Pada masa depan yang tidak terlalu jauh, tatu boleh menjadi alat diagnostik perubatan dan juga seni tubuh. LightFieldStudios / iStock melalui Getty Images

Dalam novel sci-fi "Zaman Berlian" oleh Neal Stephenson, seni tubuh telah berkembang menjadi "tato mediatronik yang terus berubah" - paparan dalam kulit yang dikuasakan oleh robot nanoteknologi. Dalam 25 tahun sejak novel ini diterbitkan, nanoteknologi mempunyai masa untuk mengejar ketinggalan, dan visi sains tatu dinamik mula menjadi kenyataan.

Contoh pertama tatu nanotek yang berubah warna telah dikembangkan sejak beberapa tahun kebelakangan ini, dan ia bukan hanya untuk seni badan. Mereka mempunyai tujuan bioperubatan. Bayangkan tatu yang memberi amaran kepada anda tentang masalah kesihatan yang ditunjukkan oleh perubahan dalam biokimia anda, atau pendedahan radiasi yang boleh membahayakan kesihatan anda.

Anda belum boleh masuk ke pejabat doktor dan mendapatkan tatu yang dinamik, tetapi mereka sedang dalam perjalanan. Kajian bukti konsep awal memberikan bukti yang meyakinkan bahawa tatu dapat direkayasa, bukan hanya untuk mengubah warna, tetapi untuk merasakan dan menyampaikan maklumat bioperubatan, termasuk permulaan barah.

Memberi isyarat perubahan biokimia

Pada tahun 2017, para penyelidik menatu kulit babi, yang telah dikeluarkan dari babi, dengan biosensor molekul yang menggunakan warna untuk menunjukkan tahap natrium, glukosa atau pH dalam cairan kulit.

Pada tahun 2019, satu pasukan penyelidik memperluas kajian tersebut untuk merangkumi pengesanan protein dan pembacaan telefon pintar yang dikembangkan untuk tatu. Tahun ini, mereka juga menunjukkan itu tahap elektrolit dapat dikesan dengan sensor tatu pendarfluor.

Pada tahun 2018, sepasukan ahli biologi mengembangkan a tatu yang diperbuat daripada sel kulit yang direkayasa yang menjadi gelap apabila mereka merasakan ketidakseimbangan kalsium yang disebabkan oleh barah tertentu. Mereka menunjukkan tatu pengesan barah pada tikus yang masih hidup.

Sensor sinaran UV

Makmal saya is melihat tatu teknologi dari sudut yang berbeza. Kami berminat untuk merasakan bahaya luaran, seperti sinaran ultraviolet. Pendedahan UV di bawah sinar matahari dan penyamakan katil adalah faktor risiko utama untuk semua jenis barah kulit. Kanser kulit nonmelanoma adalah keganasan yang paling biasa di AS, Australia dan Eropah.

Dakwat tatu yang diaktifkan UV tidak dapat dilihat sehingga terkena cahaya UV. Jesse Butterfield / Makmal Nanomaterials Muncul, University of Colorado Boulder, CC BY-NC-ND

Untuk membantu mengatasi masalah ini, kami mengembangkannya dakwat tatu yang tidak kelihatan yang bertukar menjadi biru hanya dalam cahaya UV, memberi tahu anda apabila kulit anda memerlukan perlindungan. Dakwat tatu mengandungi pewarna yang diaktifkan UV di dalam nanocapsule plastik yang berukuran kurang dari satu mikron - atau seperseribu milimeter - kira-kira sama dengan pigmen tatu biasa.

Nanokapsul diperlukan untuk menjadikan zarah tatu yang berubah warna cukup besar. Sekiranya pigmen tatu terlalu kecil, sistem kekebalan tubuh dengan cepat membersihkannya dari kulit dan tatu itu hilang. Mereka ditanam menggunakan mesin tatu dengan cara yang sama seperti tatu biasa, tetapi ia hanya bertahan selama beberapa bulan sebelum mereka mula merosot dari pendedahan UV dan proses semula jadi yang lain dan memudar, memerlukan tatu "booster".

