Στο όχι τόσο μακρινό μέλλον, τα τατουάζ θα μπορούσαν να γίνουν ιατρικές διαγνωστικές συσκευές, καθώς και τέχνη σώματος. LightFieldStudios/iStock μέσω Getty Images

Στο μυθιστόρημα επιστημονικής φαντασίας «Η εποχή του διαμαντιού» από τον Neal Stephenson, η τέχνη του σώματος εξελίχθηκε σε «συνεχώς μεταβαλλόμενα τατουάζ»-οθόνες στο δέρμα που τροφοδοτούνται από ρομποχρωμίες νανοτεχνολογίας. Στα 25 χρόνια από τη δημοσίευση του μυθιστορήματος, η νανοτεχνολογία είχε χρόνο να προλάβει και το επιστημονικό όραμα των δυναμικών τατουάζ έχει αρχίσει να γίνεται πραγματικότητα.

Τα πρώτα παραδείγματα τατουάζ νανοτεχνολογικής αλλαγής χρώματος έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και δεν είναι μόνο για την τέχνη του σώματος. Έχουν βιοϊατρικό σκοπό. Φανταστείτε ένα τατουάζ που σας προειδοποιεί για ένα πρόβλημα υγείας που σηματοδοτείται από μια αλλαγή στη βιοχημεία σας ή για έκθεση σε ακτινοβολία που θα μπορούσε να είναι επικίνδυνη για την υγεία σας.

Δεν μπορείτε ακόμα να μπείτε στο ιατρείο και να κάνετε ένα δυναμικό τατουάζ, αλλά είναι στο δρόμο. Οι πρώτες μελέτες απόδειξης της ιδέας παρέχουν πειστικές αποδείξεις ότι τα τατουάζ μπορούν να κατασκευαστούν, όχι μόνο για να αλλάξουν χρώμα, αλλά για να αισθανθούν και να μεταφέρουν βιοϊατρικές πληροφορίες, συμπεριλαμβανομένης της εμφάνισης καρκίνου.

Σηματοδότηση βιοχημικών αλλαγών

Το 2017, οι ερευνητές έκαναν τατουάζ στο δέρμα χοίρου, το οποίο είχε αφαιρεθεί από το γουρούνι, με μοριακοί βιοαισθητήρες που χρησιμοποιούν χρώμα για να δείξει τα επίπεδα νατρίου, γλυκόζης ή pH στα υγρά του δέρματος.

Το 2019, μια ομάδα ερευνητών επεκτάθηκε σε αυτήν τη μελέτη για να συμπεριλάβει ανίχνευση πρωτεϊνών και ανέπτυξε αναγνώσεις smartphone για τα τατουάζ. Φέτος, το έδειξαν επίσης Τα επίπεδα ηλεκτρολυτών θα μπορούσαν να ανιχνευθούν με αισθητήρες τατουάζ φθορισμού.

Το 2018, μια ομάδα βιολόγων ανέπτυξε ένα τατουάζ από κατασκευασμένα κύτταρα του δέρματος που σκοτεινιάζουν όταν αισθάνονται μια ανισορροπία ασβεστίου που προκαλείται από ορισμένους καρκίνους. Έδειξαν το τατουάζ που ανιχνεύει τον καρκίνο σε ζωντανά ποντίκια.

Αισθητήρες υπεριώδους ακτινοβολίας

Το εργαστήριό μου is κοιτάζοντας τατουάζ τεχνολογίας από διαφορετική οπτική γωνία. Μας ενδιαφέρει να ανιχνεύσουμε εξωτερικές βλάβες, όπως η υπεριώδης ακτινοβολία. Η έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία και ηλιοθεραπεία είναι ο κύριος παράγοντας κινδύνου για όλους τους τύπους καρκίνου του δέρματος. Οι μη μελανωματικοί καρκίνοι του δέρματος είναι οι πιο συχνές κακοήθειες στις ΗΠΑ, την Αυστραλία και την Ευρώπη.

