Dans un avenir pas trop lointain, les tatouages ​​pourraient devenir des dispositifs de diagnostic médical ainsi que de l'art corporel. LightFieldStudios / iStock via Getty Images

Dans le roman de science-fiction «L'âge du diamant» par Neal Stephenson, l'art corporel a évolué vers des «tatouages ​​médiatroniques en constante évolution» - des écrans dans la peau alimentés par des robots nanotechnologiques. Au cours des 25 années qui ont suivi la publication du roman, la nanotechnologie a eu le temps de se rattraper et la vision de science-fiction des tatouages ​​dynamiques commence à devenir une réalité.

Les premiers exemples de tatouages ​​nanotechnologiques à changement de couleur ont été développés au cours des dernières années, et ils ne sont pas uniquement destinés à l'art corporel. Ils ont un but biomédical. Imaginez un tatouage qui vous alerte d'un problème de santé signalé par un changement de votre biochimie, ou d'une exposition à des radiations qui pourraient être dangereuses pour votre santé.

Vous ne pouvez pas encore entrer dans le cabinet d'un médecin et vous faire tatouer dynamique, mais ils sont en route. Les premières études de validation de principe fournissent des preuves convaincantes que les tatouages ​​peuvent être conçus, non seulement pour changer de couleur, mais aussi pour détecter et transmettre des informations biomédicales, y compris l'apparition du cancer.

Signalisation des changements biochimiques

En 2017, des chercheurs ont tatoué de la peau de porc, qui avait été retirée du porc, avec biocapteurs moléculaires utilisant la couleur pour indiquer les niveaux de sodium, de glucose ou de pH dans les fluides cutanés.

En 2019, une équipe de chercheurs a élargi cette étude pour inclure détection de protéines et développement de lectures sur smartphone pour les tatouages. Cette année, ils ont également montré que les niveaux d'électrolyte peuvent être détectés avec des capteurs de tatouage fluorescents.

En 2018, une équipe de biologistes a développé un tatouage fait de cellules de peau modifiées qui s'assombrissent lorsqu'ils ressentent un déséquilibre du calcium causé par certains cancers. Ils ont démontré le tatouage de détection du cancer chez des souris vivantes.

Capteurs de rayonnement UV

Mon laboratoire is regardant les tatouages ​​technologiques sous un angle différent. Nous nous intéressons à la détection des dommages externes, tels que le rayonnement ultraviolet. L'exposition aux UV au soleil et aux lits de bronzage est le principal facteur de risque de tous les types de cancer de la peau. Les cancers de la peau sans mélanome sont les tumeurs malignes les plus courantes aux États-Unis, en Australie et en Europe.

L'encre de tatouage activée aux UV est invisible jusqu'à ce qu'elle soit exposée à la lumière UV. Jesse Butterfield / The Laboratory for Emergent Nanomaterials, Université du Colorado Boulder, CC BY-NC-ND

Pour aider à résoudre ce problème, nous avons développé une encre de tatouage invisible qui ne devient bleue que sous la lumière UV, vous alertant lorsque votre peau a besoin de protection. L'encre de tatouage contient un colorant activé aux UV à l'intérieur d'une nanocapsule en plastique de moins d'un micron de diamètre - ou millième de millimètre - à peu près de la même taille qu'un pigment de tatouage ordinaire.

La nanocapsule est nécessaire pour rendre les particules de tatouage à changement de couleur suffisamment grandes. Si les pigments de tatouage sont trop petits, le système immunitaire les élimine rapidement de la peau et le tatouage disparaît. Ils sont implantés à l'aide de machines à tatouer de la même manière que les tatouages ​​ordinaires, mais ils ne durent que plusieurs mois avant de commencer à se dégrader à cause de l'exposition aux UV et d'autres processus naturels et de se décolorer, nécessitant un tatouage «booster».

