Tatuagem eletrônica é aplicada sobre células individuais

Tatuagem eletrônica implantada sobre um fibroblasto vivo.
[Imagem: Kam Sang Kwok/Soo Jin Choi/Johns Hopkins University.]

Tatuagem celular

As tatuagens eletrônicas estão cumprindo tão bem as funções para as quais estão sendo projetadas que os cientistas decidiram miniaturizá-las ao extremo, levando-as para o mundo das células.

Kam Kwok e colegas da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, desenvolveram tatuagens eletrônicas em nanoescala, um avanço que coloca os pesquisadores um passo mais perto de rastrear a saúde de células individuais.

A nova tecnologia permitiu pela primeira vez a colocação de componentes ópticos e eletrônicos em células vivas, usando matrizes de pontos e fios, semelhantes a tatuagens, que aderem às células, sendo capazes de se flexionar e se adaptar à estrutura externa úmida e fluida das células.

"Se você está imaginando aonde tudo isso vai dar no futuro, nós queremos ter sensores para monitorar e controlar remotamente o estado de células individuais e o ambiente que as cerca, em tempo real," disse o professor David Gracias. "Se tivermos tecnologias para rastrear a saúde de células isoladas, talvez possamos diagnosticar e tratar doenças muito mais cedo, e não esperar até que todo o órgão fique danificado.

Essas tatuagens eletrônicas preenchem a lacuna entre células ou tecidos vivos e os sensores e equipamentos eletrônicos convencionais - são essencialmente códigos de barras ou códigos QR, disse Gracias.

Uma tatuagem eletrônica normal - grande - implantada no cérebro de um rato.
[Imagem: Kam Sang Kwok/Soo Jin Choi/Johns Hopkins University.]

Monitoramento de células individuais

Os pesquisadores construíram as tatuagens na forma de matrizes com ouro, um material conhecido por sua capacidade de evitar perda de sinal ou distorção na fiação eletrônica, e ser biocompatível.

As matrizes foram tratadas com colas moleculares e então transferidas para as células usando um filme de hidrogel de alginato, um laminado semelhante a um gel que se dissolve depois que o ouro adere à célula. A cola molecular na matriz se liga a um filme secretado pelas células, chamado matriz extracelular.

Os testes envolveram a aplicação das tatuagens a células que produzem e sustentam o tecido do corpo humano, chamadas fibroblastos.

"Mostramos que podemos anexar nanopadrões complexos a células vivas, garantindo que a célula não morra," disse Gracias. "É um resultado muito importante que as células possam viver e se mover com as tatuagens porque muitas vezes há uma incompatibilidade significativa entre as células vivas e os métodos que os engenheiros usam para fabricar eletrônicos."

A equipe agora planeja tentar anexar nanocircuitos mais complexos, que possam permanecer no local por períodos mais longos. Eles também querem fazer experimentos com diferentes tipos de células.