실험 동물

쥐 및 설치류는 실험 동물 중 가장 널리 사용되는 분류군이다. 특히 생쥐와 랫드는 전체 실험 동물 사용량의 대부분을 차지하며, 기초 의학 연구부터 신약 개발에 이르기까지 광범위한 연구 분야에서 핵심적인 모델 역할을 한다. 이들의 우세한 사용은 상대적으로 작은 크기, 짧은 번식 주기, 유전적 조작의 용이성, 그리고 인간과의 생물학적 유사성에 기인한다.

주요 사용 종으로는 생쥐, 랫드, 햄스터, 기니피그 등이 포함된다. 생쥐는 유전학 연구와 암 연구에, 랫드는 행동학 및 신경과학 연구에, 기니피그는 알레르기 및 면역학 연구에 각각 특화되어 활용된다. 이들의 유전체가 완전히 해독되어 있으며, 다양한 유전자 변형 계통이 개발되어 특정 질병 모델로 사용된다.

이들의 활용은 3R 원칙에 따라 지속적으로 평가되며, 대체 방법의 발전과 함께 사용 수의 감소 노력이 병행되고 있다. 그러나 복잡한 생체 내 반응을 연구하는 데 있어 설치류 모델이 제공하는 정보의 가치는 여전히 높게 평가받고 있다.

영장류는 인간과 가장 유전적, 생리학적, 행동학적 유사성이 높은 비인간 영장류를 가리킨다. 이들은 주로 신경과학, 감염병 연구, 생물의학 연구, 그리고 신약 개발의 최종 단계에서 복잡한 질병 모델로 활용된다. 특히 뇌 구조와 인지 기능, 사회적 행동 연구에 있어 다른 동물 모델로 대체하기 어려운 고유한 가치를 지닌다.

주로 사용되는 종으로는 카푸친원숭이와 같은 신세계원숭이, 마카크와 같은 구세계원숭이가 있으며, 침팬지와 같은 유인원은 국제적으로 그 사용이 극도로 제한되고 있다. 이들의 사용은 연구의 과학적 필요성과 강력한 동물 윤리적 논란 사이에서 끊임없이 논의의 중심에 서 있다.

이러한 논란으로 인해, 국제적으로 영장류 실험은 엄격한 규제를 받는다. 많은 국가에서 영장류를 이용한 연구는 법적으로 허가를 받아야 하며, 특히 고통이 수반되는 실험은 훨씬 더 엄격한 심사를 거친다. 연구 기관은 3R 원칙을 철저히 적용하여, 가능한 한 체외 배양이나 컴퓨터 모델 등으로 대체하고, 사용할 경우 최소한의 수로 감소시키며, 실험 절차를 정제하여 동물의 고통과 스트레스를 최소화해야 할 의무가 있다.

개와 고양이는 오랜 기간 동안 중요한 실험 동물로서 의학 연구에 기여해왔다. 특히 개는 심혈관계 연구, 외과 수술 기법 개발, 정형외과 임플란트 평가 등에서 중요한 모델 역할을 해왔다. 이는 그들의 해부학적, 생리학적 특성이 인간과 어느 정도 유사하기 때문이다. 고양이는 신경과학 연구, 특히 시각 피질과 청각 시스템 연구에 역사적으로 널리 사용되었다. 이들의 중추신경계는 상대적으로 잘 연구되어 있어 뇌 기능과 감각 정보 처리 메커니즘을 이해하는 데 기여했다.

현대 연구에서 개와 고양이의 사용은 3R 원칙에 따라 상당히 감소하고 엄격한 규제를 받는다. 대한민국에서는 실험동물에 관한 법률과 동물보호법에 따라 이들의 사용이 통제된다. 실험에 투입되기 위해서는 과학적 타당성이 철저히 검토되어야 하며, 동물의 고통을 최소화하는 것이 법적 의무사항이다. 특히 비가역적인 마취 상태의 실험이나 고통이 수반될 수 있는 연구에서는 더욱 엄격한 심의를 거친다.

