Was ist ein Mikrobivor?
Ein Mikrobivor ist ein spekulatives Zukunftsgerät, eine Mikromaschine mit zahlreichen internen Nanomaschinen, die als künstliche weiße Blutkörperchen oder Phagozyten fungieren würden. Obwohl der Erfinder Robert Freitas ein detailliertes Design für ein Mikrobivor entworfen hat, fehlen uns derzeit die Mittel, um es herzustellen.
Einschließlich beweglicher Teile mit Abmessungen von nur 150 Nanometern würde die Herstellung eines Mikrobivors wahrscheinlich eine Atom-für-Atom-Herstellung auf der Grundlage der Mechanosynthese erfordern. "Mechanosynthese" bezieht sich auf chemische Reaktionen, die durch die spezifisch programmierten Bewegungen von nanoskaligen Roboterarmen gesteuert werden. Eine solche Herstellungstechnologie wurde von ihrem Hauptentwickler, Dr. Eric Drexler, als molekulare Nanotechnologie bezeichnet. Einige Zukunftsforscher erwarten die Entwicklung der molekularen Nanotechnologie im Zeitraum 2020-2030.
Die medizinische Notwendigkeit für ein Mikrobivor liegt auf der Hand - es gibt zahlreiche Pathologien, bei denen fremde Organismen im Blut vorhanden sind. Insgesamt werden diese als Sepsis bezeichnet, mit ca. 1,5 Millionen jährlichen Fällen und ca. 0,5 Millionen jährlichen Todesfällen weltweit. Ausländische Infektionen im Blutkreislauf sind für immungeschwächte Personen wie AIDS-Patienten besonders gefährlich. Viele der derzeitigen Therapien sind grobkörnig und hemmen lediglich das Wachstum von Fremdorganismen im Blutkreislauf, anstatt sie vollständig auszurotten. Viele Ärzte würden ein synthetisches Gerät begrüßen, das Such- und Zerstörungsmissionen an solchen Mikroben durchführen kann.
Das Mikrobivor ist eine Vorrichtung mit einer abgeflachten Kugelform, einer Länge von 3,4 Mikrometern und einer Breite von 2,0 Mikrometern. Ein Mikron ist ein Millionstel eines Meters, ähnlich groß wie die meisten eukaryotischen Zellen. Ein Mikrobivor würde aus 610 Milliarden präzise angeordneten Strukturatomen bestehen, mit etwa 150 Milliarden Gas- oder Wassermolekülen, wenn es in Betrieb ist. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten, enthält das Design eine zehnfache Redundanz für die meisten internen Mechanismen, mit Ausnahme der größten Strukturelemente.
Wie natürliche Phagozyten würde der Mikrobivore ein "Verdauungs- und Entladungs" -Protokoll verwenden, um Bakterien, Pilze und Viren zu verschlingen, die unglücklicherweise ihren Weg kreuzen. Bedeckt mit artspezifischen reversiblen Bindungsstellen würden die kranken Mikroben an der Oberfläche des Mikrobivors haften. Das Gerät würde dann winzige Nanoroboter-Manipulatoren ausfahren, sie an der Mikrobe befestigen und sie dann zu einer Einnahmeöffnung leiten, ähnlich einem Tintenfisch, der seine Tentakel um Beute wickelt und sie dann in den Mund schiebt. Nach dem Eintritt in die Einnahmeöffnung wurde die Zielmikrobe unter Verwendung mechanischer Hackmesser gemischt und dann in eine Verdauungskammer geleitet, in der speziell ausgewählte Enzyme das Ziel in biologisch inaktives Abwasser aufspalten und es anschließend in den Blutstrom abgeben würden.
Mikrobivoren würden intravenös verabreicht und könnten angewiesen werden, den Blutkreislauf nach Wunsch durch den Darm zu verlassen. Erste Schätzungen gehen davon aus, dass Mikrobivoren etwa 1000-mal schneller und 80-mal effizienter als natürliche weiße Blutkörperchen sind.
Die Massenherstellung und der therapeutische Einsatz von Mikrobivoren könnten die Medizin revolutionieren. Wenn es keine unvorhergesehenen und unüberwindlichen Herausforderungen gibt, können viele Menschen, die derzeit leben, von Therapien auf der Basis von Mikrobivoren profitieren. Viele Krankheiten könnten nur geheilt werden, wenn die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers Hilfe von außen erhalten.