W niedalekiej przyszłości tatuaże mogą stać się medycznymi urządzeniami diagnostycznymi, a także sztuką ciała. LightFieldStudios/iStock za pośrednictwem Getty Images
W powieści science-fiction „Wiek diamentów” Neala Stephensona, body art przekształcił się w „nieustannie zmieniające się mediatroniczne tatuaże” – wewnątrzskórne wyświetlacze zasilane nanotechnologicznymi robopigmentami. W ciągu 25 lat od opublikowania powieści nanotechnologia zdążyła nadrobić zaległości, a wizja sci-fi dynamicznych tatuaży zaczyna się urzeczywistniać.
Pierwsze przykłady zmieniających kolor tatuaży nanotechnologicznych zostały opracowane w ciągu ostatnich kilku lat i nie są przeznaczone tylko do body artu. Mają cel biomedyczny. Wyobraź sobie tatuaż, który ostrzega Cię o problemie zdrowotnym sygnalizowanym przez zmianę w Twojej biochemii lub o narażeniu na promieniowanie, które może być niebezpieczne dla Twojego zdrowia.
Nie możesz jeszcze wejść do gabinetu lekarskiego i zrobić sobie dynamicznego tatuażu, ale są w drodze. Wczesne badania potwierdzające słuszność koncepcji dostarczają przekonujących dowodów na to, że tatuaże można projektować nie tylko w celu zmiany koloru, ale także wyczuwania i przekazywania informacji biomedycznych, w tym początku raka.
Sygnalizacja zmian biochemicznych
W 2017 roku naukowcy wytatuowali świńską skórę, która została usunięta ze świni za pomocą bioczujniki molekularne wykorzystujące kolor do wskazania poziomu sodu, glukozy lub pH w płynach skórnych.
W 2019 roku zespół badaczy rozszerzył to badanie o: wykrywanie białek i opracowane odczyty smartfonów dla tatuaży. W tym roku również pokazali, że poziom elektrolitów można wykryć za pomocą fluorescencyjnych czujników do tatuażu.
W 2018 roku zespół biologów opracował tatuaż wykonany ze zmodyfikowanych komórek skóry ciemnieją, gdy wyczują brak równowagi wapnia spowodowany przez niektóre nowotwory. Zademonstrowali tatuaż wykrywający raka u żywych myszy.
Czujniki promieniowania UV
Moje laboratorium is patrzenie na tatuaże techniczne pod innym kątem. Interesuje nas wykrywanie szkód zewnętrznych, takich jak promieniowanie ultrafioletowe. Ekspozycja na promieniowanie UV w słońcu i solarium jest głównym czynnikiem ryzyka wszystkich rodzajów raka skóry. Nieczerniakowe raki skóry są najczęstszymi nowotworami złośliwymi w USA, Australii i Europie.
Tusz do tatuażu aktywowany promieniami UV jest niewidoczny, dopóki nie zostanie wystawiony na działanie światła UV. Jesse Butterfield/Laboratorium nowych nanomateriałów, University of Colorado Boulder, CC BY-NC-ND
Aby pomóc rozwiązać ten problem, opracowaliśmy niewidoczny tusz do tatuażu, który zmienia kolor na niebieski tylko w świetle UV, ostrzegając Cię, gdy Twoja skóra wymaga ochrony. Tusz do tatuażu zawiera aktywowany promieniami UV barwnik wewnątrz plastikowej nanokapsułki o średnicy mniejszej niż mikron – lub tysięcznej milimetra – o rozmiarze zbliżonym do zwykłego pigmentu do tatuażu.
Nanokapsułka jest potrzebna, aby cząsteczki tatuażu zmieniające kolor były wystarczająco duże. Jeśli pigmenty tatuażu są zbyt małe, układ odpornościowy szybko usuwa je ze skóry i tatuaż znika. Wszczepia się je za pomocą maszynek do tatuażu w taki sam sposób, jak zwykłe tatuaże, ale trwają tylko kilka miesięcy, zanim zaczną degradować się pod wpływem promieniowania UV i innych naturalnych procesów i zanikają, wymagając tatuażu „booster”.
