Intelligente tatoeages om de gezondheidstoestand van een patiënt te volgen
Met een techniek bestaande in een combinatie van tatoeage, colorimetrie en smartphone kunnen verschillende parameters van de gezondheid, namelijk glucose, albumine en de pH, worden bepaald in weefsels van varkenshuid. De techniek blijkt veilig te zijn bij proefdieren. Ze zou zeer nuttig kunnen zijn voor de bewaking van bloedparameters bij bepaalde ziekten bij de mens.
Gaan we binnenkort tatoeages gebruiken voor diagnostische doeleinden en zullen ze dan door een arts worden voorgeschreven? Dat hopen alvast Duitse vorsers, die biosensorische tatoeages hebben ontwikkeld met een inkt die van kleur verandert naargelang van de concentratie van verschillende parameters in het bloed zoals de zuurtegraad (pH), glucose en albumine.
Net zoals bij een gewone tatoeage moet de inkt door de oppervlakkige laag van de huid in de dermis dringen. Na niet-invasieve injectie van colorimetrische biosensoren die reageren op metabolieten in het interstitiële vocht, verandert de inkt van kleur naargelang van de concentratie van de desbetreffende organische stof.
De vorsers hebben drie biosensoren ontwikkeld: een voor de pH, een voor het glucosegehalte en een voor albumine. De sensor die de pH meet, bestaat uit de kleurstoffen methylrood, bromothymolblauw en fenolftaleïne. De glucosesensor bestaat uit glucoseoxidase, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine en peroxidase. Naargelang van het glucosegehalte ondergaat het organische pigment een structurele verandering en verandert de kleur van geel tot donkergroen. De albuminesensor bestaat uit een gele kleurstof, die in aanwezigheid van albumine groen wordt.
Voor hun studie hebben de wetenschappers tatoeages met colorimetrische sensoren aangebracht op de huid van varkens. Ter informatie, de huid van varkens is vergelijkbaar met die van de mens. Daarna hebben ze de pH of de glucose- of albumineconcentratie gewijzigd en vastgesteld dat de kleur van de getatoeëerde zones dienovereenkomstig veranderde.
Op die manier zou je bepaalde chronische ziekten sneller, beter en op minder invasieve wijze kunnen detecteren, opsporen en voorkomen. Mogelijke alternatieven zoals zweetpleisters, gel en fluorescerende vezels blijken immers belangrijke gebreken te vertonen. Chips zijn weliswaar effectief, maar de inplanting ervan is zeer invasief.
De resultaten zien er erg interessant uit, maar de techniek moet nog bij de mens worden uitgetest en de veiligheid ervan moet nog worden bewezen. Als dat zo is, zou ze een omwenteling kunnen teweegbrengen bij de aanpak van bepaalde ziekten zoals diabetes en leverfalen en zouden de artsen patiënten met die aandoeningen op afstand kunnen volgen.
Met andere colorimetrische sensoren die natrium en andere ionen analyseren, zou je ook de mate van uitdroging van een patiënt kunnen volgen. Met een calciumsensor zou je het botverlies kunnen berekenen bij ruimtereizen. De techniek zou zelfs kunnen worden gebruikt om na te gaan of een bejaarde zijn geneesmiddelen wel heeft ingenomen.
De kleurstoffen in kwestie zijn al in de handel te verkrijgen voor urinetests. De tatoeages zouden goedkoop zijn en zouden door onverschillig wie kunnen worden geanalyseerd met een smartphone, die de resultaten dan in real time zou doorsturen naar de arts.
(referentie: Angewandte International Edition Chemie, 29 juli 2019, doi: 10.1002/anie.201904416)