Ei liian kaukaisessa tulevaisuudessa tatuoinnista voi tulla lääketieteellisiä diagnostisia laitteita sekä kehon taidetta. LightFieldStudios / iStock Getty Imagesin kautta

Scifi-romaanissa "Timanttikausi" Neal Stephensonin kirjoittama kehon taide on kehittynyt "jatkuvasti vaihtuviksi mediatronic-tatuoinniksi" - ihon sisäisiksi näytöiksi, jotka toimivat nanoteknisten robopigmenttien avulla. Romaanin julkaisemisesta 25 vuoden aikana nanoteknologialla on ollut aikaa kuroa kiinni, ja dynaamisten tatuointien scifi-visio on alkamassa tulla todellisuudeksi.

Ensimmäisiä esimerkkejä väriä muuttavista nanoteknologisista tatuoinnista on kehitetty viime vuosina, eivätkä ne ole vain kehon taidetta. Heillä on biolääketieteellinen tarkoitus. Kuvittele tatuointi, joka varoittaa sinua terveysongelmasta, josta biokemian muutos merkitsee, tai säteilyaltistuksesta, joka voi olla vaarallista terveydellesi.

Et voi vielä käydä lääkärin vastaanotolla ja saada dynaamista tatuointia, mutta he ovat matkalla. Varhaiset käsitystodistukset tarjoavat vakuuttavia todisteita siitä, että tatuoinnit voidaan suunnitella paitsi värin muuttamiseksi myös biolääketieteellisen tiedon havaitsemiseksi ja välittämiseksi, mukaan lukien syövän puhkeaminen.

Biokemiallisten muutosten signalointi

Vuonna 2017 tutkijat tatuoivat sialta poistetun siannahan molekyylibiosensorit, jotka käyttävät väriä osoittaa natriumin, glukoosin tai pH-arvon ihon nesteissä.

Vuonna 2019 tutkijaryhmä laajensi tutkimusta kattamaan proteiinien tunnistaminen ja kehitetyt älypuhelinten lukemat tatuoinnille. Tänä vuonna he osoittivat myös sen elektrolyyttitasot voitiin havaita fluoresoivilla tatuointiantureilla.

Vuonna 2018 joukko biologeja kehitti a muokattu ihosoluista tehty tatuointi jotka tummuvat, kun he tuntevat tiettyjen syöpien aiheuttaman kalsiumin epätasapainon. He osoittivat syöpää havaitsevan tatuoinnin elävissä hiirissä.

UV-säteilyanturit

Minun laboratorio is tarkastelemalla teknisiä tatuointeja eri näkökulmasta. Olemme kiinnostuneita havaitsemaan ulkoisia haittoja, kuten ultraviolettisäteilyä. UV-altistuminen auringonvalolle ja solariumille on tärkein riskitekijä kaikentyyppisissä ihosyövissä. Ei-melanoomaiset ihosyövät ovat yleisimpiä pahanlaatuisia kasvaimia Yhdysvalloissa, Australiassa ja Euroopassa.

UV-aktivoitu tatuointimuste on näkymätön, kunnes se altistetaan UV-valolle. Jesse Butterfield / Emergent Nanomaterials -laboratorio, University of Colorado Boulder, CC BY-NC-ND

Tämän ongelman ratkaisemiseksi kehitimme näkymätön tatuointimuste, joka muuttuu siniseksi vain UV-valossa, varoittaa sinua, kun ihosi tarvitsee suojaa. Tatuointimuste sisältää UV-aktivoitua väriainetta muovisessa nanokapselissa, jonka halkaisija on alle mikronia - tai millimetrin tuhannesosa - suunnilleen saman kokoinen kuin tavallinen tatuointipigmentti.

Nanokapselia tarvitaan värin muuttavien tatuointihiukkasten tekemiseksi riittävän suuriksi. Jos tatuointipigmentit ovat liian pieniä, immuunijärjestelmä puhdistaa ne nopeasti ihosta ja tatuointi katoaa. Ne istutetaan käyttämällä tatuointikoneita samalla tavalla kuin tavalliset tatuoinnit, mutta ne kestävät vain useita kuukausia, ennen kuin ne alkavat hajota UV-säteilyn ja muiden luonnollisten prosessien vaikutuksesta ja haalistuvat ja vaativat "tehosterokotusta".

