소위 "조직 공학"은 주로 인간 피부 조직 배양을 의미합니다. 지금까지 화장품이나 제약산업에서 심각한 사고나 화상 후 이식이나 적합성 검사에 사용되는 인공 피부는 수작업을 통해 매우 복잡한 방식으로만 생산할 수 있었습니다. 이런 방식으로는 한 달에 1제곱센티미터 크기의 피부를 2,000개 미만으로만 만들 수 있었습니다. 슈투트가르트의 Fraunhofer IPA에 있는 BioPoLiS 바이오프로덕션 연구소의 "인간 피부를 위한 공장"은 현재 매달 최대 5,000개의 엄지 손톱 사이즈의 피부 모델을 생산할 수 있습니다.
컨셉은 간단해 보이지만, 구현하는 것은 복잡합니다. 인간의 피부 샘플을 분쇄하고 개별 피부 세포를 추출합니다. 분리된 세포를 특수 세포 배양 병에 넣어 37°C의 인큐베이터에서 며칠 동안 증식시킵니다. 증식한 세포는 겔 매트릭스와 함께 3차원 다층 구조를 형성할 수 있습니다. 단 3주 만에 인공 피부가 더 성장하여 안전성 테스트를 위해 사용할 수 있게 됩니다.
인공 피부 생산 공장은 유기적 생산, 생물학 및 자동화 기술이 공존하는 쇼케이스 프로젝트입니다. 연속적인 프로세스 체인에 특별한 주의를 기울였습니다. 100개 이상의 Festo 구성 요소가 시스템에 설치되어 있습니다. 압축 공기 준비부터 센서, 실린더 및 전기 축, 서보 및 스텝 모터, 신속 작동 밸브에 이르기까지 다양한 범위를 포함합니다. 이러한 구성 요소는 튜브를 나사로 고정하고, 잠금 도어를 자동으로 열고 닫고, 세포가 삽입되는 플레이트의 뚜껑을 고정하고, 압축 공기를 모니터링하고, 바늘 또는 금형 캐비티와 같은 기타 구성 요소를 이동하기 위해 사용됩니다.
피부는 테스트 시스템을 위한 인기 있는 기관입니다. 또한, 이 기술은 사람 눈의 각막과 같은 다른 조직을 자동으로 배양하는 데에도 사용할 수 있도록, 향후 몇 년간 더욱 발전할 예정입니다. 미래에 이 기술의 목표 중 한 가지는, 예를 들어 종양 치료를 더욱 효과적으로 만들기 위한 고객별 모델을 생산하는 것입니다. 혈액 공급 시스템을 갖춘 긴 수명을 지닌 조직의 인공 배양에 대한 연구가 더 진행되면, 신체 자체 이식이 자동으로 생산될 가능성 역시 상상할 수 있습니다.