Tatuaggi che appaiono e scompaiono con la luce: come funzionano gli inchiostri fotocromici PhotoTat

PhotoTat è un inchiostro per tatuaggi in fase di studio composto da moleocle fotocromiche. Quasi invisibile, si colora in pochi secondi con la luce UV e si cancella con luce bianca intensa. La nuova tecnologia potrebbe servire per tatuaggi medici visibili solo in clinica, ma è stato testato su una sola persona e la sicurezza va ancora dimostrata.

PhotoTat è un inchiostro per tatuaggi "riscrivibile" sviluppato dall'Università del Colorado Boulder: bastano 2-3 secondi di luce ultravioletta per farli passare da quasi invisibili a blu, magenta e gialli, mentre una luce bianca intensa li "cancella". Il principio si basa su tre molecole fotocromiche (che cambiano colore assorbendo la luce) contenute in nanoparticelle polimeriche. Lo studio, pubblicato sulla rivista di Cell Press – Matter & Light, è una prova principalmente di concetto: la sicurezza delle formulazioni non è ancora stata testata. Gli autori ipotizzano diverse applicazioni per questa tecnologia non ancora in commercio: tatuaggi artistici, trucco permanente ricolorabile e soprattuto, tatuaggi medici come punti di riferimento per la radioterapia o i siti di una biopsia.

I pigmenti fotocromatici e la differenza con i tatuaggi tradizionali

Un tatuaggio tradizionale deposita particelle di pigmento nel derma (lo strato sotto all'epidermide), dove le cellule immunitarie non riescono a smaltirle e i colori restano li per decenni. Il gruppo del chimico Carson Bruns ha mantenuto il principio ma ha cambiato il pigmento. Al suo posto ci sono tre diariletene (una famiglia di molecole fotocromiche) commerciali, ciascuno disperso in sfere di PMMA (la plastica trasparente nota come plexiglass) larghe circa 100-500 nanometri, dimensioni simili a quelle dei pigmenti tradizionali. Il PMMA è usato da decenni in impianti permanenti come cementi ossei, lenti intraoculari e filler, e qui isola il colorante dai tessuti. Gli inchiostri si applicano con le normali macchinette da tatuaggio.

Un diariletene esiste in due forme: una aperta incolore e una chiusa ad anello che assorbe luce visibile colorandosi. Ma come avviene il passaggio da una conformazione all'altra? La luce ultravioletta fa chiudere la molecola (nello studio è stata usata una luce LED a 365 nanometri) mentre la luce visibile riapre l'anello e spegne il colore.

inchiostro invisibile tatoo — Fotoattivazione dei tre colori primari di PhotoTat con torce a LED UV (365 nm) e bianche in un modello di pelle in silicone incolore. Credit: Bruns C. J. et al., Matter & Light

Il punto chiave è che queste molecole sono "bistabili": a differenza di altri fotocromi non tornano incolori da sole al buio. Così, in casa, sotto la debole luce delle lampade, il disegno resta visibile da ore a giorni, mentre con una torcia molto luminosa sparisce in pochi secondi. I ricercatori hanno mescolato i tre coloranti primari che assorbono in una banda diversa dello spettro e, con test su silicone e pelle di maiale, hanno preparato 16 inchiostri.

I limiti della tecnologia PhotoTat e il test sulla gamba dell’autore

Carson Bruns, autore dello studio e cofondatore dell'azienda che commercializza la tecnologia, è stato l'unico soggetto testato in questa fase, tatuandosi una serie di squame sulla gamba. I risultati hanno mostrato che, a distanza di quasi due anni, tutti e tre i pigmenti mantenevano intatta la capacità di "accendersi" e "spegnersi". Un test rassicurante che segue le orme di un precedente inchiostro monocromatico, sviluppato dallo stesso laboratorio e testato su 11 volontari per almeno un anno senza alcun evento avverso.

Tuttavia, dalla sperimentazione sono emersi anche alcuni limiti pratici:

L'alone del blu: dopo 10-100 cicli di attivazione, il pigmento blu lascia una tinta violacea permanente, rendendo il tatuaggio parzialmente visibile anche "a riposo".
Colori e incarnato: dalla palette mancano ancora colori come il ciano e il bianco. Inoltre, più la pelle è scura meno il disegno risulta visibile.
L'attivazione involontaria: dato che la luce solare contiene raggi UV, il tatuaggio si attiva all'aperto anche quando il cielo è coperto. L'unico modo per "nasconderlo" è applicare una crema solare: un fattore di protezione SPF 30 si è dimostrato capace di spegnerlo del tutto in pochi minuti.

alone blu — Ripetuti cicli di illuminazione generano gradualmente, nel canale blu, un sottoprodotto di colore viola che rimane visibile anche nello stato di completa disattivazione. Credit: Bruns C. J. et al., Matter & Light

L’utilizzo in medicina e la sicurezza

L'applicazione più promettente per questa tecnologia è medica. Ai pazienti sottoposti a cicli di radioterapia vengono spesso fatti piccoli tatuaggi permanenti per allineare il fascio di radiazione a ogni seduta: con PhotoTat sarebbero visibili solo in ambulatorio sotto la luce UV. Lo stesso vale per i segni che indicano i siti di una biopsia.

Per quanto riguarda la sicurezza, la luce usata per attivare questi disegni (2-3 secondi) equivale a circa 6-10 secondi di sole medio. Gli stessi autori precisano che per ogni canale servono test di citotossicità, sterilità e purezza prima di un uso su larga scala. Non hanno inoltre verificato con biopsie dove finiscano le particelle nella pelle. In Europa, dal 2022 il regolamento REACH limita le sostanze pericolose negli inchiostri per tatuaggi.

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