Służyłem jako pierwszy człowiek testujący te tatuaże. Stworzyłam „piegi słoneczne” na przedramieniu – niewidoczne plamki, które zmieniły kolor na niebieski pod wpływem promieni UV i przypominały mi, kiedy należy nosić krem z filtrem. Moje laboratorium pracuje również nad niewidzialnymi tatuażami chroniącymi przed promieniowaniem UV, które pochłaniałyby światło UV przenikające przez skórę, jak długotrwały filtr przeciwsłoneczny tuż pod powierzchnią. Pracujemy również nad tatuażami „termometrami” przy użyciu atramentów wrażliwych na temperaturę. Ostatecznie uważamy, że tusze do tatuażu mogą być używane do zapobiegania chorobom i diagnozowania ich.
{vembed Y=4CGFPbFqdJ4}
W tym wystąpieniu na TEDx autor demonstruje tatuaż wykrywający promieniowanie UV.
Tymczasowe tatuaże high-tech
Tymczasowe tatuaże transferowe również przechodzą rewolucję high-tech. Elektroniczne tatuaże do noszenia które mogą wykrywać sygnały elektrofizjologiczne, takie jak tętno i aktywność mózgu, lub monitorować nawodnienie i poziom glukozy z potu. Mogą być nawet używane do sterowanie urządzeniami mobilnymi, na przykład tasowanie listy odtwarzania za dotknięciem tatuażu lub na luminescencyjna sztuka ciała który rozświetla skórę.
Zaletą tych nadających się do noszenia tatuaży jest to, że mogą korzystać z elektroniki zasilanej bateryjnie. Wadą jest to, że są znacznie mniej trwałe i wygodne niż tradycyjne tatuaże. Podobnie urządzenia elektroniczne, które wchodzą pod skórę, są opracowywane przez: Naukowcy, projektanci i biohakerzy podobne, ale wymagają inwazyjnych zabiegów chirurgicznych do implantacji.
Tatuaże wstrzykiwane w skórę oferują to, co najlepsze z obu światów: minimalnie inwazyjne, a jednocześnie trwałe i wygodne. Nowy bezigłowe metody tatuowania że mikroskopijne kropelki atramentu wystrzeliwują w skórę są obecnie w fazie rozwoju. Dopracowane do perfekcji sprawią, że tatuowanie będzie szybsze i mniej bolesne.
Gotowy do codziennego użytku?
Zmieniające kolor tatuaże, które są w trakcie opracowywania, otworzą również drzwi do nowego rodzaju dynamicznej sztuki ciała. Teraz, gdy kolory tatuażu można zmieniać za pomocą sygnału elektromagnetycznego, wkrótce będziesz mógł „zaprogramować” projekt tatuażu lub włączyć go lub wyłączyć. Możesz z dumą pokazać swój tatuaż na szyi na zlocie motocyklowym i nadal mieć czystą skórę na sali sądowej.
Gdy naukowcy opracowują dynamiczne tatuaże, będą musieli zbadać bezpieczeństwo zaawansowanych technologicznie atramentów. Obecnie niewiele wiadomo na temat bezpieczeństwa ponad 100 różnych pigmentów używanych w normalnych tuszach do tatuażu. ten Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków nie sprawował władzy regulacyjnej w zakresie pigmentów do tatuażu, powołując się na inne konkurencyjne priorytety zdrowia publicznego i brak dowodów na problemy z bezpieczeństwem pigmentów. . Tak więc amerykańscy producenci mogą umieszczać co chcą w tuszach do tatuażu i sprzedawać je bez zgody FDA.
Jak dotąd jest brak dowodów na to, że tatuaże powodują raka, jedno badanie wykazało nawet, że czarne tatuaże chronią przed rakiem skóry wywołanym promieniowaniem UV. Mimo to wiele tuszy do tatuażu zawierają lub rozkładają się na substancje, o których wiadomo, że są niebezpieczneoraz powikłania zdrowotne, w tym infekcje, alergie i ziarniniaki występuje w około 2% tatuaży. Potrzebne są dalsze badania, aby ogólnie zrozumieć długoterminowe skutki nano- i mikroimplantów w skórze.
Fala zaawansowanych technologicznie tatuaży powoli rośnie i prawdopodobnie będzie rosła w dającej się przewidzieć przyszłości. Kiedy nadejdzie, możesz zdecydować się na surfowanie lub oglądanie z plaży. Jeśli wejdziesz na pokład, będziesz mógł sprawdzić temperaturę ciała lub ekspozycję na promieniowanie UV, po prostu rzucając okiem na jeden ze swoich tatuaży.
O autorze
Carson J Bruns, adiunkt, Uniwersytet Colorado Boulder
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
