Che cos'è un respirocita?

Un respirocita è un progetto ingegneristico per una macchina che non può essere costruita con la tecnologia attuale: un globulo rosso artificiale di un diametro di micron. Se i progressi nella nanotecnologia continuano così rapidamente come nel primo decennio del 21 ° secolo, potremmo vedere i respirociti usati in medicina o anche ricreativamente entro il 2020 o il 2030.

La cosa più interessante di un respirocita è la sua pressione interna: circa 1000 atmosfere. Il respirocita sarebbe sferico, la forma ottimale per i vasi ad alta pressione, e realizzato in puro diamante o zaffiro, materiali ingegneristici ideali per nanosistemi durevoli. L'alta pressione è permessa dalla forza di questi materiali.

A 1000 atmosfere di pressione, i respirociti potrebbero contenere 200 volte più ossigeno e anidride carbonica rispetto ai nostri globuli rossi naturali. Ciò potrebbe consentire a una persona di trattenere il respiro sul fondo di una piscina per quattro ore o consentire a qualcuno di correre alla massima velocità per almeno 15 minuti senza smettere di respirare. Tali imprese sono impossibili oggi.

Alimentato dal glucosio nel sangue, un respirocita ha un design straordinariamente semplice. Tutto ciò che è necessario per la sua eventuale realizzazione è il continuo progresso della miniaturizzazione nella produzione, una tendenza che ha resistito stabilmente per decenni e si sta chiudendo su scala atomica. Ciò che serve è la fabbricazione in nanoscala 3D, una capacità prefigurata dall'uso dei microscopi a scansione a tunnel per manipolare singoli atomi su una superficie.

Il respirocita è costituito da tre componenti principali del design: i rotori per assorbire ossigeno dai polmoni e rilasciarlo nel flusso sanguigno; rotori per raccogliere l'anidride carbonica dal flusso sanguigno e rilasciarlo nei polmoni; e rotori per assorbire glucosio dal flusso sanguigno per generare energia in un processo simile alla respirazione cellulare. Studi preliminari hanno scoperto che le superfici diamondoide estremamente lisce sarebbero praticamente invisibili ai globuli bianchi, rendendo i dispositivi biocompatibili.

I respiratori sono stati progettati e analizzati in dettaglio da Robert Freitas, un ricercatore di nanotecnologie presso l'Institute for Molecular Manufacturing. L'articolo che descrive il concetto è intitolato "Un globulo rosso artificiale meccanico: design esplorativo nella nanotecnologia medica". Applicazioni nanomedicali come quelle immaginate da Freitas potrebbero diventare un luogo comune nel futuro a medio-lungo termine di molte delle persone viventi oggi.