이들 동물은 주로 수의학 교육 및 연구, 그리고 특정 인간 질병 모델 개발에 제한적으로 활용된다. 예를 들어, 특정 품종의 개는 자연적으로 발생하는 퇴행성 관절염이나 심장병 등의 질환을 가지고 있어, 해당 인간 질환 연구에 유용한 모델이 되기도 한다. 고양이도 유전적 신경계 질환 연구에 일부 사용된다. 그러나 윤리적 논란과 함께 체외 실험 모델 및 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 대체 방법의 발전으로 그 사용 빈도는 지속적으로 줄어드는 추세이다.

어류와 양서류는 독성학, 발생생물학, 유전학 연구 등에서 중요한 실험 동물 모델로 널리 사용된다. 특히 제브라피시는 투명한 배아, 짧은 생식 주기, 높은 번식률, 그리고 유전자 조작이 비교적 용이하다는 장점을 가져 기초 연구에 매우 적합하다. 이들은 주로 약물 개발 과정의 초기 단계나 환경 독성 평가에 활용된다. 양서류 중에서는 아프리카 발톱개구리가 발생학 연구의 대표적인 모델 생물이다.

이들 동물은 척추동물로서 복잡한 생리적 과정을 공유하면서도, 설치류나 영장류에 비해 사육 비용이 저렴하고 공간 효율성이 높다는 실용적 이점이 있다. 어류의 경우, 수생 환경에 노출된 화학 물질의 생태독성 영향을 평가하는 데 필수적이다. 최근에는 유전공학 기술을 적용해 특정 인간 질병을 모방한 형질전환 어류 모델도 개발되고 있다.

연구에서의 사용은 3R 원칙을 준수하며, 해당 국가의 동물보호법 및 실험동물에 관한 법률에 따른 윤리적 기준 하에 이루어진다. 어류 및 양서류를 이용한 실험 방법의 표준화와 함께, 이들의 복지를 개선하기 위한 적절한 사육 환경 및 관리 지침도 마련되어 있다.

돼지는 심장 및 혈관의 크기와 구조, 피부의 생리적 특성이 인간과 유사하여 외과 수술 훈련, 피부과 연구, 이식 연구 등에 널리 활용된다. 특히 유전자 편집 기술을 적용한 형질전환 돼지는 당뇨병이나 알츠하이머병과 같은 인간 질병 모델을 구축하는 데 중요한 역할을 한다.

닭과 같은 가금류는 발생생물학 연구의 대표적인 모델이다. 배아가 알 껍질 밖에서 발달하며 접근이 용이하기 때문에 기관 형성과 세포 분화 과정을 관찰하는 데 적합하다. 또한 인플루엔자 바이러스와 같은 인수공통감염병 연구 및 백신 개발에도 사용된다.

양과 소 같은 대형 반추동물은 생식 생리 연구나 수의학 교육에서 중요한 모델이 된다. 토끼는 눈 자극 시험을 비롯한 독성학 연구와 면역학 연구에 오랫동안 사용되어 왔다. 한편, 무척추동물인 초파리와 예쁜꼬마선충은 기본적인 유전 원리와 신경 발달 경로를 규명하는 기초 과학 연구에 핵심적인 역할을 한다.

3R 원칙은 실험 동물의 사용과 관련된 윤리적 기준을 제시하는 핵심 원칙이다. 이 원칙은 1959년 W.M.S. 러셀과 R.L. 버치가 저서에서 처음 제안하였으며, 실험 동물의 고통을 최소화하고 과학적 연구의 질을 높이기 위한 지침으로 전 세계적으로 채택되었다. 3R은 대체(Replacement), 감소(Reduction), 정제(Refinement)의 세 가지 개념을 의미한다.

대체(Replacement)는 가능한 경우 동물 실험을 완전히 피하거나, 고등 동물보다 고통을 덜 느낄 수 있는 저등 동물로 대체하는 것을 목표로 한다. 이는 배양 세포나 조직을 이용한 체외 실험, 컴퓨터 모델을 활용한 인 실리코 실험, 또는 미생물이나 배아와 같은 대체 방법의 개발과 사용을 장려한다. 궁극적으로는 동물을 사용하지 않는 연구 방법으로의 전환을 촉진한다.

감소(Reduction)는 실험에 필요한 동물의 수를 과학적으로 타당한 범위 내에서 최소화하는 것이다. 이를 위해 통계학적 방법을 활용한 효율적인 실험 설계, 동물 간 변이를 줄이는 표준화된 사육 관리, 그리고 이전의 실험 데이터를 최대한 활용하는 것이 중요하다. 불필요한 동물 사용을 줄임으로써 연구의 윤리성을 높이고 비용을 절감할 수 있다.

