Qu'est-ce qu'un Respirocyte?
Un respirocyte est une conception technique d'une machine qui ne peut pas être construite avec la technologie actuelle: un globule rouge artificiel d'un diamètre de micron. Si les progrès de la nanotechnologie se poursuivent aussi rapidement qu’au cours de la première décennie du 21e siècle, les respirocytes pourraient être utilisés en médecine ou même à des fins récréatives d’ici 2020 ou 2030.
La chose la plus intéressante à propos d’un respirocyte est sa pression interne: environ 1000 atmosphères. Le respirocyte serait sphérique, la forme optimale pour les récipients sous haute pression, et fabriqué à partir de diamant ou de saphir pur, un matériau d'ingénierie idéal pour les nanosystèmes durables. La haute pression est permise par la résistance de ces matériaux.
À 1000 atmosphères de pression, les respirocytes pourraient contenir 200 fois plus d'oxygène et de dioxyde de carbone que nos globules rouges naturels. Cela pourrait permettre à une personne de retenir son souffle au fond d'une piscine pendant quatre heures ou de laisser quelqu'un courir à vitesse maximale pendant au moins 15 minutes sans s'arrêter pour respirer. De tels exploits sont impossibles aujourd'hui.
Propulsé par le glucose dans le sang, un respirocyte a un design remarquablement simple. Tout ce dont elle a besoin pour sa réalisation éventuelle est l’avancement continu de la miniaturisation dans le secteur de la fabrication, une tendance qui se maintient de manière stable depuis des décennies et qui se rapproche de l’échelle atomique. Ce qui est nécessaire, c'est une fabrication à l'échelle nanométrique 3D, une capacité préfigurée par l'utilisation de microscopes à effet tunnel à balayage pour manipuler des atomes individuels sur une surface.
Le respirocyte se compose de trois composants principaux: les rotors absorbent l’oxygène des poumons et le libèrent dans le sang; des rotors pour recueillir le dioxyde de carbone du sang et le libérer dans les poumons; et des rotors pour absorber le glucose de la circulation sanguine afin de générer de l’énergie selon un processus similaire à la respiration cellulaire. Des études préliminaires ont montré que les surfaces diamantoïdes extrêmement lisses seraient pratiquement invisibles aux globules blancs, rendant les dispositifs biocompatibles.
Les respirocytes ont été conçus et analysés en détail par Robert Freitas, chercheur en nanotechnologie à l'Institute for Molecular Manufacturing. Le document décrivant le concept s'intitule "Un globule rouge artificiel mécanique: conception exploratoire en nanotechnologie médicale". Les applications nanomédicales telles que celles envisagées par Freitas pourraient devenir monnaie courante dans l'avenir à moyen et long terme d'un grand nombre de personnes en vie aujourd'hui.