В недалеком будущем татуировки могут стать медицинским диагностическим прибором, а также боди-артом. LightFieldStudios / iStock через Getty Images

В научно-фантастическом романе «Алмазный век» По словам Нила Стивенсона, боди-арт превратился в «постоянно меняющиеся медиатронные татуировки» - внутрикожные дисплеи, работающие на нанотехнологических роботах. За 25 лет, прошедших с момента публикации романа, нанотехнологии успели наверстать упущенное, и научно-фантастическое видение динамических татуировок начало становиться реальностью.

Первые примеры изменяющих цвет нанотехнологических татуировок были разработаны за последние несколько лет, и они не только для боди-арта. У них есть биомедицинское назначение. Представьте себе татуировку, которая предупреждает вас о проблеме со здоровьем, о которой свидетельствует изменение вашей биохимии или радиационное воздействие, которое может быть опасным для вашего здоровья.

Пока нельзя зайти к врачу и сделать динамическую татуировку, но они уже в пути. Ранние исследования, подтверждающие концепцию, убедительно свидетельствуют о том, что татуировки можно создавать не только для изменения цвета, но и для восприятия и передачи биомедицинской информации, включая начало рака.

Сигнализация биохимических изменений

В 2017 году исследователи сделали татуировку на коже свиньи, которую сняли со свиньи. молекулярные биосенсоры, использующие цвет для обозначения уровня натрия, глюкозы или pH в жидкостях кожи.

В 2019 году группа исследователей расширила это исследование, включив в него определение протеина и разработанные смартфоны для считывания татуировок. В этом году они также показали, что уровни электролита могут быть обнаружены с помощью флуоресцентных датчиков татуировки.

В 2018 году команда биологов разработала татуировка из искусственных клеток кожи которые темнеют, когда чувствуют дисбаланс кальция, вызванный определенными видами рака. Они продемонстрировали обнаруживающую рак татуировку на живых мышах.

Датчики УФ-излучения

Моя лаборатория is смотреть на технические татуировки под другим углом. Мы заинтересованы в обнаружении внешнего вреда, например, ультрафиолетового излучения. Воздействие ультрафиолета на солнце и в соляриях является основным фактором риска для всех типов рака кожи. Немеланомный рак кожи - наиболее распространенное злокачественное новообразование в США, Австралии и Европе.

УФ-активированные чернила для тату невидимы, пока не подвергаются воздействию УФ-излучения. Джесси Баттерфилд / Лаборатория новых наноматериалов, Университет Колорадо в Боулдере, CC BY-NC-ND

Чтобы помочь решить эту проблему, мы разработали невидимые чернила для тату, которые становятся синими только в ультрафиолетовом свете, предупреждая вас, когда ваша кожа нуждается в защите. Чернила для татуировки содержат УФ-активированный краситель внутри пластиковой нанокапсулы диаметром менее микрона - или тысячной доли миллиметра - примерно того же размера, что и обычный пигмент для татуировки.

Нанокапсула необходима для того, чтобы изменяющие цвет частицы татуировки были достаточно большими. Если пигменты татуировки слишком мелкие, иммунная система быстро очищает их от кожи, и татуировка исчезает. Их имплантируют с помощью тату-машинки так же, как и обычные татуировки, но они держатся всего несколько месяцев, прежде чем они начнут разлагаться под воздействием ультрафиолета и других естественных процессов и исчезать, требуя «бустерной» татуировки.

Я был первым человеком, испытавшим эти татуировки. Я создал «солнечные веснушки» на предплечье - невидимые пятна, которые стали синими под воздействием ультрафиолета и напомнили мне, когда следует пользоваться солнцезащитным кремом. Моя лаборатория также работает над невидимыми татуировками, защищающими от ультрафиолета, которые будут поглощать ультрафиолетовый свет, проникающий через кожу, подобно стойкому солнцезащитному крему прямо под поверхностью. Также мы работаем над татуировками «термометр», используя термочувствительные чернила. В конечном итоге мы считаем, что чернила для татуировок можно использовать для предотвращения и диагностики заболеваний.

Временные тату в стиле хай-тек

Временные переводные татуировки также переживают революцию в области высоких технологий. Носимые электронные татуировки которые могут воспринимать электрофизиологические сигналы, такие как частота сердечных сокращений и активность мозга, или контролировать уровень гидратации и глюкозы в потоотделении, находятся в стадии разработки. Их даже можно использовать для управление мобильными устройствами, например, перемешивание музыкального плейлиста прикосновением к татуировке или люминесцентный боди-арт это освещает кожу.

Преимущество этих носимых татуировок в том, что они могут использовать электронику, работающую от батареек. Недостаток в том, что они менее стойкие и удобные, чем традиционные татуировки. Точно так же электронные устройства, которые проходят под кожей, разрабатываются Ученые, дизайнеры и биохакеры похожи, но они требуют инвазивных хирургических процедур для имплантации.

Татуировки, введенные в кожу, предлагают лучшее из обоих миров: минимально инвазивное, но постоянное и удобное. Новый безыгольные методы татуажа в настоящее время разрабатываются микроскопические капли чернил, проникающие в кожу. После совершенствования они сделают татуировку более быстрой и менее болезненной.

Готовы к повседневному использованию?

Изменяющие цвет татуировки в разработке также откроют дверь новому виду динамичного боди-арта. Теперь, когда цвета татуировки можно изменить с помощью электромагнитного сигнала, вы скоро сможете «программировать» дизайн татуировки или включать и выключать его. Вы можете с гордостью продемонстрировать свою татуировку на шее на мотоциклетном ралли и при этом сохранить чистую кожу в зале суда.

По мере того, как исследователи разрабатывают динамические татуировки, им нужно будет изучить безопасность высокотехнологичных чернил. На данный момент мало что известно о безопасности более 100 различных пигментов, используемых в обычных чернилах для татуировок. В Управление по контролю за продуктами и лекарствами США не осуществляет регулирующие полномочия в отношении пигментов для татуировок, ссылаясь на другие конкурирующие приоритеты общественного здравоохранения и отсутствие доказательств проблем с безопасностью пигментов. Таким образом, производители в США могут добавлять в чернила для тату все, что захотят, и продавать их без разрешения FDA.

Пока что есть нет доказательств того, что татуировки вызывают рак одно исследование даже показало, что черные татуировки защищают от рака кожи, вызванного ультрафиолетом.. Тем не менее, многие чернила для тату содержат или разлагаются на вещества, которые считаются опасными, а также осложнения со здоровьем, включая инфекции, аллергию и гранулемы. встречается примерно в 2% татуировок. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять долгосрочное влияние нано- и микроимплантатов на кожу в целом.

Волна высокотехнологичных татуировок медленно набирает обороты и, вероятно, будет расти в обозримом будущем. Когда он прибудет, вы можете заняться серфингом или посмотреть на него с пляжа. Если вы все-таки заберетесь на борт, вы сможете проверить температуру своего тела или воздействие ультрафиолета, просто взглянув на одну из своих татуировок.

Об авторе

Карсон Дж. Брунс, доцент, Университет Колорадо Боулдер

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_technology