Международная команда ученых придумала, как превратить рисунки на коже в биосенсорные системы для отслеживания важных показателей здоровья человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
До сих пор предлагалось использовать в медицинских целях «неклассические» татуировки: электронные, из бактериальных чернил или даже человеческих клеток. Новый подход основан на колориметрии — физическом методе химического анализа, определяющем концентрацию вещества по интенсивности окраски растворов.
Идея заключается в следующем: пациент с хроническим заболеванием делает перманентную татуировку, которая будет менять цвет в ответ на изменение уровня определенных метаболических веществ в его крови. По изменению цвета татуировки можно будет сказать, улучшилось или ухудшилось состояние здоровья человека, и в случае опасности принять необходимые меры.
Лабораторные эксперименты были проведены на фрагментах свиной кожи. Ученые вводили различные красители через эпидермис в дерму — именно туда попадают чернила при нанесении обычных татуировок, а пигменты придают коже постоянный окрас. Для создания «тату-датчика» использовалась комбинация красителей (метилового красного, бромтимолового синего и фенолфталеина), которые являются кислотно-основными индикаторами — органическими соединениями, меняющими цвет при изменении кислотности (pH).
В ходе экспериментов татуировки на свиной коже меняли цвет с желтого на синий, когда рН кожи повышался. Затем ученые разработали еще два желтых красителя-датчика: первый менял оттенок на темно-зеленый при повышении уровня глюкозы (признак диабетической дисфункции), второй зеленел при изменении уровня белка альбумина (указывает на почечную или печеночную недостаточность). Эти показатели очень важны для мониторинга состояния многих пациентов.
Для считывания татуировок было разработано специальное приложение для смартфона. Впоследствии пользователю нужно будет поднести камеру смартфона к рисунку на коже, и программа сама проанализирует его и поставит диагноз. Авторы намерены усовершенствовать эту технологию и создать аналогичные тату для мониторинга других биомаркеров.