J'ai été le premier sujet de test humain pour ces tatouages. J'ai créé des «taches de rousseur solaires» sur mon avant-bras - des taches invisibles qui sont devenues bleues sous une exposition aux UV et qui me rappelaient quand porter un écran solaire. Mon laboratoire travaille également sur des tatouages ​​invisibles protecteurs contre les UV qui absorberaient la lumière UV pénétrant à travers la peau, comme un écran solaire de longue durée juste sous la surface. Nous travaillons également sur des tatouages ​​«thermomètres» avec des encres thermosensibles. En fin de compte, nous pensons que les encres de tatouage pourraient être utilisées pour prévenir et diagnostiquer les maladies.

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Dans cette conférence TEDx, l'auteur montre le tatouage de détection UV.

Tatouages ​​temporaires de haute technologie

Les tatouages ​​de transfert temporaires subissent également une révolution high-tech. Tatouages ​​électroniques portables qui peuvent détecter des signaux électrophysiologiques comme la fréquence cardiaque et l'activité cérébrale ou surveiller l'hydratation et les niveaux de glucose de la sueur sont en cours de développement. Ils peuvent même être utilisés pour contrôler les appareils mobiles, par exemple mélanger une liste de lecture de musique au toucher d'un tatouage, ou pour art corporel luminescent qui illumine la peau.

L'avantage de ces tatouages ​​portables est qu'ils peuvent utiliser des appareils électroniques alimentés par batterie. L'inconvénient est qu'ils sont beaucoup moins permanents et confortables que les tatouages ​​traditionnels. De même, les appareils électroniques qui passent sous la peau sont développés par scientifiques, designers et les biohackers de même, mais ils nécessitent des procédures chirurgicales invasives pour l'implantation.

Les tatouages ​​injectés dans la peau offrent le meilleur des deux mondes: minimalement invasif, mais permanent et confortable. Nouveau méthodes de tatouage sans aiguille que des gouttelettes d'encre microscopiques au feu dans la peau sont actuellement en développement. Une fois perfectionnés, ils rendront le tatouage plus rapide et moins douloureux.

Prêt pour un usage quotidien?

Les tatouages ​​changeants de couleur en cours de développement vont également ouvrir la porte à un nouveau type d'art corporel dynamique. Maintenant que les couleurs de tatouage peuvent être modifiées par un signal électromagnétique, vous serez bientôt en mesure de «programmer» le dessin de votre tatouage, ou de l'allumer et de l'éteindre. Vous pouvez afficher fièrement votre tatouage au cou lors du rallye moto et avoir toujours la peau claire dans la salle d'audience.

Au fur et à mesure que les chercheurs développent des tatouages ​​dynamiques, ils devront étudier la sécurité des encres de haute technologie. Dans l'état actuel des choses, on sait peu de choses sur la sécurité des plus de 100 pigments différents utilisés dans les encres de tatouage normales. le Administration américaine des aliments et des médicaments n'a pas exercé d'autorité réglementaire sur les pigments de tatouage, invoquant d'autres priorités de santé publique concurrentes et l'absence de preuves de problèmes de sécurité liés aux pigments. Les fabricants américains peuvent donc mettre tout ce qu'ils veulent dans les encres de tatouage et les vendre sans l'approbation de la FDA.

Jusqu'à présent, il y a aucune preuve que les tatouages ​​causent le canceret une étude a même révélé que les tatouages ​​noirs protègent contre le cancer de la peau induit par les UV. Pourtant, de nombreuses encres de tatouage contiennent ou se dégradent en substances connues pour être dangereuseset des complications de santé, y compris des infections, des allergies et des granulomes trouvé dans environ 2% des tatouages. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les effets à long terme des nano- et microimplants sur la peau en général.

Une vague de tatouages ​​de haute technologie monte lentement et continuera probablement d'augmenter dans un avenir prévisible. Quand il arrive, vous pouvez décider de surfer ou de regarder depuis la plage. Si vous montez à bord, vous pourrez vérifier votre température corporelle ou votre exposition aux UV en regardant simplement l'un de vos tatouages.

À propos de l’auteur

Carson J Bruns, professeur adjoint, Université du Colorado à Boulder

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.