Chemisch gesehen kommen als Tattoofarben anorganische Pigmente aus Carbon Black (Ruß) und Titanweiß zum Einsatz, teilweise werden noch Eisenoxide für gelbe oder rote Farbanteile genutzt. Aufgrund des natürlichen Nickelanteils kann dies aber Allergien hervorrufen, so dass diese Farben auf dem Rückzug sind. Für die Farbenpracht auf der Haut sorgen heute überwiegend organische Pigmente. „Früher, schon zu Lebzeiten von Ötzi, wurde Ruß oder Kohle archaisch in die Haut eingeritzt. Außer Kohlenstoff steckt da natürlich wenig Chemie drin. Auch heute dominiert diese schwarze Farbe. Die farbigen Tattoostoffe kamen erst ab den 1970er Jahren auf. Allerdings werden diese nicht extra entwickelt, sondern basieren auf Baufarben oder auf Lackfarbstoffen, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie genutzt werden. Sogar fluoreszierende Farben sind möglich“, sagt Klaus Roth. 

Farbstoffe für Kosmetika werden ebenfalls genutzt. Problem: Es gibt kein Zulassungsverfahren und keine Positivliste für Tätowierfarben und auch keine klinische Prüfung. „Aber alles, was nicht in Kosmetika enthalten sein darf, ist auch in Tätowierfarben verboten. Hierbei muss jedoch beachtet werden, dass Kosmetika üblicherweise nur auf die Haut aufgebracht, aber nicht injiziert werden. Letzteres birgt ein sehr viel höheres Gefahrenpotential“, erläutert Prof. Christa Müller, Leiterin der Abteilung Pharmazeutische & Medizinische Chemie am Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn. „Die als wässrige Suspensionen eingesetzten Farbpigmente können mikrobiell verunreinigt sein. Deshalb enthalten die Farbpigment-Suspensionen meist Konservierungsmittel, häufig Benzoisothiazolinon. Diese Stoffe können wiederum hautreizend sein oder allergen wirken.“

Was zeichnet aber nun eine gute Tattoofarbe aus? Sie muss vor allem eine Pigmentfarbe sein, die sich nicht auflöst, an Ort und Stelle von der Haut eingekapselt wird und dort verbleibt. Sie muss lichtstabil sein, damit sie nicht mit der Zeit verblasst. Idealerweise handelt es sich um eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit, die je nach Scherkräften fest oder flüssig ist. Diese Eigenschaft ist wichtig beim Einbringen der Farbe unter die Haut. Die Kunst des Tätowierens beginnt dabei mit dem ersten Nadelstich. Heute werden mit modernen feinnadeligen Tätowiermaschinen in hoher Stichfrequenz die Farben bis zu zwei Millimeter unter die Haut eingebracht – ohne Betäubung, denn selbst ausgebildete Tätowierkünstler dürfen nicht betäuben. Beim Einbringen der Nadel in die Haut kann die zunächst dickflüssige Farbe unter Druck leichtflüssig in die Hautschicht fließen. Wird die Nadel entfernt, wird die Farbe wieder dickflüssig und verläuft nicht mehr. Wenn die eingeführte Farbe zur Ruhe kommt, dürfen die mikrofeinen Farbpigmente nicht verklumpen bzw. koagulieren. „Wird zu viel Farbe eingebracht, entstehen unästhetische Hauterhebungen. Nach dem Tätowieren entzündet sich die verletzte Haut, und es kommt zu einer Einwanderung von Hautmakrophagen, die die Pigmente aufnehmen und diese umschließen. Dann klingt die Entzündung ab, und die Pigmente verbleiben größtenteils in der Haut. Da es sich beim Stechen um eine Verletzung der Epidermis handelt, besteht die Gefahr von Infektionen“, warnt Prof. Müller. „Tätowierungen können zu allergischen Reaktionen, zu chronischen Entzündungen, und sogar zu dauerhafter Lichtempfindlichkeit führen, wobei klassische Tätowierungen mit Kohlenstoff- oder Titandioxid-Pigmenten im Allgemeinen am verträglichsten sind.“