Foto: Rachel Barton/Texas A&M College of Engineering

In Science Advances beschreiben Tsz Hung Wong und Kollegen ein kleines, flexibles Pflaster, das an der Mundschleimhaut haftet und dort den Entzündungsmarker TNF-α misst.¹ Dieses Eiweiß ist an Entzündungsreaktionen beteiligt, auch bei Infektionen im oralen Weichgewebe. Ziel ist es, entsprechende Prozesse direkt vor Ort nachzuweisen. Technisch basiert das System auf einer leitfähigen Graphen-MXen-Schicht, die mit spezifischen Sonden versehen ist. Befindet sich TNF-α im umliegenden Gewebe und bindet an diese Oberfläche, verändert sich die elektrische Leitfähigkeit. Diese Veränderung wird als Signal erfasst.

Laut Studie liegt die Nachweisgrenze bei 18,2 Femtogramm pro Milliliter. Ein Femtogramm ist der billionste Teil eines Gramms, es geht also um äußerst geringe Konzentrationen. Zur Einordnung sagte Studienleiter Chenglin Wu in der Pressemitteilung der Universität, dass Patienten bei Virusinfektionen häufig erst bei 10 Millionen oder sogar 1 Milliarde Viruspartikeln pro Milliliter Symptome entwickeln. Der entwickelte Sensor könne dagegen bereits 100 bis 150 Zielmoleküle pro Milliliter nachweisen. Der Vergleich soll die hohe Empfindlichkeit des Systems verdeutlichen. Damit das im feuchten und bewegten Milieu der Mundhöhle funktioniert, kombiniert das Team mehrere Materialschichten. Ein selektiv permeables Hydrogel wirkt als Filter und hält größere oder unerwünschte Moleküle zurück. Eine stark haftende Hydrogelbasis sorgt dafür, dass das Pflaster auch beim Sprechen oder Schlucken stabil an Ort und Stelle bleibt. Laut den Autoren ist diese feste Anbindung entscheidend, da Gewebebewegungen die Messwerte beeinflussen können. Getestet wurde das System bislang im Tiermodell.

^{1 Tsz Hung Wong et al, Tissue-adhesive hydrogel–MXene biosensor for in situ intraoral TNF-α detection, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.ady9180}