可粘附口腔组织的智能贴片，实时检测炎症信号

当前牙科护理中，感染引发的口腔炎症（如牙髓炎和牙周炎）可能导致牙髓坏死、牙周组织破坏甚至牙齿脱落。炎症反应中，细胞因子等介质是重要的诊断和监测生物标志物。然而，目前牙科诊断主要依赖患者主观描述、常规临床检查（如视诊、触诊、X光等）或实验室分析（如ELISA、PCR），前者可能存在主观性导致误诊，后者则因耗时无法满足即时诊断需求，因此亟需先进的床旁（POC）诊断工具。

为此，研究团队开发了一种具有临床转化潜力的组织黏附水凝胶-MXene（TAHM）生物传感器，用于口腔炎症的原位检测。该传感器采用三明治结构，由石墨烯/MXene传感探针、选择性渗透水凝胶（SPH）膜和组织黏附水凝胶（TAH）贴片组成。石墨烯/MXene传感探针通过场效应晶体管（FET）原理工作，石墨烯提供高电荷迁移率，MXene则为固定TNF-α特异性适配体（VR11）提供稳定平台，二者协同提升检测灵敏度，检测限低至18.2飞克/毫升（1飞克等于10的负15次方克）。SPH膜通过调节聚合物网络孔径，像分子筛一样过滤掉大于目标分子的杂质（如细菌、唾液淀粉酶等），使干扰系数低于7%，确保检测特异性。TAH贴片由聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚物组成，通过共价键与湿组织和传感器基底牢固结合，同时作为软缓冲层减少应力集中，使传感器在不同拉伸比例和加载速率下电阻变化低于0.5%，保证机械稳定性。

体外实验表明，TAHM传感器在多种生理流体（如唾液、牙龈沟液）中均能稳定工作，对TNF-α的检测呈现良好线性关系。通过荧光漂白恢复（FRAP）实验验证，SPH膜能有效限制非目标分子扩散，而允许TNF-α自由通过。力学测试显示，TAH贴片在湿组织上的界面韧性可达350焦/平方米，且在拉伸、循环加载下仍保持稳定。

进一步的离体和在体实验验证了传感器性能：在猪牙龈组织上，传感器能实时检测注射的TNF-α，信号在11分钟左右出现明显变化并逐渐稳定；在豚鼠模型中，传感器可准确捕捉不同浓度TNF-α引发的信号变化，且不受口腔环境中杂质影响。细胞相容性实验显示，TAH和SPH水凝胶的细胞存活率均超过90%，表明其良好的生物安全性。

该研究开发的TAHM生物传感器解决了口腔生物传感中的灵敏度、选择性和稳定性难题，符合世界卫生组织ASSURED标准，有望成为实时口腔炎症诊断的变革性工具，推动个性化口腔健康管理的发展。