Tatuaggi per monitorare le malattie croniche: l’idea tedesca

Cambiano colore in base alla diversa concentrazione di albumina, glucosio e pH.

E’ nato in Germania, dagli studi dell’ingegnere chimico Ali Yetisen dell’Università tecnica di Monaco, il progetto di ricerca che aiuterà a monitorare alcune malattie croniche come il diabete, patologie cardiache e renali con tatuaggi che cambiano colore al variare della concentrazione nel sangue di glucosio, albumina e PH.

Alla vista sembrano normalissimi tatuaggi, stelle, frecce, triangoli e fiori colorati, ma in realtà contengono sensori calorimetrici liquidi che vengono iniettati al posto del tradizionale inchiostro. “I sensori fungono da display diagnostico, in grado di cambiare colorazione in risposta ai cambiamenti delle concentrazioni di PH, glucosio e albumina” spiega la squadra che ha pubblicato la ricerca sulla rivista accademica Angewandte Chemie International Edition che si occupa di chimica applicata.

La scelta di questi specifici biomarcatori non è casuale, bensì dettata dal fatto che la variazione della loro concentrazione indica problematiche a determinati organi.

L’albumina ad esempio, è una proteina del plasma, la cui bassa concentrazione indica problemi ai reni o al fegato, mentre alti livelli possono essere associati a problemi cardiaci; il glucosio invece, viene monitorato costantemente nei pazienti affetti da diabete e il pH è una spia d’allarme su svariate problematiche che impongono l’approfondimento con esami specialistici.

COME FUNZIONANO

I marcatori verranno iniettati nel liquido interstiziale, ossia la soluzione acquosa che si trova tra le cellule di un tessuto, di modo da formare tre piccoli disegni. Osservando la variazione di colore di ognuna, sarà facile individuare eventuali anomalie. Ognuno dei marcatori viene inizialmente iniettato di colore giallo e se le concentrazioni varieranno, ognuno dei sensori cambierà tinta.

In particolare il verde chiaro segnalerà alte concentrazioni di albumina e quindi problematiche legate a patologie cardiache. Il verde scuro è il colore assegnato ad alti valori di glucosio nel sangue e infine se il giallo del tatuaggio del pH si trasformerà in blu, sarà chiaro che i suoi parametri avranno subito una variazione sostanziale rispetto al valore norma che si aggira intorno al 7.4.

STATO DELLA RICERCA

Attualmente il prototipo del dispositivo liquido è stato testato solo su campioni di pelle animale suina, ma in futuro potrebbe essere avviata una sperimentazione anche sugli esseri umani.

I ricercatori sono fiduciosi nella buona riuscita del progetto e già prevedono nuovi ambiti di applicazione “potranno essere utili anche per monitorare le concentrazioni di elettroliti, proteine, microrganismi patogeni e stati di disidratazione”.

Quest’ultima, in particolare è uno dei problemi più frequenti riscontrati dagli anziani nelle stagioni calde e questo progetto di ricerca potrebbe essere una cartina di tornasole molto utile soprattutto per tutti gli over 65 che vivono da soli o in parziale compagnia di un caregiver.

L’ ABSTRACT DELL’ ARTICOLO

“Il tatuaggio è una modificazione onnipresente del corpo che comporta l’iniezione di inchiostro e / o pigmenti coloranti nel derma. I biosensori sotto forma di tatuaggi possono essere utilizzati per monitorare i metaboliti nel liquido interstiziale. Qui, sono stati sviluppati biosensori cutanei iniettabili minimamente invasivi per misurare le concentrazioni di pH, glucosio e albumina. Il sensore di pH cutaneo era basato su rosso metile, blu di bromotimolo e fenolftaleina, che rispondevano a un intervallo di pH da 5,0 a 9,0. Il sensore del glucosio cutaneo era costituito da glucosio ossidasi, 3,3 ′, 5,5′-tetrametilbenzidina e perossidasi che rilevavano concentrazioni fino a 50,0 mmol L − 1. Il sensore cutaneo dell’albumina consisteva in 3 ′, 3 ′ ′, 5 ′, 5 ′ ′ – tetraclorofenolo ‐ 3,4,5,6 ‐ tetrabromosulfophthalein per misurare concentrazioni fino a 5,0 g L − 1. I sensori sono stati multiplexati nel tessuto cutaneo ex vivo e sono state ottenute letture quantitative utilizzando una fotocamera per smartphone. Questi sensori possono essere utilizzati per gestire l’omeostasi acido-base, il diabete e l’insufficienza epatica in ambienti di assistenza.”

“.

Fonte: Dermal Tattoo Biosensors for Colorimetric Metabolite Detection