Palvelin näiden tatuointien ensimmäisenä ihmiskokeena. Luin kyynärvarren "aurinkopisarat" - näkymättömiä täpliä, jotka muuttuivat siniseksi UV-altistuksessa ja muistuttivat minua aurinkovoidetta. Laboratorioni työskentelee myös näkymättömillä UV-suojaavilla tatuoinnilla, jotka absorboivat ihon läpi tunkeutuvaa UV-valoa, kuten pitkäaikainen aurinkovoidetta pinnan alla. Työskentelemme myös lämpömittaritatuoinnissa, joissa käytetään lämpötilaherkkää mustetta. Viime kädessä uskomme, että tatuointivärejä voidaan käyttää sairauksien ehkäisyyn ja diagnosointiin.

{vembed Y = 4CGFPbFqdJ4}
Tässä TEDx-keskustelussa kirjoittaja osoittaa UV-detektoivan tatuoinnin.

Väliaikaiset korkean teknologian tatuoinnit

Väliaikaiset siirtotatuoinnit ovat myös käymässä läpi korkean teknologian vallankumouksen. Puettavat elektroniset tatuoinnit joka voi havaita elektrofysiologisia signaaleja, kuten syke ja aivotoiminta, tai seurata nesteytystä ja hiki-glukoosipitoisuutta, on kehitteillä. Niitä voidaan käyttää jopa mobiililaitteiden hallinta, esimerkiksi musiikkisoittolistan sekoittaminen tatuoinnin kosketuksella tai luminoiva kehon taide joka valaisee ihoa.

Näiden puettavien tatuointien etuna on, että ne voivat käyttää paristokäyttöistä elektroniikkaa. Haittana on, että ne ovat paljon vähemmän pysyviä ja mukavia kuin perinteiset tatuoinnit. Samoin kehittää ihon alle meneviä elektronisia laitteita tutkijat, suunnittelijat ja biohakkerit samankaltaisia, mutta ne vaativat invasiivisia kirurgisia toimenpiteitä implantointia varten.

Ihoon injektoidut tatuoinnit tarjoavat molempien maailmojen parhaat puolet: vähän invasiiviset, mutta pysyvät ja mukavat. Uusi neulattomat tatuointimenetelmät että mikroskooppiset mustepisarat ihoon ovat nyt kehitteillä. Valmistuttuaan ne tekevät tatuoinnista nopeampaa ja vähemmän tuskallista.

Valmiina jokapäiväiseen käyttöön?

Kehitteillä olevat väriä vaihtavat tatuoinnit avaavat oven uudenlaiseen dynaamiseen kehon kuvataiteeseen. Nyt kun tatuoinnin värejä voidaan muuttaa sähkömagneettisella signaalilla, voit pian "ohjelmoida" tatuointisi suunnittelun tai kytkeä sen päälle ja pois päältä. Voit näyttää ylpeänä niskatatuointisi moottoripyöräkilpailussa, ja sinulla on silti kirkas iho oikeussalissa.

Kun tutkijat kehittävät dynaamisia tatuointeja, heidän on tutkittava korkean teknologian musteiden turvallisuutta. Sellaisena kuin se on, tiedetään vain vähän yli 100 eri pigmentin turvallisuudesta, joita käytetään tavallisissa tatuointivärissä. US Food and Drug Administration ei ole käyttänyt sääntelyvaltaa tatuointipigmenteissä vedoten muihin kilpaileviin kansanterveysprioriteetteihin ja todisteiden puutteeseen pigmenttien turvallisuusongelmista. Joten yhdysvaltalaiset valmistajat voivat laittaa mitä tahansa haluamansa tatuointimusteihin ja myydä niitä ilman FDA: n hyväksyntää.

Toistaiseksi on ei ole todisteita siitä, että tatuoinnit aiheuttavat syöpääja eräässä tutkimuksessa todettiin jopa, että mustat tatuoinnit suojaavat UV-aiheuttamalta ihosyövältä. Silti monet tatuointivärit sisältää tai hajoaa aineiksi, joiden tiedetään olevan vaarallisiaja terveysongelmia, mukaan lukien infektiot, allergiat ja granuloomat, on ollut löytyy noin 2% tatuoinnista. Lisää tutkimusta tarvitaan ymmärtämään nano- ja mikroimplanttien pitkäaikaisia ​​vaikutuksia ihossa yleensä.

Huipputeknisten tatuointien aalto kasvaa hitaasti, ja se todennäköisesti nousee lähitulevaisuudessa. Kun se saapuu, voit päättää surffata tai katsella rannalta. Jos nouset alukselle, voit tarkistaa kehosi lämpötilan tai UV-altistuksen yksinkertaisesti vilkaisemalla yhtä tatuoinnistasi.

kirjailijasta

Apulaisprofessori Carson J Bruns, University of Colorado Boulder

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.