Tetovaža koja vam može spasiti život

Kada čujete reč tetoviranje, obično pomislite na jedan od najstarijih vidova oslikavanja i ukrašavanja ljudskog tela. Zamislite, međutim, tetovažu koja vas može upozoriti na određeni zdravstveni problem, izvesne promene u vašem organizmu, ili izlaganje količini zračenja opasnoj po vaše zdravlje. Zvuči prilično neverovatno, poput naučne fantastike. Da li je zaista tako?

Izvor fotografije:
https://www.sciencealert.com/mit-is-working-on-colour-changing-tattoo-ink-that-can-monitor-your-health-in-real-time

Ekspanzija u razvoju nanotehnologija, u sinergiji sa biološkim disciplinama, omogućila je poslednjih nekoliko godina kreiranje i upotrebu  nanosenzora i molekularnih biosenzora namenjenih za detekciju i praćenje brojnih biohemijskih parametara, poput  pH vrednosti telesnih tečnosti, koncentracije glukoze ili natrijuma u krvi.

Izvor fotografije:
https://www.sciencealert.com/mit-is-working-on-colour-changing-tattoo-ink-that-can-monitor-your-health-in-real-time

Ono što je najinteresantnije, ovi nanosenzori zapravo predstavljaju tetovaže sa mogućnošću pojave ili promene boje usled detektovanja različitih elektrohemijskih signala, pružajući na taj način informacije od vitalnog značaja, i to van bolničkog i laboratorijskog okruženja. Osim praćenja parametara unutrašnje sredine, najnovije naučne studije baziraju se i na razvoju tetovaža koje bi upozoravale na izloženost štetnim spoljašnjim uticajima, kao što je ultraljubičasto zračenje.

 

Tetovaže namenjene za detekciju biohemijskih signala

Privremene biološke tetovaže namenjene za detekciju nivoa elektrolita, kao što su natrijum i kalcijum, i metabolita, kao što su glukoza, albumin, laktat ili urea, predstvaljaju svojevrsne elektrohemijski osetljive uređaje sa visokom mogućnošću istezanja i prilagođavanja epidermisu, što će u budućnosti omogućiti njihovo funkcionisanje, uz nesmetano obavljanje svakodnevnih fizičkih aktivnosti. Zanimljivo je da biosenzori, osim na površini kože, mogu biti lokalizovani i u unutrašnjosti usne duplje, čak i na zubima. Zahvaljujući svojoj poziciji, ovi elektrohemijski senzori, na potpuno neinvazivan način, i u realnom vremenu, prikupljaju informacije iz znoja, salive, suza ili intersticijske tečnosti, odnosno tečnosti bogate glukozom i kiseonikom, koja ističe iz kapilara i ispunjava prostor između ćelija.

Elektrohemijska biosenzorna detekcija uključuje analit, odnosno biološki parametar koji želimo da detektujemo, bioreceptor (enzimi, nukleinske kiseline, antitela, ili čak same ćelije), pretvarač koji pretvara hemijski signal u električni i sistem za snimanje. Fluorescentni markeri poput rodamina, fosforescentne porfirinske boje, kao i indikatori metil-crveno, bromotimol plavo i fenolftalein, obično se koriste za vizuelizaciju signala. Vezivanje analita za bioreceptor, kao i varijacije u njihovim konentracijama, dovode do pojave same tetovaže, odnosno promena njene boje ili nijanse.

Tetovaža za detekciju hemijskih signala

Izvor fotografije: https://www.researchgate.net/figure/3D-printed-living-tattoo-for-chemical-detection-on-human-skin-a-The-design-of-the_fig4_322646073 

Tetovaže namenjene za detekciju UV zračenja

Dinamične tetovaže bazirane na nanokapsulama koje sadrže UV aktivno mastilo, u budućnosti će imati široku primenu, u svrhu upozoravanja na preteranu izloženost ultraljubičastim zracima. Tetovaža se nanosi standardnom instrumentacijom za tetoviranje, a prilikom dugotrajnog izlaganja suncu na koži se pojavljuju do tada nevidljive, upozoravajuće plave pege.

U čemu se ogleda značaj tetovaža?

Zamislite da svakoga dana, i u svakom trenutku, imate jasan uvid u vaše zdravstveno stanje, bez odlaska kod lekara, i na potpuno bezbolan način. Kontinuirano praćenje koncentracije različitih jona u znoju omogućava rano otkirivanje njihovog disbalansa, što u slučaju natrijuma može služiti u identifikovanju bolesti poput cistične fibroze, dok u slučaju kalcijuma ukazuje na potencijalno smanjenje gustine koštane mase i mogućnost razvijanja osteoporoze. Niske koncentracije albumina u krvi mogu biti pokazatelj bolesti jetre i bubega, dok visoke koncentracije ukazuju na srčane probleme. Redovno praćenje nivoa glukoze naročito je važno kod dijabetičara, određene koncentracije laktata ukazuju na mogućnost razvijanja zubnog karijesa, dok acidoza i alkaloza krvi mogu biti uzrokovani različitim zdravstvenim problemima koje je važno otkriti na vreme. UV aktivni nanosenzori mogu imati široku primenu u sprečavanju pojave karcinoma kože.

Još inovacija u biologiji i nanotehnologiji

Tim biologa je 2018. godine, tehnikama tkivnog inženjeringa, dizajnirao tetovaže od ćelija kože koje potamne kada detektuju disbalans u koncentraciji kalcijuma, a koji može biti uzrokovan određenim vrstama karcinoma. Tetovaža se pokazala veoma efikasnom u ranom otkrivanju kancera kod živih laboratorijskih miševa.

Unapređivanje brze i jeftine tehnologije dinamičnih tetovaža, kao i integracija prikupljenih zdravstvenih podataka putem pametnih telefona, značajno bi doprinelo prevenciji i ranom otkrivanju mnogih teških bolesti, kao i svakodnevnom praćenju stanja mnogih pacijenata. Osim primarne dijagnostičke uloge, tetovaže imaju i dekorativni karakter, što ih znatno razlikuje od dosadašnjih medicinskih pomagala i uređaja, i moglo bi uticati na veću prihvaćenost među pacijentima.

 

 

Izvor:

• Nurgul K. Bakirhan , Burcu D. Topal , Goksu Ozcelikay , Leyla Karadurmus & Sibel A. Ozkan (2020): Current Advances in Electrochemical Biosensors and Nanobiosensors, Critical Reviews in Analytical Chemistry, DOI: 10.1080/10408347.2020.1809339
• Bandodkar, A. J., Jia, W., & Wang, J. (2015). Tattoo-Based Wearable Electrochemical Devices: A Review. Electroanalysis, 27(3), 562–572. doi:10.1002/elan.201400537
• https://www.iflscience.com/health-and-medicine/dynamic-tattoos-promise-to-warn-wearers-of-health-threat/
• https://www.sciencealert.com/mit-is-working-on-colour-changing-tattoo-ink-that-can-monitor-your-health-in-real-time
• https://news.mit.edu/2017/engineers-3-d-print-living-tattoo-1205