Zie Nieuws

Aan slimme tattoo komt geen naald te pas UT ontwikkelt injectie via vloeistofjet

Een tatoeage die je waarschuwt als je te lang in de zon bent geweest, of signaleert dat je je medicijnen moet innemen? Behalve hun cosmetische rol, zouden tatoeages ook nieuwe functies kunnen krijgen, dankzij intelligente inkten. Dat vraagt wel om een preciezere en minder invasieve techniek van injecteren. Onderzoekers van de Universiteit Twente ontwikkelen nu een micro-jet injectietechniek die niet met naalden werkt maar met een haardunne en ultrasnelle vloeistofstraal: niet pijnlijk en veel minder verspillend. In een publicatie in het Journal of Applied Physics vergelijken de onderzoekers de klassieke naald met deze nieuwe techniek.

Over Ötzi de IJsmummie is bekend dat hij, meer dan 5000 jaar geleden, al tientallen eenvoudige tatoeages had, naar verluidt bedoeld om pijn te bestrijden. En van het klassieke ‘anker’ op de arm van een zeeman, is een tatoeage steeds gewoner geworden. Naar schatting hebben 44 miljoen mensen in Europa een tatoeage. De techniek is eigenlijk niet veranderd, en niet zonder risico’s. Een of enkele naalden brengen, al bewegend, inkt aan onder huid. Dit is pijnlijk en kan de huid beschadigen. Ook wordt er vrij veel inkt verspild en moeten, na afloop de naalden op een verantwoorde manier worden afgevoerd. Het alternatief, dat David Fernández Rivas en zijn collega’s nu ontwikkelen, gebruikt helemaal geen naald meer. Het paper vergelijkt deze nieuwe techniek met bestaande tatoeage-apparaten, en hun effect op een kunstmatig alternatief voor de huid. Ook de klassieke tatoeagetechniek is nog nooit zo grondig onderzocht, aldus Fernandez Rivas.


Laser verhit vloeistof

In de nieuwe techniek wordt de vloeistof, in microkanaaltjes op een glazen chip, belicht via een laser. In zeer korte tijd wordt de vloeistof tot boven het kookpunt verhit, er ontstaat een groeiende gasbel die de vloeistof in een jet naar buiten duwt. Die jet, met een diameter van een gemiddelde mensenhaar, bereikt een snelheid tot wel 100 meter per seconde (360 km/h).  De vloeistof is dan in staat door het huidoppervlak heen te dringen. Het prikje dat je voelt is niet veel meer dan een muggenbeet.

Werking van de vloeistofinjectie: door verhitting ontstaat een bel die de vloeistof (met medicijn of inkt) met kracht wegduwt uit het vloeistofkanaal

Geen verontreiniging

De onderzoekers hebben geëxperimenteerd met verschillende commerciële inkten die verkrijgbaar zijn voor tatoeages. Vergeleken met de tatoeage-machine verbruikt de nieuwe techniek veel minder energie. De beschadiging van de huid is minimaal en de injectie is veel effectiever dan met een naald: er gaat ook geen materiaal verloren. Er is geen kans op verontreinigde naalden. Bij tatoeëren wordt vaak gewerkt met verschillende naalden tegelijk; voor de micro-jet is dit nog niet uitgeprobeerd, maar technisch is het goed mogelijk. Ook de vloeistofvolumes moeten nog omhoog om een serieuze concurrent te worden voor de naald.

Inkt als sensor

De medische wereld past dit type technieken ook toe, bijvoorbeeld bij het behandelen van huidaandoeningen, het camoufleren van littekens, of de behandeling van haarziekten. Ook daar kan naaldloze techniek uitkomst bieden, evenals in gebruikelijke vaccinaties. Het is zelfs mogelijk om tatoeages én cosmetisch te laten zijn én een medische functie te geven: wat als de inkt gevoelig is voor licht of voor de aanwezigheid van een bepaalde stof in de huid of het zweet?

Over dit toekomstbeeld buigen zich wetenschappers, studenten, ondernemers en tattoo artists zich op 18 april tijdens het congres ‘The future under our skin’ in het DesignLab op de campus van de Universiteit Twente.

Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Mesoscale Chemical Systems, onderdeel van het MESA+ Instituut van de UT.

Het paper ‘High speed imaging of solid needle and liquid micro-jet injections’, door Loreto Oyarte Gálvez, Maria Brió Péreze en David Fernández Rivas, is gepubliceerd in het Journal of Applied Physics.

Wiebe van der Veen
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)