Los tatuajes del futuro

Autor:

Giulianna Travi

Asistente del Laboratorio de Ingeniería de Tejidos y Biología Sintética

Departamento de Bioingeniería

Un grupo de investigadores desarrolló una tinta que cambia de color ante las variaciones  del organismo, como los cambios de pH, azúcar en sangre y niveles de sodio. Esta tinta puede ser usada para la elaboración de tatuajes, que a su vez le servirá al usuario para monitorear el estado de su organismo.

Imagen 1. Prototipo del tatuaje cambiando de color. 

Fuente. Dermal Abyss/Vimeo.

Hoy en día existen personas que tienen que monitorear su salud diariamente o incluso varias veces al día. En el caso de personas diabéticas, utilizan un medidor de glucosa , este perfora la piel para medir la cantidad de azúcar en la sangre. Este proceso es repetido en varios casos entre 3 a 10 veces al día.

Esta idea nace del Proyecto llamado The Dermal Abyss desarrollado por Katia Vega, Xin Liu, Viirj Kan y Nick Barry, investigadores del MIT en colaboración con Ali Yetisen y Nan Jiang investigadores de la escuela de Medicina de Harvard.

Los tatuajes tradicionales implican la inyección de pigmentos con un portador como alcohol etílico, agua, propilenglicol o glicerina usando pistolas de tatuaje que generalmente contienen una aguja unida a un motor que oscila entre ∼ 80 - 150 Hz. Después de inyectar la tinta, el pigmento se dispersa por toda la epidermis y la dermis superior donde se incorpora dentro de las células de fibroblastos locales, concentrado en una capa debajo de la dermis / el perímetro de la epidermis. La tinta permanece estable allí durante décadas, pero puede desvanecerse al migrar hacia la dermis durante largos períodos de tiempo.

El líquido intersticial es el medio que rodea las células, permitiendo la entrega de biomoléculas, la comunicación intercelular y la eliminación de desechos para fluir entre la piel y el resto del cuerpo. El líquido y los solutos presentes en el intersticial provienen del intercambio continuo de plasma entre la sangre y las paredes de los capilares durante la ósmosis.

El plasma en sangre y líquido intersticial son comparables con ambos contienen: agua, iones y pequeños solutos. El solvente acuoso contiene sacáridos, electrolitos, lípidos y proteínas. Electrolitos como iones de sodio (Na +) e iones de cloruro(Cl-), bicarbonato (HCO3-), potasio (K +), calcio (Ca2 +),y magnesio (Mg2 +) están presentes en el líquido intersticial.

Se usaron cuatro biosensores, que reaccionan a tres piezas de información bioquímica en los fluidos corporales y cambian de color: el sensor de pH cambia entre púrpura y rosa, el sensor de glucosa cambia entre azul y marrón; el sodio y un segundo sensor de pH emiten fluorescencia con mayor intensidad bajo luz ultravioleta.

Imagen 2. Variaciones del color en las tintas.

Fuente. Xin LIU, Katia Vega.

Los investigadores han probado las tintas en parches de piel de cerdo, utilizando inyecciones para cambiar los niveles de los fluidos a detectar.

Imagen 3. Piel de cerdo con tinta capaz de monitorear el pH, expuesta a niveles altos de pH.

Fuente. MIT Media.

Actualmente el proyecto ha concluido. Pero se espera que de ser retomado por futuros investigadores se tenga en cuenta lo siguiente:

• La gama de colores e intensidades de los biosensores actuales debería ampliarse para permitir información de mayor resolución. La optimización del rango de detección y la selectividad de los biosensores existentes acelerarán su traslado a la clínica o al mercado.

• El perfil de seguridad de estos biosensores también debe caracterizarse, comenzando primero con ensayos de citotoxicidad y biocompatibilidad in vitro antes de avanzar a estudios in vivo en animales para determinar la biocompatibilidad sistémica, en términos de toxicidad e interferencia con la función normal del tejido.

• Se necesitarán investigaciones in vivo a largo plazo para establecer la retención de los biosensores en la piel y para cuantificar la difusión del biosensor en el tejido. Una posible dirección de investigación sería conjugar los biosensores a microesferas poliméricas a través de grupos acrilato para evitar la difusión a los tejidos.

De continuar con este proyecto puede ser usado por personas de bajos recursos que no pueden acceder a equipos de monitoreo de glucosa , que tienden a ser caros ,o que vivan muy lejos de hospitales o laboratorios para realizar un seguimiento adecuado.

Bibliografía:

1. Scallan, J., Huxley, V. H., and Korthuis, R. J. The interstitium.

2. Media MIT. https://www.media.mit.edu/projects/d-Abyss/overview

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

4. The Dermal Abyss: Interfacing with the Skin by Tattooing Biosensors. Katia Vega,Nan Jiang , Xin Liu ,Viirj Kan ,Nick Barry ,Pattie Maes , Ali Yetisen y Joe Paradiso.