세포 간 지질의 추출 및 분석 방법이 계속 발전하면서, 인공 피부 모델에서 각질층 내 세라마이드의 변화에 대한 연구 결과가 보고된 바 있다. Uche 등의 연구 결과와 유사한 양상으로 피부 장벽 기능의 손상이 나타나는 조직이나 인공 피부 모델에서는 sphingosine 유래 세라마이드의 비중이 높아지고, 특히 인공 피부 모델에서 이러한 증가가 눈에 띄게 높아진다는 것이 보고되었다. 인공 피부 모델에서 각질세포간 지질의 배열에 영향을 미치는 인자 중 하나로서, 조직 배양의 온도에 따른 효과를 연구한 논문이 보고되었다”고 밝혔다.
앞서 성종환 홍익대학교 화학공학과 교수는 ‘보건의료산업에 활용 가능한 장기칩 기술 동향’(‘보건의료 RnD 리포트’, 2017년 3월, 한국보건산업진흥원)에서 다음과 같은 보고서를 내놓았다.
화장품과 미용산업에서도 중요한 역할을 할 수 있는 모델은 인공피부 모델이다. 특히 화장품 성분은 미용을 목적으로 하기 때문에 질병 치료보다는 중요도와 우선순위가 낮다는 인식이 있고, 따라서 동물모델을 사용하여 실험을 하는 것에 대한 반발이 더 클 수 있다. 피부는 각질층을 포함한 표피, 진피, 피하지방층으로 이루어져 있고 내부에 혈관이 자리하고 있는데, 목적에 따라 표피층만 구현된 모델과 표피와 진피층까지 구현한 인공피부 모델 등이 있다. 특히 피부는 인체의 내부를 외부환경으로부터 보호하는 역할을 하기 때문에 다양한 면역세포가 존재할 뿐 아니라, 염증 반응 등이 있을 경우에는 혈관을 통한 면역 반응이 수반되기도 한다.
현재 화상치료 또는 피부민감성 테스트 용도로 개발된 인공피부 모델이 있기는 하지만, 혈관구조와 면역반응 등까지 구현된 모델은 개발되어 있지 않다.
장기칩 기술을 이용하여 구현한 인공피부모델은 다른 장기에 비해 상대적으로 뒤늦게 개발되어 보고되고 있는 추세인데, 이는 부분적으로는 기능적으로 불완전하더라도 화상치료 등을 위한 인공피부 모델이 있었고, 기존의 인공피부 모델에 부족했던 기능인 혈관구조나 면역반응을 칩에서 구현하기 위한 기술의 완성도가 높아지는 것이 필요했기 때문으로 생각된다.
하지만 최근 2, 3년 사이에 새로운 형태의 인공피부 칩이 개발되어 논문으로 발표되고 있다. 대표적인 인공피부 칩의 형태는 표피와 진피가 구현된 기존의 모델에서 혈관구조 또는 면역세포 등이 추가되어 생리적인 기능을 개선한 모델이라든지, 장기칩에 주로 사용되는 소재인 PDMS 또는 하이드로젤의 신축성을 이용하여 피부의 탄성을 구현한 모델 등이 새롭게 개발되고 있다.