고려대, 피부 구조·장벽 기능 구현한 ‘전층 인공피부’ 개발

[이데일리 김응열 기자] 고려대 연구팀이 실제 사람 피부와 유사한 구조와 장벽 기능을 갖춘 ‘전층 인공피부’ 모델을 개발했다.

(왼쪽부터)고려대 기계공학부의 원지희 박사(제1저자), 정석 교수(공동교신저자), 미국 에모리대학교·조지아공과대학교 박성진 교수(공동교신저자). (사진=고려대)

고려대는 정석 기계공학부 교수 연구팀이 구조적 안정성과 피부장벽 기능을 갖춘 ‘전층 인공피부’ 모델을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 미국 에모리대학교(Emory University)·조지아공과대학교(Georgia Institute of Technology) 박성진 교수 연구팀과 공동으로 진행됐다.

인공피부는 실제 사람의 피부를 모방해 만든 조직이다. 그 중 전층 인공피부는 피부의 바깥층인 표피와 안쪽층인 진피를 함께 구현한 인공피부를 말한다. 실제 피부와 유사한 구조를 갖춰 활용 가능성이 높지만 조직이 배양 용기에서 떨어지면서 수축하거나 변형되는 한계가 있었다. 안정적인 제작과 실험이 어렵다는 의미다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 인공피부를 배양하는 용기 표면에 접착력이 뛰어난 ‘폴리도파민(Polydopamine)’을 코팅했다. 그 결과 인공피부의 바탕이 되는 콜라겐 지지체가 배양 용기에서 떨어지거나 가장자리가 들리는 현상을 효과적으로 억제하면서 표피세포의 활성 상태는 유지할 수 있었다.

또 연구팀은 실제 피부와 유사한 구조를 구현하기 위해 콜라겐 지지체에 피부의 표피와 진피 사이에 존재하는 ‘기저막’ 관련 성분을 추가했다. 이로써 표피세포가 피부 본래의 층상 구조를 형성하도록 유도했다. 세포 간 결합과 피부장벽 형성에 관여하는 유전자의 발현이 증가하는 점도 확인했다.

연구팀은 이러한 기술을 결합해 전층 인공피부를 제작했다. 완성된 인공피부는 실제 사람 피부에서 나타나는 기저층, 유극층, 과립층, 각질층 등 네 가지 주요 표피층을 형성했다. 배양 과정에서 조직이 떨어지거나 수축하는 현상도 없었다.

연구팀은 피부의 형태와 장벽 기능을 함께 구현해 실제 피부와 유사한 실험 환경을 구축할 수 있는 기반을 마련했다고 연구의 의의를 설명했다.