Ein flexibler Schweißsensor soll Entzündungsmarker direkt auf der Haut erfassen und perspektivisch kontinuierliche Messungen ohne Blutabnahme ermöglichen. Forschende der Freien Universität Bozen haben eine Plattform entwickelt, die auf die Zytokine Interleukin-6 und TNF-alpha reagiert. Bis daraus ein medizinisch einsetzbares Wearable wird, fehlen allerdings noch Integration und klinische Validierung.
Schweiß enthält neben Elektrolyten auch Proteine und andere Biomarker, die Informationen über physiologische Prozesse liefern können. Forschende des Sensing Technologies Laboratory der Freien Universität Bozen untersuchen deshalb, wie sich solche Moleküle mit flexiblen elektrochemischen Sensoren erfassen lassen. Im Mittelpunkt stehen unter anderem die Zytokine Interleukin-6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α). Beide sind an Immun- und Entzündungsreaktionen beteiligt. Ihre Konzentrationen können sich bei zahlreichen Erkrankungen verändern – daraus folgt allerdings noch nicht, dass eine Messung im Schweiß eine bestimmte Erkrankung diagnostizieren kann.
Schweißsensor nutzt Aptamere zur Erkennung
Die Sensorplattform besteht aus auf flexiblem Kunststoff gedruckten Kohlenstoffelektroden. Deren Oberfläche wird mit Goldnanopartikeln und sogenannten Aptameren funktionalisiert. Diese kurzen DNA-Sequenzen binden gezielt an bestimmte Zielmoleküle und verändern dabei die elektrochemischen Eigenschaften des Sensors. In einer 2024 veröffentlichten Arbeit konnten die Forschenden IL-6 in künstlichem Schweiß im Bereich von 0,2 bis 20 Pikogramm pro Milliliter nachweisen. Gegenüber TNF-α zeigte der Sensor dabei nur eine geringe Kreuzreaktion. Die Arbeit demonstrierte damit zunächst die analytische Machbarkeit einer flexiblen IL-6-Messung. Inzwischen wurde der Ansatz weiterentwickelt. Ploners 2026 abgeschlossene Dissertation beschreibt eine flexible Plattform zur Messung sowohl von IL-6 als auch von TNF-α und verbindet Sensorik mit Mikrofluidik und Verfahren zur kontrollierten Schweißgewinnung. Nach Angaben der Universität wurde die weiterentwickelte Sensorik bereits mit Schweißproben von 20 Personen getestet. Dabei ließen sich beide Zytokine auch in Proben mit unterschiedlichem pH-Wert und unterschiedlicher Zusammensetzung nachweisen.
Vom Sensor zum Wearable fehlt noch ein Schritt
Damit die Messung später direkt am Körper erfolgen kann, muss der Schweiß zuverlässig zum Sensor transportiert werden. Dafür arbeitet das Team mit einem Mikrofluidiksystem. Zusätzlich wird Iontophorese untersucht: Ein schwacher elektrischer Strom regt lokal die Schweißproduktion an, sodass Messungen nicht ausschließlich von körperlicher Aktivität oder Umgebungstemperatur abhängen.
„Die nächste Herausforderung besteht nun darin, Sensor, Mikrofluidik und Elektronik in einem einzigen tragbaren Gerät zu vereinen“, beschreibt Moritz Ploner den nächsten Entwicklungsschritt.
Genau an dieser Integration entscheidet sich, ob aus der Laborsensorik ein alltagstaugliches Wearable werden kann. Neben stabiler Probengewinnung und Elektronik müssen unter anderem Schwankungen der Schweißzusammensetzung, Kalibrierung und Langzeitstabilität beherrscht werden. Auch grundsätzlich ist die Evidenz für entzündungsbezogene Schweißmarker noch begrenzt. Eine aktuelle systematische Übersichtsarbeit wertete 13 Humanstudien zu CRP, IL-6 und TNF-α aus. Demnach ist die Messung analytisch grundsätzlich möglich, die Studien waren jedoch klein und methodisch heterogen. Für IL-6 fanden sich moderate Zusammenhänge zwischen Schweiß- und Blutwerten, aber bislang nur begrenzte Daten zur diagnostischen Aussagekraft. Der Bozener Sensor ist deshalb derzeit vor allem eine technische Plattform zur Biomarkererfassung – kein Instrument zur Diagnose von Sepsis, Krebs oder anderen in der Pressemitteilung genannten Erkrankungen. Dafür müsste zunächst gezeigt werden, welche Schweißwerte unter definierten Bedingungen tatsächlich klinisch relevante Veränderungen zuverlässig anzeigen. Gerade darin liegt jedoch das medizintechnische Potenzial: Gelingt die Validierung, könnten Wearables künftig nicht nur Bewegung, Herzfrequenz oder Sauerstoffsättigung messen, sondern auch molekulare Veränderungen des Körpers kontinuierlich erfassen.
