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May 25, 2023

Schmerzfreie Tattoos entwickelt

Von Georgia Institute of Technology, 16. September 2022 Ein Mikronadel-Patch-Tattoo

Von Georgia Institute of Technology, 16. September 2022

Ein Mikronadel-Patch-Tattoo wird auf die Haut gedrückt. Bildnachweis: Georgia Tech

Stellen Sie sich vor, Sie würden sich schmerzlos mit einem Hautpflaster mit mikroskopisch kleinen Nadeln tätowieren lassen, anstatt stundenlang in einem Tattoo-Stuhl zu sitzen und schmerzhafte Einstiche zu ertragen. Forscher am Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) haben kostengünstige, schmerz- und blutfreie Tätowierungen entwickelt, die sich selbst anwenden lassen. Sie haben viele Einsatzmöglichkeiten, von medizinischen Alarmen über die Verfolgung kastrierter Tiere bis hin zu Kosmetika.

„Wir haben die Nadel so miniaturisiert, dass sie schmerzlos ist, aber dennoch effektiv Tätowierfarbe in die Haut einbringt“, sagte Mark Prausnitz, leitender Forscher der Studie. „Dies könnte nicht nur eine Möglichkeit sein, medizinische Tätowierungen zugänglicher zu machen, sondern aufgrund der einfachen Handhabung auch neue Möglichkeiten für kosmetische Tätowierungen zu schaffen.“

Prausnitz präsentierte die Forschung am 14. September in der Zeitschrift iScience zusammen mit Co-Autor Song Li, einem ehemaligen Postdoktoranden der Georgia Tech. Prausnitz ist Regents' Professor und J. Erskine Love Jr. Chair an der School of Chemical and Biomolecular Engineering.

Tätowierungen werden in der Medizin zu vielfältigen Zwecken eingesetzt. Dazu gehören das Abdecken von Narben, die Anleitung wiederholter Krebsbestrahlungsbehandlungen oder die Wiederherstellung der Brustwarzen nach einer Brustoperation. Anstelle von Armbändern können auch Tätowierungen als medizinische Warnung verwendet werden, um auf schwerwiegende Erkrankungen wie Epilepsie, Diabetes oder Allergien hinzuweisen.

Eine vergrößerte Ansicht eines Mikronadelpflasters mit grüner Tätowierfarbe. Bildnachweis: Georgia Tech

Verschiedene Kosmetikprodukte mit Mikronadeln sind bereits auf dem Markt – meist im Anti-Aging-Bereich. Allerdings ist die Entwicklung der Mikronadeltechnologie für Tätowierungen neu. Prausnitz ist ein Veteran auf diesem Gebiet. Er beschäftigt sich seit Jahren mit Mikronadelpflastern, mit denen sich Medikamente und Impfstoffe schmerzlos auf die Haut verabreichen lassen, ohne dass Injektionsnadeln erforderlich sind.

„Wir sahen darin eine Chance, unsere Arbeit an der Mikronadeltechnologie zu nutzen, um Tätowierungen zugänglicher zu machen“, sagte Prausnitz. „Während einige Menschen bereit sind, die Schmerzen und den Zeitaufwand für ein Tattoo in Kauf zu nehmen, dachten wir, dass andere ein Tattoo bevorzugen würden, das einfach auf die Haut gedrückt wird und nicht wehtut.“

Bei Tätowierungen werden im Allgemeinen große Nadeln verwendet, die wiederholt in die Haut einstechen, um ein gutes Bild zu erhalten. Es ist ein zeitaufwändiger und schmerzhafter Prozess. Das Georgia Tech-Team hat Mikronadeln entwickelt, die kleiner als ein Sandkorn sind und aus Tätowierfarbe bestehen, die von einer löslichen Matrix umgeben ist.

„Da die Mikronadeln aus Tätowierfarbe bestehen, tragen sie die Tinte sehr effizient in die Haut ein“, sagte Li, der Hauptautor der Studie.

Auf diese Weise können die Mikronadeln nur einmal in die Haut gedrückt werden und sich dann auflösen. Sie hinterlassen die Tinte nach wenigen Minuten in der Haut, ohne auszubluten.