Το μελάνι τατουάζ που ενεργοποιείται με υπεριώδη ακτινοβολία είναι αόρατο έως ότου εκτεθεί στο φως UV. Jesse Butterfield / Το Εργαστήριο Αναδυόμενων Νανοϋλικών, Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ, CC BY-NC-ND

Για να βοηθήσουμε στην αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, αναπτύξαμε ένα αόρατο μελάνι τατουάζ που γίνεται μπλε μόνο σε υπεριώδες φως, προειδοποιώντας όταν το δέρμα σας χρειάζεται προστασία. Το μελάνι τατουάζ περιέχει μια βαφή ενεργοποιημένη με υπεριώδη ακτινοβολία στο εσωτερικό μιας πλαστικής νανοκάψουλας με διάμετρο μικρότερη από ένα μικρόμετρο - ή το ένα χιλιοστό του χιλιοστού - περίπου του ίδιου μεγέθους με μια συνηθισμένη χρωστική τατουάζ.

Η νανοκάψουλα απαιτείται για να κάνει τα σωματίδια τατουάζ που αλλάζουν χρώμα αρκετά μεγάλα. Εάν οι χρωστικές τατουάζ είναι πολύ μικρές, το ανοσοποιητικό σύστημα τις καθαρίζει γρήγορα από το δέρμα και το τατουάζ εξαφανίζεται. Εμφυτεύονται χρησιμοποιώντας μηχανές τατουάζ με τον ίδιο τρόπο όπως τα κανονικά τατουάζ, αλλά διαρκούν μόνο αρκετούς μήνες προτού αρχίσουν να υποβαθμίζονται από την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία και άλλες φυσικές διαδικασίες και ξεθωριάζουν, απαιτώντας τατουάζ «αναμνηστικής».

Υπηρέτησα ως το πρώτο ανθρώπινο τεστ για αυτά τα τατουάζ. Δημιούργησα «ηλιακές φακίδες» στο αντιβράχιο μου - αόρατα σημεία που έγιναν μπλε κάτω από την έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία και μου θύμισε πότε να φορέσω αντηλιακό. Το εργαστήριό μου εργάζεται επίσης σε αόρατα τατουάζ προστασίας από την υπεριώδη ακτινοβολία που θα απορροφούσαν το υπεριώδες φως που διεισδύει στο δέρμα, όπως ένα αντηλιακό μεγάλης διάρκειας ακριβώς κάτω από την επιφάνεια. Εργαζόμαστε επίσης για τατουάζ "θερμόμετρο" χρησιμοποιώντας μελάνια ευαίσθητα στη θερμοκρασία. Τελικά, πιστεύουμε ότι τα μελάνια τατουάζ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την πρόληψη και τη διάγνωση ασθενειών.

{vembed Y=4CGFPbFqdJ4}
Σε αυτήν την ομιλία TEDx, ο συγγραφέας δείχνει το τατουάζ ανίχνευσης UV.

Προσωρινά τατουάζ υψηλής τεχνολογίας

Τα προσωρινά τατουάζ μεταφοράς υφίστανται επίσης μια επανάσταση υψηλής τεχνολογίας. Φορετά ηλεκτρονικά τατουάζ που μπορούν να ανιχνεύσουν ηλεκτροφυσιολογικά σήματα όπως ο καρδιακός ρυθμός και η εγκεφαλική δραστηριότητα ή να παρακολουθούν την ενυδάτωση και τα επίπεδα γλυκόζης από τον ιδρώτα βρίσκονται υπό ανάπτυξη. Μπορούν ακόμη και να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο των κινητών συσκευών, για παράδειγμα ανακατεύοντας μια λίστα αναπαραγωγής μουσικής με το πάτημα ενός τατουάζ, ή για φωτιστική τέχνη σώματος που φωτίζει το δέρμα.

