Studi mengembangkan single-use microneedle patch tattoos dengan potensi aplikasi yang luas

Read Also

Dalam penelitian terbaru yang diterbitkan di iScience, para peneliti mengembangkan metode tato yang cepat, steril, dan tanpa rasa sakit menggunakan single-use microneedle tattoo patches, yang dapat digunakan untuk aplikasi kosmetik dan kedokteran hewan serta menyimpan informasi medis.

Latar belakang

Tato telah lama memegang makna budaya dan agama dan telah banyak digunakan untuk tujuan dekoratif dan artistik. Tato juga memiliki aplikasi medis seperti rekonstruksi kosmetik, koreksi pigmentasi dalam kondisi seperti vitiligo, dan mengkomunikasikan informasi medis darurat tentang kondisi kesehatan kronis atau serius. Penggunaan tato oleh hewan termasuk nomor identifikasi atau simbol pada ternak dan hewan lainnya.

Sementara teknologi dan tinta yang digunakan dalam tato telah meningkat secara signifikan, prinsip dasarnya masih melibatkan penyimpanan pigmen ke dalam kulit menggunakan jarum. Teknologi tato tradisional memiliki risiko terkait seperti infeksi, pruritis, dan pendarahan karena jarum atau tinta yang terkontaminasi dan metode aplikasi yang tidak aman.

Patch microneedle telah digunakan sebagai alternatif suntikan dalam aplikasi biomedis. Patch berisi microneedles dilapisi dengan obat diambil melalui pembuluh darah dermal. Patch medis ini mudah digunakan, menyebabkan trauma yang sangat sedikit, dan tidak menghasilkan limbah biohazardous. Tambalan jarum mikro sekali pakai dapat memberikan pilihan tato medis, kosmetik, atau dekoratif yang aman dan tanpa rasa sakit.

Tentang studi

Penelitian ini menggunakan mesin pemotong laser karbon dioksida untuk membuat rongga berbentuk kerucut dalam lembaran polydimethylsiloxane (PDMS) untuk membentuk pola tato. Microneedles dibuat menggunakan campuran tinta tato dan polimer biokompatibel yang larut dalam air yang disebut poly(acrylic acid) (PAA) yang larut setelah aplikasi, meninggalkan dukungan tambalan. Tato tersebut diuji pada kulit tikus dan babi.

Para peneliti merancang tato dalam berbagai bentuk, angka, dan huruf menggunakan tinta biru dan merah yang terlihat dan tinta fluorescent ultraviolet (UV). Tato juga dirancang untuk kode golongan darah dan label penyakit seperti 'T1D' untuk diabetes tipe-1.

Selain itu, tim mengembangkan tambalan tato jarum mikro untuk pengiriman vaksin, yang memiliki dua komponen – satu membawa inactivated polio vaccine (IPV) dan yang lainnya membawa informasi seperti tahun vaksinasi – untuk menghindari interaksi negatif antara tinta dan vaksin. Model tikus digunakan untuk menguji imunogenisitas vaksin IPV yang diberikan melalui patch microneedle.

Tato yang sensitif terhadap perubahan lingkungan juga dieksplorasi. Tinta termokromik digunakan untuk merancang tato yang akan berubah warna sebagai respons terhadap berbagai suhu. Tato yang lebih kompleks yang membawa kode quick response (QR) juga dirancang dan diuji menggunakan berbagai aplikasi yang membaca kode QR.

Hasil

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tato terlihat setidaknya selama satu tahun, tanpa distorsi warna dan hanya sedikit distorsi bentuk akibat penuaan kulit. Tidak ada reaksi merugikan terhadap prosedur ini, dan tidak ada limbah biohazard yang dihasilkan. Tato UV hanya terlihat di bawah iluminasi UV, yang membuat tato tetap pribadi.

Tes imunogenisitas mengungkapkan tingkat antibodi penetralisir yang serupa pada model tikus sebagai suntikan intramuskular dari vaksin yang sama, menandakan kemanjuran vaksin jarum mikro. Tato patch microneedle pendamping yang membawa tahun vaksinasi terlihat jelas setidaknya satu tahun setelah vaksinasi. Tambalan kombinasi tato-vaksin semacam itu dapat sangat berguna di area di mana fasilitas pencatatan terbatas.

Tato dengan tinta termokromik berubah warna saat dipanaskan di atas 40 °C. Tato tersebut dapat memantau suhu selama sakit atau perawatan yang mengakibatkan suhu tubuh meningkat. Patch tato peka lingkungan serupa dapat dikembangkan untuk rangsangan minat lainnya, seperti pH, enzim, dan glukosa, untuk memantau kondisi kesehatan.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, penelitian ini melaporkan metode steril, tanpa rasa sakit, tanpa darah untuk mengelola tato untuk aplikasi dekoratif, kosmetik, dan medis. Sementara pilihan desain belum mencapai tingkat kerumitan dan seni tato tradisional, tato patch microneedle ini dapat secara efektif mengelola tato sederhana, informatif secara medis, atau berguna secara kosmetik.

Tato QR yang dirancang dalam penelitian ini memiliki berbagai potensi aplikasi dan kemampuan untuk membawa sejumlah besar informasi yang dapat diakses melalui berbagai aplikasi yang tersedia dengan mudah. Tato tambalan jarum mikro juga dapat menunjukkan identitas hewan dan status sterilisasi tanpa menyebabkan trauma. Selain itu, mereka dapat memberikan informasi yang menyelamatkan jiwa tentang kondisi kesehatan kepada responden darurat.

Sebagai kesimpulan, tato patch microneedle yang dikembangkan dalam penelitian ini menyediakan akses ke tato yang aman, bebas infeksi, tidak menyakitkan, dan mungkin dapat diatur sendiri yang dapat digunakan untuk aplikasi dekoratif, kosmetik, dan medis.

Journal reference:

Li, S. et al. (2022) "Microneedle patch tattoos", iScience, p. 105014. doi: 10.1016/j.isci.2022.105014. https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(22)01286-X