정제(Refinement)는 실험 과정에서 동물이 겪는 고통과 스트레스를 최소화하는 모든 개선 조치를 포함한다. 이는 적절한 마취와 진통제의 사용, 동물의 자연적 행동을 보장하는 환경 풍부화 시설 제공, 침습적 절차의 개선, 그리고 실험 종료 후 인도적인 처치 방법을 적용하는 것을 의미한다. 정제는 동물의 복지를 직접적으로 향상시키는 원칙이다.

실험 동물의 사용과 관련된 법규는 국가마다 차이가 있으나, 대체로 동물 복지를 보장하고 과학적 연구의 질을 유지하기 위한 목적으로 마련된다. 대한민국에서는 실험동물에 관한 법률이 실험 동물의 생산, 관리, 사용에 관한 기준과 절차를 규정하는 핵심 법률이다. 이 법은 실험 동물 시설의 등록, 동물 실험 계획의 심의, 실험 수행자의 교육 이수 등을 의무화하여 과학적 윤리를 제도화한다. 또한 동물보호법은 모든 동물에 대한 학대 방지와 복지 증진을 위한 일반 원칙을 제시하며, 실험 동물 역시 그 적용 대상에 포함된다.

해외에서는 유럽 연합의 동물 실험 지침(Directive 2010/63/EU)이 회원국들에게 엄격한 기준을 요구하는 대표적인 법체계로 꼽힌다. 미국에서는 동물복지법(Animal Welfare Act)이 미국 농무부(USDA)에 의해 시행되며, 공중보건국(PHS) 정책도 연방 자금을 지원받는 연구 기관에 적용된다. 일본에서는 동물의 애호 및 관리에 관한 법률(동물애호관리법) 하에 실험 동물에 대한 세부 기준이 마련되어 있다.

이러한 법규들은 공통적으로 3R 원칙(대체, 감소, 정제)을 구현하기 위한 구체적인 지침을 포함하는 경우가 많다. 예를 들어, 모든 동물 실험 계획은 사전에 기관 내 동물실험윤리위원회(IACUC)의 심의를 받아야 하며, 이 과정에서 실험의 필요성, 동물 사용 수의 최소화, 통증 완화 조치 등이 엄격히 검토된다. 법규 위반 시에는 시설 등록 취소, 과태료 부과, 연구 자금 지원 중단 등의 제재가 가해질 수 있다.

국제적인 협력 연구가 증가함에 따라, 실험 동물의 복지 기준과 관련 법규를 조화시키려는 노력도 지속되고 있다. 국제실험동물평가인증협회(AAALAC International)와 같은 민간 인증 기관은 국가별 법규를 초월한 글로벌 표준을 제시하며, 많은 연구 기관이 자발적으로 이 인증을 획득하고 있다.

실험 동물의 사육 환경은 동물의 건강과 복지, 그리고 실험 결과의 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 요소이다. 적절한 환경이 제공되지 않으면 동물은 스트레스를 받아 생리적, 행동적 이상을 보일 수 있으며, 이는 연구 데이터의 변동성을 증가시켜 과학적 타당성을 저해할 수 있다. 따라서 국제적으로 인정된 가이드라인과 각국의 실험동물에 관한 법률에 따라 사육실의 물리적 조건이 엄격히 관리된다.

사육실의 환경 조건은 온도, 습도, 환기, 조명 주기, 소음 수준 등이 세밀하게 통제된다. 일반적으로 설치류의 경우 온도는 20~26°C, 상대 습도는 40~70% 범위 내로 유지되며, 12시간 간격의 명암 주기가 적용된다. 이러한 환경은 동물의 생체 리듬을 안정시키고 스트레스를 최소화하는 데 목적이 있다. 또한, 동물이 생활하는 케이지의 크기, 바닥 재질, 은신처 및 농부화재 제공 여부 등도 중요한 복지 요소로 고려된다. 예를 들어, 쥐나 기니피그는 사회적 동물이므로 단독 사육보다는 동종의 개체와 함께 사육하는 것이 권장된다.

