Hva er en respirrocytt?

En respirrocytt er en ingeniørdesign for en maskin som ikke kan bygges med dagens teknologi: en kunstig røde blodlegemer en mikron i diameter. Hvis fremgangen i nanoteknologi fortsetter så raskt som det har gjort det første tiåret av det 21. århundre, kan vi se respirrocytter brukt i medisin eller til og med fritid innen 2020 eller 2030.

Det mest interessante med en respirrocytt er dets indre trykk: omtrent 1000 atmosfærer. Respirocyten ville være sfærisk, den optimale formen for høytrykksfartøyer, og laget av rene diamant- eller safir, ideelle ingeniørmaterialer for slitesterke nanosystemer. Det høye trykket er tillatt av styrken til disse materialene.

Ved 1000 atmosfærer av trykk, kunne respirrocytter inneholde 200 ganger mer oksygen og karbondioksid enn våre naturlige røde blodlegemer. Dette kan tillate en person å holde pusten i bunnen av et svømmebasseng i fire timer, eller la noen sprint i toppfart i minst 15 minutter uten å stoppeå puste. Slike bragder er umulige i dag.

drevet av glukose i blodet, en respirrocytt har en bemerkelsesverdig enkel design. Alt som trengs for dens eventuelle realisering er fortsatt fremgang av miniatyrisering innen produksjon, en trend som har holdt stabilt i flere tiår, og avslutter på atomskalaen. Det som trengs er 3D nanoskala fabrikasjon, en evne som er forhåndsskygget ved bruk av skanning av tunneling mikroskop for å manipulere individuelle atomer på en overflate.

Respirrocytten består av tre hoveddesignkomponenter: rotorer å ta inn oksygen fra lungene og frigjøre den i blodomløpet; Rotorer for å samle karbondioksid fra blodomløpet og frigjøre det i lungene; og rotorer for å ta inn glukose fra blodomløpet for å generere energi i en prosess som ligner på cellulær respirasjon. Foreløpige studier har funnet at ekstremt glatte diamantoidoverflater ville BE praktisk talt usynlig for hvite blodlegemer, noe som gjør enhetene biokompatible.

respirrocytter ble designet og analysert i detalj av Robert Freitas, en nanoteknologiforsker ved Institute for Molecular Manufacturing. Oppgaven som beskriver konseptet har tittelen "En mekanisk kunstig rød celle: Utforskende design i medisinsk nanoteknologi. "Nanomedisinske anvendelser som de som freitas ser for seg, kan bli vanlig i midten av lange termin futures for mange av de som er i live i dag.