Naukowcy z Niemiec opracowali preparat, który może być stosowany zamiast tuszu podczas wykonywania tatuażu. Barwiony obszar skóry może zmieniać kolor w odpowiedzi na zmieniające się poziomy glukozy, albuminy lub pH. Zmienia to tatuaż w narzędzie diagnostyczne.
Tatuaże mogą stać się czymś na kształt narzędzia diagnostycznego. Zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Monachium opracował tusz, który działa jak podskórne sensory i może być śmiało stosowany w tatuażach artystycznych. Tatuaż wykonany przy pomocy specjalnego tuszu zmieni kolor, gdy pH krwi lub inne wskaźniki zdrowotne ulegną zmianie.
Tatuażysta umieszcza atrament bezpośrednio w skórze właściwej, dwumilimetrowej warstwie tkanki, w której znajdują się zakończenia nerwowe, naczynia krwionośne i mieszki włosowe. Igła do tatuażu nakłuwa naskórek, najwyższą warstwę skóry i uwalnia pigmenty do skóry właściwej poniżej, gdzie trwale zabarwiają skórę.
Używanie tatuaży do celów diagnostycznych to nowa koncepcja. Pierwsze doniesienie o takim wykorzystywaniu tatuaży pojawiły się w 2017 roku. Wówczas naukowcy z Massachusetts Institute of Technology oraz Harvard Medical School zaprezentowali tusz z biosensorami, który zmienia barwę w odpowiedzi na zmiany poziomu cukru we krwi. Więcej na ten temat w tekście: Tatuaż, który monitoruje zdrowie i zmienia kolor w razie problemów.
Naukowcy z Monachium wyszli z podobnego założenia, co ich koledzy z MIT oraz Harvardu, że tatuaże mogą być pomocne umieszczaniu pod skórą i bezpośrednio rejestrować zmiany w substancjach metabolicznych. Bez kłucia igłami i bez opóźnienia czasowego. I to przez długi czas. Badania zostały opublikowane w „Angewandte Chemie International Edition”.
Badacze zidentyfikowali i dostosowali trzy kolorymetryczne czujniki chemiczne, które zmieniają barwę w odpowiedzi na znaczniki biologiczne. Pierwszy czujnik to prosty wskaźnikiem pH składającym się z barwników czerwieni metylowej, błękitu bromotymolowego i fenoloftaleiny. Na skórze zmienia on kolor z żółtego na niebieski, jeśli zaszły zmiany w pH.
Pozostałe dwa czujniki zmieniają barwę, gdy zmienia się poziom glukozy i albuminy we krwi. Albumina jest białkiem transportowym. To główne białko występujące we krwi. Spadek poziomu albuminy może wskazywać na niewydolność wątroby lub nerek. Z koeli wysokie poziomy mogą być związane z kłopotami z sercem. Poziom glukozy w organizmie może wskazywać na dysfunkcję cukrzycową i musi być stale kontrolowany. Niskie bądź wysokie poziomy pH mogą być spowodowane przez szereg problemów, co powinno skłonić lekarza prowadzącego do zlecenia dalszych badań.
Czujnik glukozy zmienia barwę z żółtej na ciemnozieloną, a albuminy z żółtej na zieloną. Do poprawnego odczytywania zmian kolorów badacze stworzyli także aplikację na smartfony.
Tusze opracowany przez naukowców nie zostały jeszcze przetestowane na ludziach. Ich działanie sprawdzano na kawałkach świńskiej skóry. Gdy badacze zmieniali stężenia kluczowych biomarkerów, tatuaże zmieniały barwę.
„Modyfikacja ciała poprzez wstrzykiwanie pigmentów do warstwy skóry właściwej ma ponad 4000 lat. W tych badaniach opracowano funkcjonalną technologię łączącą artyzm tatuaży z biosensorami kolorymetrycznymi. Czujniki tatuażu funkcjonują jako wyświetlacze diagnostyczne, wykazując zmiany koloru w zakresie widzialnym w odpowiedzi na zmiany pH, stężenia glukozy i albuminy” - napisali naukowcy w publikacji.
To pierwszy krok, który może doprowadzić do powstania tatuaży pozwalających pacjentom i lekarzom monitorować w czasie rzeczywistym choroby przewlekłe, takie jak cukrzyca czy choroby nerek. Dzięki opracowaniu odpowiednich czujników kolorymetrycznych technika ta może również obejmować monitorowanie stężeń elektrolitów czy różnych patogenów lub poziomu odwodnienia pacjenta. Tym właśnie zajmą się naukowcy w dalszych badaniach.
Badacze teraz będą sprawdzać swój tusz na żywych zwierzętach, by ocenić, czy występują jakieś reakcje niepożądane.
Źródło: Science Alert, fot. Yetisen et al./ Angewandte Chemie International Edition
