يمكن تحويل ضمادات الجروح إلى أنظمة دقيقة لإيتاء الأدوية بمعالجة مواد بحجم بضعة أجزاء من البليون من المتر (نانومتراتnanometers). وتمكِّن التقانة النانوية الباحثين من وضع الأدوية في «شطائر» بين طبقتين من الضماد، وضبط مدى إطلاقها. ويمكن للضمادات الحساسة كشف حالات الجروح الخطيرة. ويمكنها أيضا إطلاق جزيئات تعيق بروتينات مسببة لمشكلات. ويمكن وضع أدوات صغيرة ذات طبقات في شرايين القلب، وتؤدي إذابة طبقات إلى إطلاق دنا DNA لبروتين يساعد على إعادة بناء الأوعية الدموية المتضررة.
لقد عولج جيدا الجنود المصابون بعد عودتهم من القتال في أفغانستان؛ ففي مركز سان أنطونيو الطبي العسكري بتكساس، قام الجراحون بتطعيم نسيج سليم بعناية فائقة على حروقهم وجروحهم باستخدام جراحة مجهريةmicrosurgery لوصل أوعيتهم الدموية بالجلد الجديد. لكن المرضى ما زالوا يواجهون عدم يقينية التحسن، فالأوعية قد لا تزود الأكسجين بما يكفي لنجاح الطعوم.
وعندما زار (١) سان أنطونيو في عام 2010 ورأى هؤلاء الجنود، أدرك أن التقنيات التقليدية لمراقبة مستويات الأكسجين لم تعمل بشكل جيد جدا، وأنها غالبا ما أخفقت في إعطاء تحذير كاف عند فشل الطعم. ويقول : «ما فعله هؤلاء الأطباء مذهلٌ حقا، لكن المشعرات التي يمتلكونها ليست قاطعة.»
ولذلك صمم ضمادا أفضل، فقد بدأ مع زملائه بصباغات تتفاعل مع المستويات المختلفة من الأكسجين، وأضافوا جزيئات نانوية الحجم تضبط فاعلية الصباغ، واستخدموها لتكوين ضماد سائل يشير إلى صحة الجرح الذي يغطيه. وفي هذا الصدد، يقول : «إن الضماد يتغير لونه، كضوء عابر، من الأخضر عبر الأصفر والبرتقالي إلى الأحمر وذلك حسب كمية الأكسجين المزود.» وبعد نجاح التجارب على الضماد السائل الجديد على حيوانات المختبر في عام 2014، تقرر بدء التجارب على البشر في هذا العام.
وباستغلال الإمكانات المكتشفة حديثا على معالجة مواد يصل صغر حجمها إلى بضعة أجزاء من البليون من المتر، لا يستطيع علماء مثل تحسين التقييمات الصحية السريعة فحسب، بل يمكنهم أيضا تحويل ضمادات الجروح إلى أنظمة دقيقة لإيتاء الأدوية. وتقول [الكيميائية من المعهد MIT]: «تؤدي التقانة النانوية دورا كبيرا من خلال قدرتها على ضبط الكميات المتحررة وكذلك مدى جودة الصياغات المطلوب وصولها إلى منطقة الجرح.» ولهذه الدقة ميزةٌ كبيرة مقارنةً بمجرد طلاء أجزاء من الجسم بأدوية لن يصل إلا القليل منها إلى هدفه.

يعاني أكثر من ستة ملايين شخص في الولايات المتحدة سنويا سوءَ اندمال الجروح، مع تكاليف طبية تقدر بنحو 25 بليون دولار. نموذجيا يقوم الأطباء بلصق إلكترودات إبرية needle electrodes بالنسيج المصاب لقياس مدى أكسجة oxygenation هذا النسيج، لكن الإبر قد تكون مؤلمة وتُعطي قراءات من نقطة واحدة فقط من جرح كبير. أما ضماد ، فيمكن أن يُعطي خريطة فورية للأكسجين في الجرح بكامله.
ويعتمد ضماد على صباغين ممزوجين في ضماد سائل سريع الجفاف يمكن فرشه على الجروح. وأي هبّةٍ قصيرة للضوء الأزرق تُنشِّط الصِباغين فيومضان: يعطي الصباغ الأول توهجات حمراء ناصعة، والآخر توهجات خضراء. وتعمل جزيئات الأكسجين على إطفاء ومضان الصباغ الأحمر، ولذا سيبدو الضماد أخضر اللون إذا كان النسيج المجاور مغمورا بالأكسجين وصحيا. أما إذا حُرِمت مناطق من الجرح من الأكسجين، فستلمع من خلال الضماد بقعٌ باللون الأصفر فالبرتقالي، ومن ثم الأحمر المنذر بالخطورة.
ومفتاح الإنذار هو إضافة نانوية الحجم إلى جزيئات الصباغ الأحمر. وقد قَرَنَ كلاًّ من هذه الجزيئات بجزيء تغصني شبيه بالشجرة(2) له بنية متفرعة تمتد نحو 2 نانومتر. وتمنع هذه الأجمةُ(3) thicket الجزيئيةُ الجزيئاتِ المتجاورة من التداخل وإخماد إحداها للومضان الفسفوري للآخر. كما تمنع هذه الجزيئات بعض جزيئات الأكسجين، وليس كلها، من الوصول إلى الصباغ؛ وابتداء من المستويات الأدنى تجعل أي تغيير أكثر وضوحا.
وفي المستشفى، يفترض أن يُنذر اللونُ الأحمر التحذيري الممرضةَ لتصوير الضماد، والأطباءَ لمحاولة تحسين توزع الدم والأكسجين في مواضع الاضطراب. ومن حيث المبدأ، يمكن أن يُعمَل الضماد في المنزل، يقول : «يمكن للمرضى أن يأخذوا لقطات من ضماداتهم الخاصة ويرسلوها إلى الطبيب للتقييم.»
لقد ابتكر فريق صباغات بديلة أيضا أكثر كفاءة في تحويل الضوء الأزرق إلى أحمر. ويقول : «ضمادنا الجديد لامعٌ جدا بحيث تمكن رؤيته بتحميل صباغي منخفض جدا، في غرفة مضاءة بضوء الشمس». ويضيف: «في المستقبل، يمكن هندسة الضماد ليقوم حتى بتوزيع أدوية علاجية على الجروح.»