آنچه در این مطلب خواهید خواند
چه می‌شد اگر می‌توانستید قند خون خود را پیگیری کنید، بررسی کنید که آیا دچار کم‌آبی هستید یا خیر، یا فقط با نگاه کردن به پوست خود از یک مشکل بالقوه سلامتی مطلع شوید؟ از خالکوبی‌های هوشمند – نوعی بیوتکنولوژی که از نانوحسگرهای تعبیه شده در پوست برای نظارت بر سلامت شما در لحظه استفاده می‌کند – بهره ببرید.
آنها طوری طراحی شده‌اند که با نوسانات شیمیایی بدن شما تعامل داشته باشند. با تشخیص تغییرات در مایع بینابینی- مایعی که در فضای بین سلول‌ها یافت می‌شود – جوهر می‌تواند با تغییر رنگ، موارد قابل اندازه‌گیری مانند گلوکز، pH یا سطح الکترولیت را به فرد نشان دهد.
برای افرادی که بیماری‌های مزمنی مانند دیابت دارند، این می‌تواند به معنای مدیریت سلامت آنها بدون نیاز به خون‌گیری روزانه از انگشت یا دستگاه‌های نظارتی حجیم باشد. اما قبل از اینکه خالکوبی‌های هوشمند در دسترس عموم قرار گیرند، محققان باید بر چند مانع غلبه کنند.
چه چیزی یک خالکوبی را هوشمندانه می‌کند؟
در یک نگاه، نمی‌توانید خالکوبی‌های هوشمند را از خالکوبی‌های معمولی و روزمره تشخیص دهید. آنها نیز به یک روش اعمال می‌شوند: با یک سوزن و جوهر استریل. جوهر تخصصی با نشانگرهای فیزیولوژیکی روی یا زیر پوست واکنش نشان می‌دهد و در پاسخ به تغییرات در معیارهایی مانند گلوکز، سدیم یا سطح هیدراتاسیون، رنگ را تغییر می‌دهد.
علی کی. یتیسن، محقق و دانشیار کالج امپریال لندن، بخش عمده‌ای از دوران حرفه‌ای خود را در زمینه توسعه خالکوبی‌های هوشمند گذرانده است. او خالکوبی‌های هوشمندی را مطالعه می‌کند که مایع میان‌بافتی بدن را اندازه‌گیری می‌کنند و می‌توانند به عنوان جایگزینی برای خون در ردیابی معیارهای سلامت عمل کنند.
او تحقیقات خود را در دانشکده پزشکی هاروارد به همراه تیمی از محققان هاروارد و موسسه فناوری ماساچوست آغاز کرد. آنها چهار خالکوبی برای ردیابی سه معیار ایجاد کردند: یک حسگر pH که از بنفش به صورتی تغییر می‌کرد، یک حسگر گلوکز که از آبی به قهوه‌ای تغییر می‌کرد و یک حسگر سدیم و pH که زیر نور ماوراء بنفش (UV) روشن‌تر می‌شد.
یتیسن گفت هدف این خالکوبی‌ها نه تنها اندازه‌گیری یک معیار خاص، بلکه توانایی انجام چندین اندازه‌گیری همزمان در زمان واقعی است. و او امیدوار است که به زودی این فناوری نه تنها برای اندازه‌گیری معیارهای فیزیکی ، بلکه برای اندازه‌گیری معیارهای عصبی-روانی مانند سروتونین و دوپامین نیز گسترش یابد.
یکی از چالش‌هایی که می‌تواند مانع پیشرفت این فناوری شود این است که اکثر حسگرها فقط یک بار می‌توانند کار کنند. این بدان معناست که پس از یک بار تغییر رنگ، دیگر نمی‌توان از آنها استفاده کرد.
یتیسن گفت این پدیده – که او آن را برگشت‌پذیری می‌نامد – یکی از بزرگترین موانع در عرضه خالکوبی‌های هوشمند به بازار است. همچنین این مسئله‌ای است که او هنوز هم برای غلبه بر آن تلاش می‌کند.
او گفت در حالت ایده‌آل، خالکوبی‌ها را می‌توان با استفاده از دوربین گوشی هوشمند خواند. دوربین گوشی، یک دستگاه پوشیدنی که روی پوست قرار می‌گیرد را تجزیه و تحلیل می‌کند و داده‌ها را در زمان واقعی ثبت می‌کند.
