새로운 3D 피부 모델을 개발하는 것은 피부 생리학을 더 잘 이해하고 건강 관리 및 미용 응용 분야에 대한 새로운 통찰력을 제공하기 위해 필수적입니다. 새롭고 효과적인 화장품 화합물을 설계하려면 정확하고 민감한 독성학 연구가 필요합니다. 일반적으로 새로운 활성 성분을 생성하기 위한 연구에서 우리는 엄청난 수의 분자를 조사하는데, 그 중 많은 분자는 효과가 없기 때문에 폐기됩니다. 그럼에도 불구하고 많은 분자는 불확실한 독성학적 프로필로 인해 폐기됩니다.
화장품 연구가 진전되고 있으며, 연구자들은 이제 역사적으로 생체 내에서 수행된 분석 결과를 모방할 수 있는 보다 신뢰할 수 있는 독성학 시험을 만들려고 시도하고 있습니다. 현재의 연구와 독성학 시험은 여전히 2D 세포 배양에 의존하고 있습니다. 피부 세포는 페트리 접시에서 단일 층으로 성장한 후 피부 적용 가능성을 조사하기 위해 조사된 화학 물질에 노출됩니다. 반면, 인간의 피부는 3차원으로 구성되어 있어 2D 스크리닝 방법의 품질이 제한됩니다.
3D 모델의 다세포 프레임워크는 세포 간 접촉과 세포 외 기질과의 상호작용을 훨씬 더 크게 가능하게 합니다. 결과적으로, 그들은 인간 피부의 생체 내 환경에 훨씬 더 전형적입니다. 이 기사는 피부 생리학을 연구하고 미래에 더 효과적인 독성학 시험을 개발하기 위한 많은 새로운 방법을 논의합니다. 이 평가는 구형체 3D 피부 모델, 3D 수소 시스템, 피부 바이오 프린팅, 그리고 가장 진보된 칩상 장기 기술을 언급합니다.
구형체 3D 모델
구형체는 3D 세포 배양 추세에 대한 연구에 따르면 시험관 내 3D 세포 배양에 가장 자주 사용되는 모델 중 하나입니다. 이러한 3D 모델은 줄기 세포 개발, 발암 및 약물 발견에 널리 사용되었습니다. 이는 많은 세포 유형에 대한 생리적 표현을 증가시키는 데 사용되었습니다. 구형체는 고형 조직의 다른 요소와 자연스럽게 유사하며 효과적인 산소 및 영양소 전달과 대사성 폐기물 제거를 위한 내장된 기울기를 가지고 있습니다. 기존 하이드로젤과 마찬가지로 피부 세포 구형체가 완전한 분화 및 층 계층화로 발달할 수 있는 능력을 결정해야 합니다.
3D 바이오 프린팅
복잡한 조직 구조의 자동화된 제작은 바이오 프린팅을 통해 가능해졌습니다. 3D 바이오 프린팅은 3D 구조를 생성할 수 있기 때문에 3D 뇌 조직 및 혈관과 같은 구조를 포함한 다양한 생체 모방 구조를 만드는 데 사용되었습니다. 각질 세포, 멜라닌 세포 및 섬유아세포를 통합한 진피 및 표피 층으로 구성된 복잡한 피부 조직은 다양한 바이오 프린팅 피부 유형을 위해 생산됩니다. 높은 가격과 복잡한 제조 기술로 인해 3D 프린팅은 현재 소수의 실험실에서만 사용됩니다.
현대의 3D 바이오 프린팅은 대부분 자동화되어 있어 재현성과 처리량이 뛰어납니다. 바이오 프린팅은 필요에 따라 스캐폴드를 변경할 수 있고 다른 세포 유형과 활성 화학 물질을 사용할 수 있기 때문에 매우 적응력이 뛰어난 기술입니다. 결과적으로 이 기술은 세포 독성 테스트, 피부 질환의 병리 생리학 및 조직 공학에 응용됩니다.
