바이오인

 출처 : 한국보건산업진흥원 R&D진흥본부 R&D기획단

?보건의료??RnD??전문가리포트??(??보건의료산업에 활용가능한 장기칩 기술동향??)?

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?성종환 홍익대학교?

[ 목차 ]??

?1. ??기술의 배경 ?

?2. ??적용분야?

?3. ??정책 및 산업 동향?

?4. ??향후 전망

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?생물학과 의학 기술의 발전으로 인해??, ??새로운 치료제 및 질병치료기술이 지속적으로 개발되고 ?있지만??, ??새로운 의약품 및 치료기술의 효능과 부작용을 정확하게 예측하고 제어하는 것은 아직도 매우 어려운 일로 인식되고 있다??. ??인체에서의 효능과 부작용을 예측하기 위해서는 전임상 세포 실험과 동물실험??, ??인체를 대상으로 하는 임상실험 등 다양한 단계를 거치는 것이 필요하고??, ??이에 따라 필연적으로 신약의 개발 및 승인을 위해서는 긴 시간과 많은 비용을 필요로 하게 된다??. ?

이러한 문제점의 근본적인 원인은 인체를 대상으로 하는 실험은 제한적으로 수행할 수밖에 없는 반면??, ??동물을 이용한 실험은 종종 인체와는 다른 반응을 보이기 때문에 인체 반응을 정확하게 예측할 수 있는 방법이 없다는 데 있다??. ?
이러한 문제점을 극복하기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있고??, ??특히 멤스??(MEMS) ??기술과바??이오 기술을 결합한 장기칩 기술에 대한 관심이 높아지고 있다??. ??장기칩 기술의 핵심 개념은 기존의 단순한 세포배양 방식을 개선해서??, ??실제 인체조직과의 유사성이 높은 생체환경을 모사함으로써 약물에 대한 반응에 있어서 인체와의 유사성을 높이고자 하는데 있다??. ?

2000??년대 초반부터 미국과 유럽을 중심으로 개발이 이루어진 장기칩 기술은 최근 몇 년간 피부??, ??장??, ??간??, ??심장??, ??뇌혈관 등 다양한 장기 조직을 대상으로 개발되는 성과를 보여 왔고??, ??보다 최근에는 장??-??간??, ??피부??-??간??, ??간??-??혈관??-??지방 등 ??2??종 이상의 장기를 칩 상에서 연결하여 여러 장기가 복합적으로 작용하는 상황을 모사하는 시도도 이루어지고 있다??. ?
장기칩 기술의 완성도가 높아짐에 따라 신약개발과 질병치료법 개발과 같은 의학 분야 뿐 아니라??, ??화장품??, ??건강기능식품 등의 분야에서 필요로 하는 동물실험을 대체 또는 보완하는 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다??. ?

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?1. ??기술의 배경?
?1.1 ??바이오 연구의 어려움과 전통적 실험모델의 한계?

사람의 몸은 ??DNA??나 단백질과 같은 기본 물질에서부터??, ??장기 조직과 인체까지 다양한 크기와복잡성을 가진 시스템들이 유기적으로 연계되어 작동한다??. ??인체 시스템의 특징은 그것이? 복잡할 뿐만 아니라 ??DNA??나 단백질과 같은 나노미터 크기의 물질에서부터 마이크로미터 크기?의 세포??, ??밀리미터 크기의 조직??, ??센티미터 크기의 장기에 이르기까지 여러 가지 크기를 가진? ?단위 구조물들이 일종의 계층적인 구조를 이루며 작동하고 있다는 사실이다??. ??

이러한 복잡한? 생명 시스템이 어떻게 작동하고??, ??잘못되어 질병이 되는지에 대해 인류는 끊임없이 연구해왔고? 또 괄목할만한 성과를 거두었지만??, ??아직 인체에서의 생명현상을 전부 이해하고 있지는 못한? 것이 현실이다??. ??이러한 복잡한 생명현상을 이해하려고 노력하는 가장 큰 이유는 건강하고 행?복한 삶을 누리기 위해서라고 할 수 있는데??, ??생물학과 의학의 비약적인 발전으로 인해서 인간?의 평균 수명 역시 극적으로 늘어난 반면 산업의 발전과 생활환경의 변화??, ??고령화 등으로 인해 새로운 질병이 출현하는 등 건강한 삶에 대한 장애요소도 늘어나고 있는 것 또한 사실이다??.? 예를 들어 인간의 평균 수명은 ??19??세기만 해도 ??40??세 정도였지만??, ??현재 약 ??80??세로 ??100??년 만에? 두 배로 늘어났다??. ??흑사병??, ??소아마비??, ??천연두와 같이 거의 완벽하게 극복한 질병이 있는 반면??,? 암??, ??심혈관 질환??, ??대사질환??, ??저항성 박테리아 등 해결되지 못한 질병 또는 새로운 위험요소? 역시 꾸준히 생겨나고 있다??.?

...................(계속)

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