سنسورهای تاتو شده برای تشخیص تغییرات pH و سطح متابولیتهای خون

18جولای 2019 - هنر خالکوبی بر روی پوست ممکن است در آینده بعنوان راهی برای تشخیص تغییرات pH و سطح متابولیتهای خون بکار گرفته شود. گروهی از دانشمندان آلمانی نوعی سنسور دائمی پوستی ساخته اند که می توانند آن را بصورت خال کوبی وارد پوست کنند. همانطور که در مجله Angewandte Chemie  جزئیات آن بیان شده است، آنها یک فرمولاسیون آنالیتیک رنگی را به جای جوهر خال کوبی وارد پوست می کنند. رنگ مناطق تاتو شده با تغییرpH  خون و دیگر شاخص های سلامت تغییر می کند.

هنرمند تاتو کار به طور مستقیم جوهر را وارد عمق یک میلی متری پوست می کند، جایی که میزبان اعصاب، عروق خونی و فولیکولهای مو است. سوزن خالکوبی، اپیدرم را که لایه بالایی پوست است سوراخ می کند و رنگدانه ها را به ناحیه ی درم که در زیر اپیدرم قرار دارد، وارد می نماید، جایی که این رنگدانه ها به طور دائم در آنجا باقی می مانند.

استفاده از خالکوبی برای تشخیص و نه برای زیبایی یک مفهوم جدید است. دکتر Ali K. Yetisen، از دانشگاه فنی مونیخ در آلمان و همکارانش می گویند: این تکنیک می تواند برای قرار دادن فورمولاسیون سنسور در نقاطی از بدن مفید باشد، جایی که این حسگرها می توانند تغییرات در غلظت مواد متابولیکی را مستقیما بدون هیچ فاصله ی فضایی یا تاخیر زمانی، و شاید برای مدت زمانی بسیار طولانی، گزارش دهند.

محققان سپس سه سنسور شیمیایی کالریمتریک را برای قرار گرفتن در پوست شناسایی و با شرایط بدن سازگار کردند تا در پاسخ به بیومارکرها تغییر رنگ دهند. اولین سنسور یک حسگر pH نسبتا ساده بود که شامل رنگهای متیل قرمز، برومتیمول آبی و فنول فتالئین است. هنگامی که این سنسور رنگی به یک مدل پچ پوستی- یک قطعه از پوست خوک - تزریق شد، خال کوبی حاصله، با تغییرpH  از 5 به 9 از زرد به آبی تغییر رنگ داد.

محققان دو سنسور دیگر را تولید کردند که قادرند سطح گلوکز و آلبومین را اندازه گیری کنند. آلبومین یک پروتئین حامل و انتقال دهنده در خون است. سطح بالای گلوکز در بدن ممکن است بیانگر ابتلای فرد به دیابت باشد، در حالی که کاهش سطح آلبومین می تواند نشان دهنده ی نارسایی کبدی یا کلیوی باشد. حسگر گلوکز شامل واکنشهای آنزیمی گلوکز اکسیداز و پراکسیداز است که بسته به غلظت گلوکز منجر به تغییر ساختار یک رنگدانه ی آلی شده و از زرد تا سبز تیره تغییر رنگ می دهد. حسگر آلبومین بر اساس یک ماده ی رنگی زرد کار می کند که با پیوند به پروتئین آلبومین به رنگ سبز تغییر می نماید.

دانشمندان سپس چندین سنسور را روی تکه هایی از پوست خوک خال کوبی کردند. هنگامی که pH یا غلظت گلوکز یا آلبومین را تغییر دادند، رنگ مناطق تاتو شده بر این اساس تغییر کرد. آنها این اثرات قابل مشاهده را با ارزیابی رنگ ها توسط یک دوربین گوشی هوشمند ساده و یک برنامه، بصورت کمّی سنجش کردند.

نویسندگان ادعا می کنند که چنین خالکوبی های سنسوری، می تواند به نظارت دائمی بر وضعیت بیماران از طریق یک تکنیک ساده و کم هزینه منجر شود. با توسعه ی سنسورهای کالریمتریک مناسب، این تکنیک می تواند برای اندازه گیری میزان الکترولیت، حضور یک پاتوژن یا میزان کم آبی بدن بیمار نیز بکار رود. محققان در مطالعات بعدی امکان استفاده از این نوع تاتوهای حامل سنسور را برای کار در یک محیط تشخیصی بررسی خواهند کرد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2019-07-dermal-tattoo-sensors-blood-pH.html