Obwohl die meisten Mikronadelpflaster für Pharmazeutika oder Kosmetika Dutzende oder Hunderte von Mikronadeln aufweisen, die quadratisch oder kreisförmig angeordnet sind, prägen Mikronadelpflaster-Tattoos ein Design ein, das Buchstaben, Zahlen, Symbole und Bilder enthalten kann. Durch die Anordnung der Mikronadeln in einem bestimmten Muster fungiert jede Mikronadel wie ein Pixel und erzeugt ein Tattoo-Bild in beliebiger Form oder Muster.

Die Forscher beginnen mit einer Form, die Mikronadeln in einem Muster enthält, das ein Bild erzeugt. Sie füllen die Mikronadeln in der Form mit Tätowierfarbe und fügen zur bequemen Handhabung eine Patch-Rückseite hinzu. Das so entstandene Pflaster wird dann einige Minuten lang auf die Haut aufgetragen, wobei sich die Mikronadeln auflösen und die Tätowierfarbe freisetzen. In die Mikronadeln können Tätowierfarben in verschiedenen Farben eingearbeitet werden, darunter auch Schwarzlichttinte, die nur bei Beleuchtung mit ultraviolettem Licht sichtbar ist.

Ein Mikronadel-Patch-Tattoo stammt vom Erfinder Mark Prausnitz. Bildnachweis: Georgia Tech

Das Labor von Prausnitz erforscht seit Jahren Mikronadeln für die Impfstoffabgabe und hat erkannt, dass sie auch auf Tätowierungen anwendbar sein könnten. Mit Unterstützung der Alliance for Contraception in Cats and Dogs begann Prausnitz‘ Team mit der Arbeit an Tätowierungen, um kastrierte und kastrierte Haustiere zu identifizieren, erkannte dann aber, dass die Technologie auch für Menschen wirksam sein könnte.

Die Tattoos wurden auch unter Berücksichtigung der Privatsphäre entworfen. Die Entwickler haben sogar Pflaster entwickelt, die empfindlich auf Umweltfaktoren wie Licht oder Temperaturschwankungen reagieren und bei denen das Tattoo nur bei ultraviolettem Licht oder höheren Temperaturen sichtbar wird. Dies bietet den Patienten Privatsphäre und lässt das Tattoo nur dann sichtbar werden, wenn dies gewünscht ist.

Die Studie zeigte, dass die Tätowierungen mindestens ein Jahr halten können und wahrscheinlich dauerhaft sind. Dies macht sie auch zu einer praktikablen kosmetischen Option für Menschen, die sich ein ästhetisches Tattoo ohne das Risiko einer Infektion oder die mit herkömmlichen Tätowierungen verbundenen Schmerzen wünschen. Mikronadel-Tattoos könnten alternativ mit temporärer Tattoo-Tinte beladen werden, um kurzfristigen Bedarf in der Medizin und Kosmetik zu decken.

Mikronadel-Patch-Tattoos können auch verwendet werden, um Informationen in der Haut von Tieren zu kodieren. Anstatt das Ohr abzuschneiden oder eine Ohrmarke an Tieren anzubringen, um den Sterilisationsstatus anzuzeigen, kann stattdessen eine schmerzlose und diskrete Tätowierung angebracht werden.

„Das Ziel besteht nicht darin, alle Tätowierungen zu ersetzen, bei denen es sich oft um von Tätowierern geschaffene Schönheitswerke handelt“, sagte Prausnitz. „Unser Ziel ist es, neue Möglichkeiten für Patienten, Haustiere und Menschen zu schaffen, die sich ein schmerzfreies Tattoo wünschen, das einfach verabreicht werden kann.“

Referenz: „Microneedle Patch Tattoos“ von Song Li, Youngeun Kim, Jeong Woo Lee und Mark R. Prausnitz, 14. September 2022, iScience.DOI: 10.1016/j.isci.2022.105014

Prausnitz ist Mitbegründer eines Unternehmens namens Micron Biomedical, das die Mikronadel-Patch-Technologie entwickelt, sie weiter in klinische Studien einführt, kommerzialisiert und schließlich Patienten zur Verfügung stellt.

Prausnitz und mehrere andere Forscher der Georgia Tech sind Erfinder der in dieser Studie verwendeten Mikronadel-Patch-Technologie und besitzen Anteile an Micron Biomedical. Sie haben Anspruch auf Lizenzgebühren aus künftigen Produktverkäufen von Micron Biomedical im Zusammenhang mit der Forschung. Diese potenziellen Interessenkonflikte wurden offengelegt und werden vom Georgia Institute of Technology überwacht.