Temat modyfikacji organów wewnętrznych i tworzenia biotatuaży został poruszony w filmie “Zbrodnie przyszłości” Davida Cronenberga. Można by uważać, że to kolejna “nierealna” wizja przyszłości, ale ma ona naprawdę sporo wspólnego z otaczającym nas światem.
Czytaj też: Boisz się krwi i nie lubisz bólu? Te tatuaże są idealne dla Ciebie
Nowa technika tatuowania złota na żywych tkankach to kierunek w stronę integracji ludzkich komórek z urządzeniami elektronicznymi. Opierając się na tzw. litografii nanoimprintowej, można wydrukować żywe komórki mysich fibroblastów ze wzorami nanokropek i nanodrutów ze złota. Zespół uczonych z Johns Hopkins University pod kierunkiem prof. Davida Graciasa przekonuje, że to rozwiązanie może mieć niesamowite zastosowania zdrowotne. Opisano je w Nano Letters.
Prof. David Gracias mówi:
Jeśli wyobrażamy sobie, dokąd to wszystko zmierza w przyszłości, chcielibyśmy mieć czujniki umożliwiające zdalne monitorowanie i kontrolowanie stanu poszczególnych komórek oraz środowiska otaczającego te komórki w czasie rzeczywistym. Gdybyśmy mieli technologie umożliwiające śledzenie stanu zdrowia izolowanych komórek, być może moglibyśmy diagnozować i leczyć choroby znacznie wcześniej, a nie czekać, aż cały narząd zostanie uszkodzony.
Tatuaże jak z filmu SF
Świat nauki już od jakiegoś czasu pracuje nad zintegrowaniem elektroniki z żywymi tkankami, co przełożyłoby się na lepsze implanty słuchowe, rozruszniki serca czy szyny stabilizujące kości. Wciąż istnieją jednak poważne przeszkody, które świadczą o braku kompatybilności tkanek z elementami elektronicznymi.
Czytaj też: Deprywacja sensoryczna. Co się dzieje z mózgiem odciętym od dopływu bodźców?
Zespół prof. Graciasa pracuje nad rozwojem technologii biosensorów, które są nietoksyczne i nieinwazyjne dla organizmu, a tatuaże idealnie do tego się nadają. Wypełniają one lukę między żywymi komórkami lub tkankami a konwencjonalnymi czujnikami i materiałami elektronicznymi – są w zasadzie jak kody kreskowe lub kody QR.
Prof. David Gracias dodaje:
Mówimy o umieszczeniu czegoś w rodzaju elektronicznego tatuażu na żywym obiekcie dziesiątki razy mniejszym niż główka szpilki. To pierwszy krok w kierunku wprowadzenia czujników i elektroniki do żywych komórek.
Naukowcy wykorzystali technikę litografii nanoimprintowej, która w dużym uproszczeniu przypomina użycie stempla do odciskania wzorów w nanoskali na materiale. Uzyskane struktury były w stanie przylegać do miękkich komórek przez 16 godzin, nawet gdy te się poruszały! Udało się tego dokonać zarówno w przypadku mysich fibroblastów, jak i szczurzych mózgów.
Nanolitografia jest stosunkowo prosta i niedroga, więc badania stanowią ważny krok w kierunku opracowania bardziej skomplikowanej elektroniki (elektrod, anten i obwodów) do integracji nie tylko z żywymi tkankami, ale także z miękkimi materiałami (np. hydrożelami), które są niekompatybilne z żywymi tkankami.
Czytaj też: Tatuaże mogą zawierać szkodliwe związki. Opalanie i infekcje bakteryjne mogą je uwalniać
Prof. David Gracias tłumaczy:
Udowodniliśmy, że możemy przymocować złożone nanoprzewody do żywych komórek, jednocześnie zapewniając, że komórka nie umrze. To bardzo ważny wynik, że komórki mogą żyć i poruszać się wraz z tatuażami, ponieważ często istnieje znaczna niezgodność między żywymi komórkami a metodami stosowanymi przez inżynierów do produkcji elektroniki.
Zespół planuje spróbować dołączyć bardziej złożone nanoobwody, które mogą pozostać na miejscu przez dłuższy czas. Chcą również eksperymentować z różnymi typami komórek.