Το πλεονέκτημα αυτών των φορητών τατουάζ είναι ότι μπορούν να χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά με μπαταρία. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι πολύ λιγότερο μόνιμα και άνετα από τα παραδοσιακά τατουάζ. Ομοίως, οι ηλεκτρονικές συσκευές που πηγαίνουν κάτω από το δέρμα αναπτύσσονται από επιστήμονες, σχεδιαστές και βιοπαραγωγούς όμοια, αλλά απαιτούν επεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις για εμφύτευση.

Τα τατουάζ που εγχέονται στο δέρμα προσφέρουν το καλύτερο και των δύο κόσμων: ελάχιστα επεμβατικό, αλλά μόνιμο και άνετο. Νέος μέθοδοι τατουάζ χωρίς βελόνες ότι τα μικροσκοπικά σταγονίδια μελανιού στο δέρμα είναι τώρα σε ανάπτυξη. Μόλις τελειοποιηθούν θα κάνουν το τατουάζ γρηγορότερο και λιγότερο επώδυνο.

Έτοιμοι για καθημερινή χρήση;

Τα τατουάζ που αλλάζουν χρώμα στην ανάπτυξη θα ανοίξουν επίσης την πόρτα σε ένα νέο είδος δυναμικής τέχνης σώματος. Τώρα που τα χρώματα τατουάζ μπορούν να αλλάξουν με ένα ηλεκτρομαγνητικό σήμα, σύντομα θα μπορείτε να «προγραμματίσετε» το σχέδιο του τατουάζ σας ή να το ενεργοποιήσετε και να το απενεργοποιήσετε. Μπορείτε να δείξετε με υπερηφάνεια το τατουάζ στο λαιμό σας στο ράλι μοτοσικλέτας και να έχετε καθαρό δέρμα στην αίθουσα του δικαστηρίου.

Καθώς οι ερευνητές αναπτύσσουν δυναμικά τατουάζ, θα πρέπει να μελετήσουν την ασφάλεια των μελανιών υψηλής τεχνολογίας. Όπως είναι, λίγα είναι γνωστά για την ασφάλεια περισσότερων από 100 διαφορετικών χρωστικών που χρησιμοποιούνται σε κανονικά μελάνια τατουάζ. ο Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων δεν έχει ασκήσει ρυθμιστική εξουσία για τις χρωστικές τατουάζ, αναφέροντας άλλες ανταγωνιστικές προτεραιότητες δημόσιας υγείας και έλλειψη αποδεικτικών στοιχείων για προβλήματα ασφάλειας των χρωστικών. Έτσι, οι κατασκευαστές των ΗΠΑ μπορούν να βάλουν ό, τι θέλουν σε μελάνια τατουάζ και να τα πουλήσουν χωρίς την έγκριση της FDA.

Μέχρι στιγμής, υπάρχει δεν υπάρχουν στοιχεία ότι τα τατουάζ προκαλούν καρκίνο, να Μια μελέτη διαπίστωσε ακόμη ότι τα μαύρα τατουάζ προστατεύουν από τον καρκίνο του δέρματος που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία. Ακόμα, πολλά μελάνια τατουάζ να περιέχουν ή να αποικοδομούνται σε ουσίες που είναι γνωστό ότι είναι επικίνδυνεςκαι επιπλοκές για την υγεία, όπως λοίμωξη, αλλεργία και κοκκώματα βρέθηκαν περίπου στο 2% των τατουάζ. Απαιτείται περισσότερη έρευνα για την κατανόηση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων των νανο- και μικρο-εμφυτευμάτων στο δέρμα γενικά.

Ένα κύμα τατουάζ υψηλής τεχνολογίας αυξάνεται αργά και πιθανότατα θα συνεχίσει να αυξάνεται για το ορατό μέλλον. Όταν φτάσει, μπορείτε να αποφασίσετε να σερφάρετε ή να παρακολουθήσετε από την παραλία. Αν ανεβείτε στο σκάφος, θα μπορείτε να ελέγξετε τη θερμοκρασία του σώματός σας ή την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία απλά κοιτάζοντας ένα από τα τατουάζ σας.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Carson J Bruns, Επίκουρος Καθηγητής, University of Colorado Boulder

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.