사육 환경 관리는 단순한 시설 유지 관리 이상의 의미를 가진다. 이는 3R 원칙 중 '정제(Refinement)' 원칙을 실천하는 구체적인 방법이다. 정제 원칙은 실험 과정에서 동물이 겪는 고통과 스트레스를 가능한 한 줄이고 복지를 향상시키는 것을 목표로 한다. 따라서 동물에게 적절한 공간, 사회적 접촉 기회, 환경적 풍요로움(예: 장난감, 터널, 케이지 내 구조물)을 제공하는 것은 필수적이다. 이러한 조치는 동물의 정상적인 행동 표현을 가능하게 하여 더욱 타당한 과학적 데이터를 얻는 데 기여한다.

사육 환경에 대한 규정과 점검은 동물보호법 및 관련 시행규칙에 명시되어 있으며, 실험동물 사용 기관은 동물실험윤리위원회의 감독을 받는다. 위원회는 사육 시설의 적절성을 정기적으로 평가하고, 동물의 복지 상태를 모니터링할 책임이 있다. 이를 통해 연구의 과학적 가치와 동물의 복지가 조화를 이룰 수 있도록 관리 체계가 구축되어 있다.

실험 동물의 건강 관리는 연구 결과의 신뢰성과 동물 복지를 위해 필수적인 요소이다. 이는 단순한 질병 치료를 넘어 예방 의학적 접근과 포괄적인 건강 모니터링 체계를 포함한다. 모든 실험 동물은 연구 시작 전 건강 상태 검사를 받으며, 실험 기간 동안 정기적인 임상 관찰이 이루어진다. 체중, 식이 섭취량, 행동 변화 등은 건강 상태의 중요한 지표로 활용된다. 또한 특정 병원체에 대한 감염 여부를 확인하기 위해 혈액학적, 혈청학적 검사가 수행되며, 무균 동물이나 지정병원체 무감염 동물과 같이 엄격한 건강 상태가 요구되는 동물은 격리된 환경에서 사육 및 관리된다.

건강 관리를 위한 구체적인 프로그램에는 예방접종, 기생충 구제, 영양 관리, 그리고 환경 인증풍 관리가 포함된다. 실험 동물 시설은 질병의 유입과 확산을 방지하기 위해 엄격한 출입 통제와 위생 관리 절차를 따른다. 연구원과 사육 관리 담당자는 동물의 정상적인 생리 상태와 행동을熟知하여 이상 징후를 조기에 발견할 수 있도록 교육을 받는다. 특히 면역 결핍 동물이나 유전자 변형 동물과 같이 특수한 건강 관리가 필요한 경우, 그에 맞춘 맞춤형 관리 프로토콜이 적용된다.

건강상의 문제가 발생했을 때는 즉각적인 수의학적 치료가 제공되어야 하며, 이는 동물복지를 보장할 뿐만 아니라 실험 변수를 통제하는 데에도 중요하다. 치료 기록은 상세히 보관되어 연구 데이터의 해석에 참고 자료로 활용된다. 만약 질병이 실험 결과에 중대한 영향을 미치거나 동물이 극심한 고통을 겪을 경우, 안락사가 윤리적 절차에 따라 고려될 수 있다. 이러한 모든 건강 관리 활동은 실험동물에 관한 법률 및 동물보호법을 준수하며, 궁극적으로 불필요한 동물 사용을 줄이고 고통을 최소화하는 3R 원칙의 실천을 목표로 한다.

의약품 개발 과정에서 실험 동물은 신약 후보 물질의 효능과 안전성을 평가하는 핵심적인 역할을 담당한다. 특히 임상 시험에 앞선 비임상 단계에서 필수적으로 활용되며, 이는 잠재적인 독성과 부작용을 조기에 발견하여 인체에 대한 위험을 최소화하기 위한 조치이다. 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설 특성과 약력학적 효과를 종합적으로 평가하기 위해 쥐, 랫드, 개, 비인간 영장류 등이 주로 사용된다.

신약의 안전성 평가는 일반적으로 단일 투여 독성 시험, 반복 투여 독성 시험, 생식 독성 시험, 발암성 시험 등 체계적인 과정으로 이루어진다. 예를 들어, 기니피그는 약물의 알레르기 유발 가능성을, 토끼는 태아에 대한 기형 유발 가능성을 평가하는 데 널리 사용된다. 이러한 시험을 통해 수집된 데이터는 신약 허가를 담당하는 규제 기관에 제출되어 승인 여부를 결정하는 근거 자료가 된다.

