Si vous êtes tatoueur, vous savez à quel point la procédure est douloureuse (et parfois très longue). Imaginez que votre prochain tatouage soit fait avec un patch microneedle qui est simplement appliqué sur la peau et injecte l’encre sans douleur et sans sang ! C’est le principe de l’appareil, créé par une équipe du Georgia Institute of Technology d’Atlanta. Si ce dernier a été développé principalement à des fins médicales, il pourrait être utilisé pour les tatouages vétérinaires et cosmétiques.
Les tatouages sont utilisés en médecine pour masquer les cicatrices, répéter la radiothérapie du cancer ou réparer les mamelons après une intervention chirurgicale. Les tatouages peuvent également être utilisés à la place des bracelets pour signaler des conditions médicales spécifiques telles que le diabète, l’épilepsie ou les allergies. Mais se faire tatouer est un processus particulièrement douloureux : une grosse aiguille doit percer plusieurs fois la peau jusqu’au derme pour que l’encre y parvienne ; et selon la surface à tatouer, cela peut prendre plusieurs heures… A cela s’ajoute le risque d’infection.
Parallèlement, des patchs cutanés à micro-aiguilles (de l’ordre de quelques centaines de micromètres) se sont développés comme une alternative plus simple et moins invasive aux injections médicamenteuses : des aiguilles microscopiques pénètrent à la surface de la peau pour libérer le médicament en vue d’une application topique. effet ou absorption systémique par le système vasculaire de la peau. Des chercheurs du Georgia Institute of Technology se sont inspirés de cette technologie pour concevoir des patchs dédiés aux tatouages, où chaque micro-aiguille correspond à un point sur une image.
Les informations importantes sont imprimées discrètement
Les patchs conventionnels à micro-aiguilles pour l’administration de médicaments sont généralement de forme carrée ou ronde. Pour créer des patchs de forme différente, les chercheurs ont utilisé un découpeur laser pour perforer des cavités coniques dans des feuilles de polydiméthylsiloxane ; ainsi, ils pourraient former n’importe quel motif souhaité (pour l’expérience : un cœur et une étoile). Chaque micro-aiguille a été fabriquée à partir d’un mélange de particules d’encre de tatouage et d’un polymère hydrosoluble biocompatible. « Parce que les micro-aiguilles sont fabriquées à partir d’encre de tatouage, elles sont très efficaces pour injecter l’encre dans la peau », a déclaré Sun Li, le premier auteur de l’étude, dans un communiqué.
(A) Images microscopiques représentatives de taches de tatouage à micro-aiguilles : (i) vue de dessus de moules en polydiméthylsiloxane avec motifs de tatouage ; (ii) des patchs d’encre de tatouage rouge ou bleu ; (iii) peau de porc tatouée. Échelle de barre : 5 mm. (B) Photographies de tatouages de rats et leur évolution dans le temps jusqu’à un an. © S. Lee et al.
Une fois que l’encre pénètre dans la peau, les micro-aiguilles se dissolvent ; seul le porteur du patch reste à l’abri de tout objet pointu ou coupant à risque biologique. Les patchs ont d’abord été testés sur des rats : les images sont restées visibles pendant au moins un an, conservant à la fois forme et couleur. « La procédure a été bien tolérée, sans effets secondaires sur la peau », précisent les chercheurs. L’équipe a également testé ces patchs en y appliquant de l’encre fluorescente, qui n’est visible qu’à la lumière ultraviolette.
Ils ont alors cherché à développer leur technologie d’une manière qui pourrait profiter aux tatouages médicaux et vétérinaires : le patch contiendrait des informations (sous forme de lettres et de chiffres) qui pourraient guider le traitement. Après avoir réussi un tatouage à un seul numéro (encre visible et UV), ils ont également conçu un patch à 10 numéros. « De tels filigranes numériques peuvent être utilisés pour enregistrer la date ou l’année d’une procédure médicale, ou d’autres informations quantitatives nécessaires au traitement ou au suivi », note l’équipe d’iScience. Elle a également démontré que davantage d’informations peuvent être stockées de la même manière en filigranant un code QR.
Tatouages avec chiffres visibles et encre UV. © S. Lee et al.
Alors que les encres UV offrent déjà une certaine marge de manœuvre, les chercheurs notent qu’une plus grande confidentialité peut être obtenue en utilisant un colorant qui n’est visible que dans l’infrarouge (ou d’autres parties du spectre électromagnétique) et nécessite un équipement spécial pour le détecter.
Des tatouages qui répondent aux changements environnementaux et physiologiques
D’autres symboles médicaux ont été générés de la même manière : l’équipe a réalisé huit patchs différents pour tatouer la peau avec les groupes sanguins (A+, A-, B+, etc.), ainsi qu’un patch composé du symbole T1D (pour le diabète de type 1 ). . « Ces tatouages médicaux démontrent la faisabilité de développer des patchs à micro-aiguilles pour fournir des informations en utilisant une variété de chiffres, de lettres, de symboles, de couleurs et de combinaisons de ceux-ci », écrivent les chercheurs.
Autre application médicale testée par l’équipe : la co-administration du vaccin et la date de vaccination. Le double patch développé pour cet essai était composé de deux parties distinctes (pour éviter toute interaction entre le vaccin et l’encre) : d’une part, le vaccin antipoliomyélitique inactivé (sur support de micro-aiguille carré classique), et d’autre part, le encrer. dans un réseau de micro-aiguilles qui forment le nombre « 20 » (pour 2020).
Testé chez le rat, ce double patch a induit une réponse immunitaire à la vaccination non significativement différente de celle observée chez le rat vacciné par injection intramusculaire. Il n’y a pas eu d’effets secondaires sur la peau, la procédure a été généralement bien tolérée ; le chiffre 20 (que l’encre ou les rayons ultraviolets soient visibles) est resté lisible pendant au moins un an après la vaccination. « Cette approche peut être particulièrement utile dans les contextes aux ressources limitées avec une infrastructure limitée pour les dossiers médicaux », note l’équipe.
Exemples de tatouages photosensibles et thermosensibles. © S. Lee et al.
Enfin, les chercheurs ont évalué la faisabilité d’utiliser des patchs sensibles à la lumière et à la chaleur, suggérant qu’il pourrait être avantageux d’avoir un tatouage qui réagisse aux changements environnementaux. Ils ont combiné des encres visibles et UV pour créer un tatouage qui s’est rendu différemment dans différentes conditions d’éclairage. De même, ils ont créé un patch rempli d’encre conventionnelle et thermochromique : l’aspect du tatouage changeait en fonction de la température.
Ce type de tatouage peut être utilisé pour contrôler la température de la peau, comme en cas de fièvre ou lors d’un traitement thermique. On peut même supposer que les tatouages réagissent à d’autres facteurs physiologiques tels que les niveaux de glucose, les enzymes et le pH. Désormais, ces tatouages doivent être testés sur des humains pour confirmer leur innocuité et leur durabilité, ainsi que leur indolore.
Outre ces applications médicales, ces patchs à micro-aiguilles permettent d’encoder sans douleur des informations sur la peau des animaux, notamment pour indiquer leur statut de stérilisation. Mais évidemment pas question de se substituer au travail artistique des tatoueurs : la complexité, les dimensions et les couleurs des dessins seraient trop difficiles à reproduire de cette manière. « Notre objectif est de créer de nouvelles opportunités pour les patients, les animaux domestiques et les personnes qui souhaitent un tatouage indolore et facile à appliquer », a déclaré Mark Prausnitz, auteur de l’étude.
