Erfolg in der Forschung: Mit Tätowierungen chronische Krankheiten überwachen

Tätowierungen können verschiedene Biomarker überwachen

Wäre es nicht vorteilhaft, wenn Tätowierungen dazu beitragen könnten, chronische Krankheiten wie beispielsweise Diabetes und Nierenerkrankungen in Echtzeit zu überwachen? Forschende haben jetzt Tätowierungen entwickelt, welche die Farbe ändern, wenn sich der Blutzucker-, Albumin- oder pH-Wert ändert.

Bei der aktuellen Untersuchung der Technischen Universität München haben die Forschenden neu entwickelte Tätowierungen erprobt, welche unter bestimmten Umständen die Farbe ändern, was die Behandlung und Überwachung von verschiedenen Erkrankungen erleichtern soll. Die Ergebnisse der Studie wurden in dem Fachblatt „Angewandte Chemie“ veröffentlicht.

Optimierte Überwachung der Konzentration von Biomarkern

Die neu entwickelten Tätowierungen wurden bisher noch nicht an Menschen getestet, aber auf Stücken von Schweinehaut veränderten sie bereits die Farbtöne, wenn die Konzentration von wichtigen Biomarkern angepasst wurde. Dies ist ein aufregender erster Schritt, der in Zukunft zu echten Tätowierungen führen kann, mit denen Patienten und Ärzte chronische Krankheiten wie Diabetes und Nierenerkrankungen in Echtzeit überwachen, berichten die Autoren der Studie. Mit der Hilfe von Smartphone-Bildern der Tätowierungen konnten die Forschenden die Konzentrationen der Biomarker genau abschätzen.

Schwankungen welcher Werte wurden angezeigt?

Obwohl noch nicht alle Farbstoffe reversibel sind, könnte dies eine transformative Technologie für die personalisierte Medizin darstellen, welche auf Praktiken der dekorativen Körpermodifikation basiert. Die Modifikation des Körpers durch Injizieren von Pigmenten ist eine mehr als 4000 Jahre alte Praktik, betont das Forschungsteam. Es wurde eine funktionelle Kosmetiktechnologie entwickelt, bei der Tätowierungskunst und kolorimetrische Biosensoren kombiniert wurden. Dermale Tätowierungssensoren fungierten als diagnostische Anzeigen, indem sie Farbänderungen innerhalb des sichtbaren Spektrums als Reaktion auf Schwankungen des pH-Werts, der Glukose- und der Albumin-Konzentrationen zeigten.

Worauf können veränderte Werte hinweisen?

Die verwendeten drei Biomarker wurden ausgewählt, weil sie oft Anzeichen dafür sind, dass eine gesundheitliches Problem vorliegt. Albumin ist ein Protein im Blutplasma, und niedrige Spiegel können auf Nieren- oder Leberprobleme hinweisen, während hohe Spiegel auf Herzprobleme hindeuten können. Glukose muss genau überwacht werden, um Diabetes zu behandeln, was die Fähigkeit des Körpers Zucker zu metabolisieren beeinträchtigt ist. Änderungen des pH-Werts des Blutes (Azidose bei niedrigem pH-Wert, Alkalose bei hohem pH-Wert) können durch eine Reihe von gesundheitlichen Problemen verursacht werden.

Weitere Forschung ist nötig

Das Team entwickelte einen Farbstoff, mit dem Veränderungen in jedem dieser Biomarker in der interstitiellen Flüssigkeit nachgewiesen werden konnten. Diese Flüssigkeit tritt aus den Kapillaren aus und füllt die Räume zwischen den Zellen. Als die Biomarker in der interstitiellen Flüssigkeit in den Schweinehautstücken geändert wurden, änderten sich auch die Farben der Tätowierungen. Der nächste Schritt umfasse wahrscheinlich den Test der Tätowierungen an lebenden Tieren, um eventuell durch die Tinte hervorgerufene nachteilige Reaktionen festzustellen. Die Anwendungen der Sensoren könne auch auf den Nachweis von Elektrolyten, Proteinen, Krankheitskeimen und Dehydrierungen von Patienten ausgedehnt werden, berichten die Forschenden in einer Pressemitteilung. Die entwickelten dermalen Sensoren könnten in der medizinischen Diagnostik zur Überwachung einer breiten Palette von Metaboliten-Biomarkern eingesetzt werden. (as)