백신이나 새로운 치료제의 효능을 검증하는 과정에서도 실험 동물 모델은 결정적이다. 특정 질병을 유발하거나 인간의 질병 상태를 모방한 동물 모델을 활용하여 약물의 치료 효과를 직접 관찰하고 최적의 투여 용량과 방법을 찾는다. 암 연구나 감염병 연구에서는 인간의 병리 상태와 유사한 반응을 보이는 동물 모델이 개발되어 신약 개발의 성공률을 높이는 데 기여한다.

이러한 활용은 엄격한 윤리적 가이드라인과 법적 규제 하에 이루어진다. 국제적으로 인정받은 3R 원칙을 준수하여 불가피한 경우에만 동물 실험을 수행하며, 동시에 체외 실험 모델이나 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 대체 방법의 개발도 지속적으로 추진되고 있다.

기초 의학 연구는 인간을 포함한 생명체의 정상적인 생리 기능과 질병 발생의 근본 원리를 규명하는 것을 목표로 한다. 이 분야에서 실험 동물은 생명 현상을 관찰하고, 유전자와 단백질의 기능을 분석하며, 질병의 발병 기전을 이해하는 데 필수적인 생체 모델로 활용된다. 특히 유전자 조작 기술을 통해 특정 유전자를 결손시키거나 변형시킨 형질전환 동물은 특정 질병의 모델을 구축하고, 해당 유전자의 생물학적 역할을 규명하는 핵심 도구가 된다.

쥐와 랫드 같은 설치류는 기초 의학 연구에서 가장 광범위하게 사용되는 동물이다. 이들은 짧은 생식 주기와 유전체 정보의 완전한 해독, 그리고 인간과 유사한 생리적 특성을 많이 공유하고 있어 암 연구, 신경과학, 면역학, 대사 질환 연구 등 다양한 분야에서 표준 모델로 자리 잡았다. 예를 들어, 특정 암 유전자를 발현시키거나 종양 억제 유전자를 제거한 형질전환 쥐는 암의 발생과 전이 과정을 연구하는 데 결정적인 역할을 한다.

제브라피시와 같은 어류 모델도 기초 연구에서 중요한 위치를 차지한다. 이들은 배아가 투명하고 외부에서 발달 과정을 관찰하기 쉬우며, 대량 산란이 가능해 발생 생물학과 유전학 연구에 매우 유용하다. 영장류는 인간과 가장 유사한 신경계와 인지 기능을 가지고 있어 뇌과학 연구나 복잡한 신경정신질환의 기전을 파악하는 데 있어 다른 동물 모델로는 대체하기 어려운 가치를 지닌다.

이러한 기초 연구에서 얻은 지식은 궁극적으로 인간 질병의 새로운 진단법 개발과 치료법 창출로 이어진다. 실험 동물을 통한 기초 연구는 질병의 원인에 대한 과학적 이해의 토대를 마련함으로써, 응용 연구와 임상 시험으로 가는 관문 역할을 수행한다.

독성학 연구는 화학물질, 의약품, 농약, 화장품 등이 생물체에 미치는 유해 효과를 평가하는 분야로, 실험 동물은 독성 평가의 핵심 모델로 활용된다. 특히 신약 개발 과정에서 필수적인 임상시험 전 단계인 비임상 독성시험에서 실험 동물을 통해 약물의 안전성을 확인한다. 이는 인간에게 적용하기 전에 약물의 급성 독성, 만성 독성, 발암성, 생식 독성 등을 평가하여 잠재적 위험을 최소화하기 위한 과정이다.

실험 동물을 이용한 독성학 연구는 다양한 법규와 가이드라인에 따라 엄격하게 수행된다. 식품의약품안전처 및 국제의약품규제조화위원회와 같은 국제 기구에서 제시한 시험 가이드라인을 준수하며, 실험동물에 관한 법률과 동물보호법에 따라 동물 복지가 보장된다. 독성 시험은 일반적으로 쥐와 랫드 같은 설치류를 주로 사용하지만, 특정 독성 평가를 위해 비인간 영장류, 개, 토끼 등이 사용되기도 한다.

