Pleister op de huid drukken, pleister eraf trekken, klaar. Onderzoekers in Japan ontwikkelden een nieuwe methode om een simpele tatoeage aan te brengen. Ze testten hun tatoeage-pleister succesvol voor het merken van dieren, maar misschien dat ook mensen in de toekomst op deze manier getatoeëerd kunnen worden.
Om dieren op de boerderij of in een onderzoekslab te merken krijgen ze soms een label aan het oor of een chip geïmplanteerd. Ook bij huisdieren wordt dit wel gedaan. Maar onderzoekers in Japan denken dat een eenvoudige, snelle en nagenoeg pijnloze tatoeage in sommige gevallen een betere manier is om dieren een merkteken te geven.
Onderzoekers van het Institute of Industrial Science aan The University of Tokyo ontwikkelden een pleister met micronaaldjes erop, waarmee eenvoudig een simpele tatoeage op de huid van een dier is aan te brengen. Voorlopig alleen bij dieren, maar er is geen reden waarom deze aanpak op termijn niet ook bij mensen zou kunnen werken. De micronaaldjes staan ook in de belangstelling als een meer patiëntvriendelijke manier om medicijnen of vaccins toe te dienen.
De nieuwe methode werkt anders dan de standaard manier van tatoeëren, waarbij een naaldje met inkt eraan vele malen per seconde in en uit de huid beweegt.
Pleister met micronaaldjes
De Japanse onderzoekers hebben een dun en buigzaam substraat – een soort pleister – voorzien van micronaaldjes. Die naaldjes zijn gemaakt van een vaste stof die oplost in de huid en door het lichaam wordt afgevoerd. In het onderzoek wordt hiervoor hyaluronzuur gebruikt. Dat wordt gemengd met zwarte inkt en daarvan worden de micronaaldjes gemaakt. Nadat een naaldje is opgelost blijft in de huid de zwarte inkt over. Alle details van het onderzoek staan beschreven in een gratis toegankelijk artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Scientific Reports, dat eind december verscheen.
Veel letter- en cijfercombinaties
Om hun techniek te demonstreren maakten de onderzoekers op hun pleisters een raster van micronaaldjes, waarmee eenvoudige letters en cijfers samen te stellen zijn. Op die manier zijn veel verschillende letter- en cijfercombinaties te maken.
‘We denken dat onze methode een eenvoudigere, veiligere en meer humane manier is om dieren te labelen’, zegt Jongho Park, hoofdauteur van het onderzoek, in een persbericht van zijn universiteit.
‘Ook is onze methode veelzijdig genoeg om zowel bij huisdieren als in agrarische bedrijven te worden toegepast.’ Veel training is voor het aanbrengen van de tatoeages ook niet nodig; het is een kwestie van rustig de pleister plakken en dan voorzichtig verwijderen.
Duidelijk leesbaar
Proeven met ratten laten zien dat de tatoeages zeker een maand blijven zitten in de huid, en duidelijk leesbaar blijven. Wel is zo dat sommige pixels niet goed waren aangebracht, waardoor het patroon iets was verstoord. ‘Dit komt doordat enkele naaldjes niet goed in de huid zijn doorgedrongen’, mailt Jongho Park op vragen van De Ingenieur. ‘In die gevallen wordt de inkt niet of niet goed onder de huid gebracht.’
Mallen
De Japanners stortten zich, naast het testen van de techniek, ook op de mallen voor het produceren van een micronaaldjes-structuur. Zo’n mal is een holle structuur gemaakt van het doorzichtige en enigszins buigzame polymeer PDMS (polydimethylsiloxaan). Een gebruiker maakt de micronaaldjes door de mal te vullen met de gewenste materialen.
3D-printen
Het nadeel is wel dat met deze mal alleen de micronaalden-structuur voor één merkteken gemaakt kan worden; niet erg flexibel. De Japanners stellen daarom een manier voor om snel en voor weinig geld een positieve mal te 3D-printen, waarop de negatieve mal kan worden gegoten.
‘Met deze nieuwe fabricagemethode om 3D-geprinte pluggen te maken, wordt veel eenvoudiger en goedkoper om mallen te maken dan met de conventionele gietmethode. Hierdoor verwachten we dat onze methode de ontwikkeling van de micronaalden-pleisters voor verschillende toepassingen kan versnellen’, zegt Park.
Tatoeage-pleisters voor mensen
Komen deze tatoeage-pleisters ook ooit op de markt voor mensen? ‘Onze collega’s aan het Georgia Institute of Technology in de Verenigde Staten hebben al wat onderzoek gedaan op dit gebied’, aldus Park. ‘Als je deze techniek in de praktijk op mensen wil toepassen, zul je eerst moeten bewijzen dat de materialen volledig veilig zijn, want de naaldjes dringen de huid binnen.’
Matrixprinter
En misschien dat deze nieuwe pixel-gebaseerde pleisters over een paar jaar dan gebruikt worden in de tattooshop. Daarvoor moet dan wel de resolutie omhoog, want met cijfers en letters die ogen alsof ze door een matrixprinter zijn gemaakt, zal niemand tevreden zijn.
Park: ‘Ja, voor meer nauwkeurige plaatjes moet de resolutie van de rasters met micronaaldjes goed worden ontworpen. En daarvoor is nog wel nodig dat de fabricagemethode voor dergelijke micronaaldjes-pleisters met hoge resolutie wordt ontwikkeld.’ Ook zal het proces ingewikkelder worden als de tatoeage meerdere kleuren moet bevatten.
Openingsbeeld: De onderzoekers hebben bewezen dat hun methode werkt door eenvoudige karakters op de huid van een rat te tatoeëren. Illustratie The University of Tokyo
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.