화장품 평가기술로 동물대체시험, 인공피부 활용, 세포활용 in-vitro 평가법 등이 있다. 모두 실험 동물을 대체하여 화학물질의 효능과 독성을 평가하는 기술이다.  

이렇게 동물대체시험법이 개발되는 이유는 ① 실험 동물은 본질적으로 사람과 다른 종(species)이라는 한계로 실험결과가 임상시험 결과와 불일치 (동물실험 정확도는 43.5~66.7%로 제시되고 있으며, 90% 이상 약물이 임상시험에서 실패하는 등 일치율은 5~10%로 낮다) ② 실험 동물 복지 관심 증가와 시민단체의 금지(EU 시민발의 140만명 서명 등) 운동에 따른 정책 전환 ③ 동물실험 기본 원칙 3R 제정 [ 비동물실험으로 대체(replacement) 동물 수 감축(reduction) 동물 고통 완화(refinement) ]  ④ ESG 경영의 글로벌 트렌드화 등이 꼽힌다. 

유럽화학물질청(ECHA)에 따르면 동물대체시험 적용률이 현저히 증가되고 있으며, 적용 방법으로 ‘read-across'가 가장 많이 활용되고 있는 것으로 나타났다.(5월 30일 보고서) 

‘read-across‘(유사 화학물의 성질을 이용하는 데이터를 채우는 기법) 방법은 평가 대상 물질과 유사한 물질의 독성평가 결과를 활용하는 방법으로 동물대체시험법으로 가장 일반적 방법이다. 그 다음 많이 활용되는 방법은 정당성으로 인한 ‘자료면제(data waiving)‘, 다양한 출처의 시험정보 신뢰성을 바탕으로 한 ‘증거력 평가(weight of evidence)‘, 구조 활성 관계로 독성을 예측하는 컴퓨터 모델인 ‘QSAR‘ 순으로 나타났다. 

미국도 ‘화장품 규제 현대화 법(MoCRA)’을 내년까지 개정키로 하고 동물실험 금지 가이드라인 설정을 마련하고 있다. 유럽은 일찍부터 원천기술 확보 및 기술 상용화로 동물대체시험법 시장을 주도하고 있는 상황이다. 

이렇듯 동물대체시험법의 국제적 요구가 커지면서 ▲ 장기 칩(organ-on-a-chip, 사람의 세포를 칩 상에 배양해 실제 장기와 유사하게 구현) ▲ 오가노이드(organoid, 줄기세포를 3차원상으로 배양해 실제 장기와 유사하게 구현) ▲ 컴퓨터 모델링(QSAR) 등 관련 기술이 개발되고 있다. 

이중 QSAR은 대한화장품산업연구원이 ’화장품 원료 안전성 예측시스템 활용 방안 및 in-silico 모델 실습교육’을 실시 중이다. 연구원 임유리 팀장은 “교육을 통해 유전독성·발암성·피부감작성·간독성·생식독성 등 7개의 독성항목, 14개의 최종 결과(endpoint)를 화장품 기업들에게 무료로 제공한다”고 설명했다. 특히 “유럽에 수출하는 화장품은 안전성 자료 확보에 in-silico 모델이 유용하게 쓰일 것”이라고 강조했다.

글로벌 장기 칩 시장은 8787만달러(‘22) → 6.21억달러(’29)로 연평균 32% 증가율로 성장할 전망이다. 오가노이드 시장은 12.6억달러(‘22) → 34.2억달러(’27) 규모로 연평균 22% 증가율을 보일 것으로 예상된다. 

동물대체시험법의 개발과 활성화는 화장품과 제약이 주도하고 있다. 로레알은 프랑스, 중국, 브라질 등에 Episkin(인공피부) 연구소를 설립했으며, 조직공학 벤처기업 Skinethic을 인수해 대체 기법을 개발 중이다. 영국 Rush는 ‘12년부터 동물대체시험법 활성화 기여자를 시상하는 ’러쉬 프라이즈‘를 시행, 36개국 94명의 과학자 및 단체에 30억원 규모의 지원금을 지급했다. 

우리나라도 원료·제품 단계에서 동물실험을 중단했으며, 동물대체시험법을 도입하거나 자체 연구개발 중이다. 

아모레퍼시픽은 1994년 서울대학교 피부과, 원자력병원과 함께 인공피부제조에 관한 공동연구를 진행했고, 1997년에는 정부 과제로 피부전용제제의 안전성평가를 위한 in vitro 대체시험법 개발 과제를 수행해 OECD 시험법으로 등재되는 데 기여했다. 또한 ▲마이크로 디바이스 기반 3D 하이브리드 인공조직 개발 ▲화장품 성분의 피부 투과도 DB 구축 및 예측프로그램 개발 ▲인공피부 진피 강화를 위한 신기술 개발 ▲인공피부 3D 바이오프린팅 기술 연구 등 다양한 공동 연구를 진행했다고 관계자는 전했다. 이러한 연구를 기반으로 동물실험 대체시험법 관련 논문을 54편 발표했고, 특허 15건을 출원 및 등록했다고 한다. 

LG생활건강은 화장품 원료 독성 및 알레르기 평가에 대체시험법을 활용하고 있으며, ‘21년에는 클린뷰티연구소를 설립했다. 코스맥스도 ’22년 오가노이드사이언스와 모발 재생치료제 공동연구를 위한 MOU를 체결했다. 한국콜마는 ‘21년 Next&Bio를 인수해 오가노이드를 미래성장 동력으로 선정한 바 있다. 

정부도 동물대체시험법 기술을 미래 핵심기술로 선정하고 육성안을 마련 중이다. ’인공 유사 장기‘를 디지털바이오 육성을 위한 12대 핵심기술로 선정(‘22.12.7)하고, ’28년 인체유사도 90%이상 확보 및 동물실험 대체 수준 약물평가 시스템 마련을 목표로 중장기 육성 계획을 수립했다. 

이밖에 국가전략기술 첨단바이오분야에서 ’난치성 질환극복용 체내 복합적 생리 환경 모사 오가노이드/오간 칩 소재‘를 100대 미래소재로 선정(’23.3.22)하였으며 ‘35년 초격차 소재 발굴을 목표로 정부 차원의 기술 로드맵 수립 단계에 들어갔다. (산업은행 '동물대체시험법 기술 및 산업동향'에서 인용)

한편 식약처에 따르면 국내 개발 동물대체시험법은 28건이며, 이중 OECD 승인을 받은 것은 4건이다.