이러한 연구는 인간 건강과 환경 안전을 보호하는 데 기여하지만, 동시에 3R 원칙에 입각한 대체 방법 개발이 지속적으로 추진되고 있다. 체외 실험 모델이나 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 대체법이 발전하고 있으나, 복잡한 생체 반응을 완전히 모사하기에는 한계가 있어 현재까지 많은 독성 평가에서 실험 동물의 사용이 불가피한 상황이다.

체외 실험 모델은 살아있는 동물을 사용하지 않고, 동물에서 유래한 세포나 조직을 배양하여 실험하는 방법이다. 이는 3R 원칙 중 대체(Replacement) 원칙을 실현하는 핵심적인 접근법으로, 실험 동물 사용을 줄이면서도 과학적 연구를 지속할 수 있도록 한다. 대표적인 모델로는 인간이나 동물의 세포를 배양한 세포 배양 모델, 여러 세포 유형을 함께 배양하여 조직의 복잡성을 모사하는 공배양 시스템, 그리고 장기 칩이나 미세유체장치를 이용한 오가노이드 모델 등이 있다. 이러한 모델들은 특정 장기나 조직의 기능을 실험실에서 구현하여 연구할 수 있게 한다.

체외 모델의 발전은 특히 약물 개발과 독성학 분야에서 큰 진전을 가져왔다. 신약 후보 물질의 효능과 안전성을 초기 단계에서 빠르고 비용 효율적으로 스크리닝할 수 있으며, 간독성이나 심장독성과 같은 특정 독성을 평가하는 데 특화된 시험법으로 활용된다. 또한 화장품 산업에서는 동물 실험을 대체하는 방법으로 널리 채택되고 있으며, 암 연구에서는 종양 세포를 이용한 항암제 검색에 필수적이다. 줄기세포 기술과 결합하면 환자 맞춤형 질병 모델을 구축하는 데도 기여한다.

하지만 체외 실험 모델은 아직 완벽한 대체 수단이 되지 못한다. 살아있는 동물의 면역계, 내분비계, 신경계 등 다양한 기관 시스템이 상호작용하는 복잡한 생리 현상을 완전히 재현하기는 어렵다. 따라서 체내 실험의 결과를 완전히 대체하기보다는, 선별적인 실험을 통해 실험 동물 사용을 감소(Reduction)시키고, 잠재적 위험을 사전에 걸러내는 보조적 도구로의 역할이 강조된다. 관련 연구는 생명공학, 재생의학, 재료과학 등 여러 분야의 기술 융합을 통해 지속적으로 발전하고 있다.

컴퓨터 시뮬레이션은 실험 동물 사용을 대체하거나 보완하는 중요한 방법으로 발전하고 있다. 이는 인공지능과 빅데이터, 계산생물학을 기반으로 하여 생물학적 시스템을 수학 모델로 구현하고, 복잡한 생리적·병리적 과정을 가상 환경에서 예측하고 분석하는 기술이다. 특히 신약 개발 과정에서 약물의 약동학 및 약력학 특성을 예측하거나, 특정 표적 단백질에 대한 약물 결합 가능성을 평가하는 데 활용된다.

주요 활용 분야로는 독성 예측, 질병 메커니즘 규모, 약물 상호작용 시뮬레이션이 있다. 예를 들어, 특정 화학 물질이 인체 장기에 미치는 장기 독성을 알고리즘을 통해 예측하거나, 암 세포의 성장 패턴을 모델링하여 새로운 치료 전략을 탐색하는 데 사용된다. 이러한 시뮬레이션은 전통적인 동물 실험에 비해 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 동시에 인체에 더 직접적으로 적용 가능한 데이터를 제공할 잠재력을 지닌다.

컴퓨터 시뮬레이션은 완전한 대체 방법으로 자리 잡기까지는 여전히 한계가 있다. 가장 큰 도전 과제는 생물체의 극도로 복잡하고 역동적인 생명 현상을 모두 정확히 모델링하는 것이다. 따라서 현재는 3R 원칙의 '대체(Replacement)'를 완전히 이루기보다, 동물 실험의 필요 수를 '감소(Reduction)'하고 실험 설계를 '정제(Refinement)'하는 데 기여하는 보조적 도구로서의 역할이 강조된다. 관련 연구는 규제 과학 분야와도 긴밀히 연계되어, 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 검증하고 허가 과정에 어떻게 반영할지에 대한 표준을 마련하는 노력이 지속되고 있다.