یتیسن گفت: «ایده این است که این حسگرها به عنوان یک دستگاه تشخیصی همراه عمل کنند. برای مثال، این بدان معناست که اگر کسی دارویی مصرف می‌کند، می‌تواند غلظت برخی از این داروها یا نشانگرهای زیستی را در زمان واقعی کنترل کند.»
جوهر جادویی: خالکوبی‌های هوشمندی که فقط در صورت نیاز ظاهر می‌شوند
چالش‌هایی که با خالکوبی‌های هوشمند برای اندازه‌گیری مایع بینابینی همراه است، کارسون برونز، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه کلرادو بولدر، را بر آن داشت تا به دنبال روش متفاوتی باشد. او تصمیم گرفت روی خالکوبی‌هایی تمرکز کند که عناصر خارج از پوست را به جای زیر آن اندازه‌گیری می‌کنند.
اولین خالکوبی که او و تیمش طراحی کردند، کک و مک خورشیدی نام داشت: یک نقطه کوچک روی پوست که می‌تواند اشعه ماوراء بنفش را حس کند. این نقطه در داخل خانه یا در سایه کاملاً نامرئی است، اما وقتی پوست در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می‌گیرد، آبی می‌شود. پس از استفاده از کرم ضد آفتاب یا خارج شدن بیمار از آفتاب، این نقطه ناپدید می‌شود.
این فناوری که «جوهر جادویی» نام دارد، می‌تواند برای افرادی که تحت پرتودرمانی برای سرطان قرار دارند نیز استفاده شود. در حال حاضر، بیماران با خالکوبی‌هایی که شبیه نقاط کوچک هستند، علامت‌گذاری می‌شوند تا به پزشکان کمک کنند در طول پرتودرمانی، ناحیه صحیح را هدف قرار دهند. برونز گفت از آنجا که این خالکوبی‌ها دائمی هستند، اغلب به عنوان یک یادآوری منفی برای بیماران از زمانی که تحت درمان سرطان بوده‌اند، عمل می‌کنند.
او گفت: «ما فکر می‌کنیم جوهر جادویی [برای آن دسته از بیماران] عالی است. این خالکوبی فقط باید هنگام مراجعه به پزشک قابل مشاهده باشد و در بقیه مواقع می‌تواند نامرئی باشد.»
برونز گفت، از نظر زیبایی‌شناسی، یک خالکوبی هوشمند می‌تواند هر شکلی به خود بگیرد. نه تنها می‌تواند شبیه یک خالکوبی معمولی به نظر برسد، بلکه می‌تواند در خالکوبی‌ای که مشتری از قبل دارد نیز قرار داده شود، به این معنی که فقط یک قسمت از خالکوبی با جوهر جادویی خالکوبی می‌شود. گزینه دیگر، تهیه یک نانوتاتوی مستقل با طرح دلخواه مشتری است.
- در هر دو حالت، خالکوبی هوشمند فقط زمانی ظاهر می‌شود که در معرض عامل محرک خود – مثلاً نور فرابنفش – قرار گیرد.
برونز گفت از نظر طول عمر، این جوهر راه درازی را پیموده است. در حالی که نسخه‌های قبلی آن پس از شش تا هشت ماه از بین می‌رفتند، جوهر جدید – که از شیشه پلیمری با درجه زیست‌پزشکی ساخته شده و در برخی دیگر از ایمپلنت‌های زیست‌پزشکی استفاده می‌شود – طوری ساخته شده است که تا آخر عمر دوام بیاورد.
تا الان، او می‌داند که این جوهر حداقل سه سال دوام می‌آورد، چون این مدت زمانی است که روی پوست خودش دوام آورده‌اند.
برونز گفت: «هر جوهر تغییر رنگی که ما می‌سازیم، تقریباً روی خودم خالکوبی می‌کنم. بنابراین، حدود صدها مورد از این خالکوبی‌ها روی بدنم دارم.»
جوهر جادویی در حال حاضر در دسترس عموم است.
خالکوبی‌های هوشمند موقت: یک واسطه‌ی خوب؟
برای کسانی که ممکن است به اندازه کافی برای استفاده از جوهر دائمی احساس راحتی نکنند اما همچنان بخواهند این فناوری را امتحان کنند، یک جایگزین وجود دارد: خالکوبی‌های موقت. پس از ورود این فناوری به بازار، بازیگران دیگری نیز وارد بازار شده‌اند، البته با رویکردی بسیار متفاوت.
