Tatuajele, instrument de diagnostic. Culori-senzori care semnalează boli

O echipă de oameni de știință din Germania au dezvoltat senzori permanenți dermatici care pot fi aplicați ca tatuaje artistice. O formulare analitică colorimetrică a fost injectată în piele în loc de cerneală de tatuaj. Zonele pigmentate ale pielii și-au variat culoarea când pH-ul sângelui sau alți indicatori de sănătate s-au schimbat.

Un tatuator pune cerneala direct în derm, un strat de țesut de aproximativ un milimetru, care adăpostește nervii, vasele de sânge și foliculii de păr. Acul de tatuaj perforează epidermul, stratul superior al pielii și eliberează pigmenții în dermul de dedesubt, unde pigmenții impregnează pielea permanent.

Folosirea tatuajelor ca instrument pentru diagnostic mai degrabă decât pentru scopuri cosmetice este un concept nou. Cercetătorul Ali K. Yetisen, care lucrează la Universitatea Tehnică din München, Germania, și colegii săi, consideră că tehnica ar putea fi utilă pentru a plasa formulări ale senzorilor în locuri în organism unde pot înregistra direct modificări ale substanțelor metabolice, fără nicio distanță spațială sau întârziere, și poate pentru o perioadă foarte lungă de timp.

Studiu aferent a fost publicat în revista de specialitate Angewandte Chemie, jurnal din colecția Wiley.

Trei senzori deja funcționali

Cercetătorii au identificat și adaptat trei senzori chimici colorimetrici care produc o schimbare de culoare ca răspuns la biomarkeri. Primul senzor a fost un indicator simplu de pH constând din coloranți roșu de metil, bromură de bromtimol și fenolftaleină. Dacă se injectează într-un model de piele de porc - tatuajul rezultat se transformă de la galben în albastru dacă pH-ul este ajustat de la 5 la 9.

Ceilalți doi senzori au analizat nivelurile de glucoză și albumină. Albumina este un purtător și mijloc de transport pentru proteine în sânge. Nivelurile ridicate de glucoză din organism pot indica disfuncții diabetice, în timp ce nivelurile scăzute de albumină pot indica insuficiență hepatică sau renală.
Senzorul de glucoză se bazează pe reacțiile enzimatice ale glucozoxidazei și peroxidazei, care, în funcție de concentrația de glucoză, au condus la o schimbare structurală a unui pigment organic și la o schimbare a culorii de la galben la verde închis. Senzorul de albumină s-a bazat pe un colorant galben care, în asociere cu proteina albuminei, a devenit verde.

Oamenii de știință au aplicat mai multe tatuaje senzoriale pe pielea de porc. Când au schimbat pH-ul sau concentrațiile de glucoză sau albumină, culorile zonelor tatuate s-au schimbat corespunzător. Apoi, ei au cuantificat aceste efecte vizibile prin evaluarea culorilor printr-o cameră simplă și o aplicație pe mobil.

Autorii susțin că astfel de tatuaje senzoriale ar putea permite monitorizarea permanentă a pacienților folosind o tehnică simplă, cu costuri reduse.

Odată cu dezvoltarea unor senzori colorimetrici adecvați, tehnica se poate extinde și la înregistrarea concentrațiilor de electroliți și patogeni sau la nivelul deshidratării unui pacient. Studiile ulterioare vor explora dacă tatuajul poate fi folosit cu adevărat ca instrument de diagnostic.