Saya menjadi subjek ujian manusia pertama untuk tatu ini. Saya mencipta "jeragat suria" di lengan bawah saya - bintik-bintik yang tidak kelihatan yang menjadi biru di bawah paparan UV dan mengingatkan saya bila harus memakai pelindung matahari. Makmal saya juga mengusahakan tatu pelindung UV yang tidak kelihatan yang akan menyerap cahaya UV yang menembusi kulit, seperti pelindung matahari yang tahan lama di bawah permukaan. Kami juga mengusahakan tatu "termometer" menggunakan dakwat sensitif suhu. Pada akhirnya, kami percaya tinta tatu dapat digunakan untuk mencegah dan mendiagnosis penyakit.

{vembed Y = 4CGFPbFqdJ4}
Dalam ceramah TEDx ini, penulis menunjukkan tatu pengesan UV.

Tatu berteknologi tinggi sementara

Tatu pemindahan sementara juga mengalami revolusi berteknologi tinggi. Tatu elektronik yang boleh dipakai yang dapat merasakan isyarat elektrofisiologi seperti degupan jantung dan aktiviti otak atau memantau penghidratan dan tahap glukosa dari peluh sedang dalam proses. Malah boleh digunakan untuk mengawal peranti mudah alih, misalnya mengacak senarai main muzik dengan sentuhan tatu, atau untuk seni badan bercahaya yang mencerahkan kulit.

Kelebihan tatu yang boleh dipakai ini ialah mereka dapat menggunakan elektronik bertenaga bateri. Kelemahannya adalah bahawa mereka jauh lebih kekal dan selesa daripada tatu tradisional. Begitu juga, alat elektronik yang berada di bawah kulit sedang dikembangkan oleh saintis, pereka and biohacker sama, tetapi mereka memerlukan prosedur pembedahan invasif untuk implantasi.

Tatu yang disuntik ke dalam kulit menawarkan yang terbaik dari kedua-dua dunia: minimal invasif, namun kekal dan selesa. Baru kaedah tatu bebas jarum bahawa titisan dakwat mikroskopik ke dalam kulit kini sedang dalam pengembangan. Setelah disempurnakan mereka akan membuat tatu lebih cepat dan tidak menyakitkan.

Bersedia untuk kegunaan seharian?

Tatu yang berubah warna dalam pengembangan juga akan membuka pintu kepada jenis seni badan yang baru. Sekarang bahawa warna tatu boleh diubah dengan isyarat elektromagnetik, anda akan dapat "memprogramkan" reka bentuk tatu anda, atau menghidupkan dan mematikannya. Anda dengan bangga dapat memaparkan tatu leher anda di tempat perhimpunan motosikal dan masih mempunyai kulit yang jelas di ruang sidang.

Semasa penyelidik mengembangkan tatu dinamik, mereka perlu mengkaji keselamatan dakwat berteknologi tinggi. Seperti yang diketahui, sedikit yang diketahui mengenai keselamatan lebih dari 100 pigmen berbeza yang digunakan dalam tinta tatu biasa. The Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan AS belum menggunakan kuasa pengawalseliaan terhadap tatu pigmen, dengan mengutamakan keutamaan kesihatan awam lain yang bersaing dan kurangnya bukti masalah keselamatan dengan pigmen tersebut. Oleh itu, pengeluar AS boleh meletakkan apa sahaja yang mereka mahukan dalam tinta tatu dan menjualnya tanpa persetujuan FDA.

Setakat ini, ada tiada bukti bahawa tatu menyebabkan barah, dan satu kajian bahkan mendapati bahawa tatu hitam melindungi daripada barah kulit yang disebabkan oleh UV. Masih banyak tinta tatu mengandungi atau merosot menjadi bahan yang diketahui berbahaya, dan komplikasi kesihatan termasuk jangkitan, alergi dan granuloma terdapat dalam kira-kira 2% tatu. Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk memahami kesan jangka panjang nano- dan mikroimplant pada kulit secara umum.

Gelombang tatu berteknologi tinggi perlahan-lahan naik, dan ia mungkin akan terus meningkat untuk masa depan yang boleh dijangka. Apabila tiba, anda boleh membuat keputusan untuk melayari atau menonton dari pantai. Sekiranya anda menaiki kapal terbang, anda dapat memeriksa suhu badan atau pendedahan UV dengan hanya melihat salah satu tatu anda.

Mengenai Penulis

Carson J Bruns, Penolong Profesor, Universiti Colorado Boulder

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.