LogicInk یکی از این بازیگران است. این شرکت که توسط شرکت‌های سرمایه‌گذاری خطرپذیر بزرگی مانند Village Global و West Ventures پشتیبانی می‌شود، خالکوبی‌های موقتی ارائه می‌دهد که میزان قرار گرفتن در معرض آفتاب را از طریق اشعه ماوراء بنفش و میزان هیدراتاسیون را از طریق الکترولیت‌ها اندازه‌گیری می‌کند. وب‌سایت این شرکت می‌گوید نسخه‌های جدیدی از خالکوبی‌های آن نیز در حال توسعه است که احتمال ابتلا به بیماری‌های ژنتیکی را اندازه‌گیری کرده و ضربه مغزی را غربالگری می‌کند.
اگرچه این خالکوبی‌ها می‌توانند جایگزین مناسبی برای جوهر دائمی باشند، اما ممکن است با همان اشکالاتی که سایر فناوری‌های پزشکی پوشیدنی دارند، از جمله نیاز به استفاده مجدد و مشکلاتی در دقت هنگام تعریق، مالیدن پوست یا تماس با آب، همراه باشند.
غلبه بر انگ اجتماعی و ارائه خالکوبی‌های هوشمند به عموم
برونز جزئیاتی از تحقیقات اولیه خود را در یک سخنرانی TED در سال ۲۰۱۸ به اشتراک گذاشت که به گفته او توجه کیث “بنگ بنگ” مک‌کردی، هنرمند خالکوبی مشهور که خالکوبی روی بدن افراد مشهوری مانند ریحانا، سلنا گومز و مایلی سایرس انجام داده است، را به خود جلب کرد. برونز گفت پس از دعوت مک‌کردی به آزمایشگاهش برای دیدن این فناوری، این دو نفر شرکتی به نام HYPRSKN را با همکاری یکدیگر تأسیس کردند که بر عرضه محصولات به بازار تمرکز دارد.
شرکت مجیک اینک (Magic Ink) زیرمجموعه شرکت HYPRSKN است و طبق وب‌سایت این شرکت، این اولین جوهر تاتوی هوشمند جهان با قابلیت نوشتن مجدد، پاک کردن و برنامه‌ریزی مجدد است.
امروزه، برانز و تیمش در حال کار بر روی نوع جدیدی از خالکوبی هستند که بر اساس این یافته‌ها ساخته شده است. برانز گفت که این خالکوبی به جای حس کردن کرم ضد آفتاب روی پوست، به عنوان یک کرم ضد آفتاب دائمی عمل می‌کند – سدی روی پوست که تا آخر عمر از فرد در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می‌کند.
این خالکوبی‌های دائمی ضد آفتاب روی موش‌ها آزمایش می‌شوند. برونز گفت HYPRSKN مالک، مالکیت معنوی این محصول است و قصد دارد به محض اینکه ایمنی و اثربخشی آن در انسان اثبات شد، آن را تجاری‌سازی کند.
با گذشت زمان و محبوبیت بیشتر فناوری‌های پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و مانیتورهای مداوم گلوکز، برخی از محققان، از جمله نویسندگان یک بررسی اخیر از این فناوری، معتقدند که خالکوبی‌های هوشمند «راهی امیدوارکننده در فناوری مراقبت‌های بهداشتی پوشیدنی ارائه می‌دهند».
با این حال، بسیاری از مصرف‌کنندگان ممکن است نسبت به یک دستگاه پزشکی دائمی که در پوست کاشته می‌شود، محتاط باشند. برخی دیگر ممکن است به طور کلی در مورد خالکوبی مردد باشند، زیرا هنوز در بسیاری از فرهنگ‌ها انگ اجتماعی دارد. اما میزان این انگ اجتماعی هنوز مشخص نیست.
برای مثال، یک مطالعه در سال ۲۰۱۸ نشان داد که به نظر نمی‌رسد داشتن خالکوبی با محرومیت یا تبعیض در بازار کار مرتبط باشد. مطالعه مشابهی که در سال ۲۰۲۲ منتشر شد، نشان داد که متقاضیان دارای خالکوبی، به خصوص اگر خالکوبی‌ها قابل مشاهده باشند، احتمال کمتری برای استخدام دارند.
با این حال، یتیسن نسبت به آینده خالکوبی‌های هوشمند خوشبین است. او گفت که انتظار دارد خالکوبی‌های هوشمندی که می‌توانند چندین چیز را در مورد بدن اندازه‌گیری کنند، تنها ظرف پنج تا ده سال در دسترس مصرف‌کنندگان قرار گیرند.
