Hva er en Microbivore?

En mikrobivore er en spekulativ fremtidig enhet, en mikromaskin med mange interne nanomachiner, som vil fungere som en kunstig hvit blodcelle eller fagocyt. Selv om en detaljert design for en mikrobivor er skissert av oppfinneren, Robert Freitas, mangler vi foreløpig midler til å fremstille den.

Inkludert bevegelige deler med dimensjoner så små som 150 nanometer, ville fabrikasjon av en mikrobivore sannsynligvis kreve atom-for-atomproduksjon basert på mekanosyntesen. "Mechanosynthesis" refererer til kjemiske reaksjoner orkestrert av de spesifikke programmerte bevegelsene til nanoskala robotarmer. En slik produksjonsteknologi har blitt referert til som molekylær nanoteknologi av den primære unnfangeren, Dr. Eric Drexler. Noen futurister forventer utviklingen av molekylær nanoteknologi i tidsområdet 2020-2030.

Den medisinske nødvendigheten av en mikrobivor er åpenbar - det er mange patologier som involverer tilstedeværelsen av fremmede organismer i blodomløpet. Samlet kalles disse sepsis, med ~ 1,5 millioner årlige tilfeller og ~ 0,5 millioner årlige dødsfall over hele verden. Utenlandske infeksjoner i blodomløpet er spesielt farlige for immunkompromitterte individer, for eksempel de som lider av AIDS. Mange av de nåværende behandlingsformene er rå og stopper bare veksten av fremmede organismer i blodomløpet i stedet for å utslette dem helt. Mange leger ønsker en syntetisk enhet velkommen til å utføre søke-og-ødelegge oppdrag på slike mikrober.

Mikrobivoren er en innretning med en langformet sfæroidform, 3,4 mikron i lengde og 2,0 mikrometer i bredden. En mikron er en milliondel meter, som tilsvarer størrelse som de fleste eukaryote celler. En mikrobivor vil bestå av 610 milliarder nøyaktig anordnede strukturelle atomer, med omtrent 150 milliarder gass- eller vannmolekyler når de er i drift. For å sikre høy pålitelighet inkluderer designet en tidoblet redundans for de fleste interne mekanismer, bortsett fra bare de største strukturelle elementene.

I likhet med naturlige fagocytter, ville mikrobivoren bruke en "fordøye og utflod" -protokoll for å sluke bakterier, sopp og virus som er uheldige nok til å krysse banen. Dekket med artsspesifikke reversible bindingssteder, ville de fornærmende mikrober klebe seg til overflaten av mikrobivoren. Enheten vil deretter utvide bittesmå nanorobotiske manipulatorer, feste dem til mikroben og deretter lede den til en svelgingsport, som ligner en blekksprut som pakker tentaklene sine rundt byttet og deretter skyver den inn i munnen. Etter å ha kommet inn i inntaksporten, ville målmikroben blandes ved bruk av mekaniske hakkeblader, deretter ført til et fordøyelseskammer hvor spesifikt utvalgte enzymer ville bryte ned målet til biologisk inaktiv avløpsvann og deretter frigjøre det i blodomløpet.

Mikrobivorer vil bli administrert intravenøst ​​og kunne rettes til å forlate blodomløpet gjennom tarmen når det er ønskelig. Opprinnelige estimater antyder at mikrobivorer ville være omtrent 1000 ganger hurtigere og 80 ganger mer effektive enn naturlige hvite blodlegemer.

Massefabrikasjon og terapeutisk bruk av mikrobivorer kan revolusjonere medisinen. Med mindre det er noen uforutsette og uoverkommelige utfordringer, kan mange mennesker som for tiden lever, dra nytte av mikrobivore-baserte terapier. Mange sykdommer kan kureres, bare hvis kroppens naturlige forsvar kan gis hjelp utenfra.