Hva er en mikrobivende?

A Microbivore er en spekulativ fremtidig enhet, en mikromachin med mange indre nanomachiner, som vil fungere som en kunstig hvit blodcelle, eller fagocytt. Selv om en detaljert design for en mikrobivore er skissert av oppfinneren, Robert Freitas, mangler vi for øyeblikket midler til å fremstille det.

Inkludert bevegelige deler med dimensjoner så små som 150 nanometer, vil fabrikasjon av en mikrobivore sannsynligvis kreve atom-for-atom-produksjon basert på mekanosyntese. "Mekanosyntese" refererer til kjemiske reaksjoner orkestrert av de spesifikke programmerte bevegelsene til nanoskala robotarmer. En slik produksjonsteknologi har blitt referert til som molekylær nanoteknologi av dens primære unnfangelse, Dr. Eric Drexler. Noen futurister forventer at utviklingen av molekylær nanoteknologi i tidsrommet 2020-2030.

Den medisinske nødvendigheten av en mikrobivore er åpenbar-det er mange patologier som involverer tilstedeværelsen av utenlandske organismer i blodomløpet. CollDisse kalles sepsis, med ~ 1,5 millioner årlige saker 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 terapiene er rå og arresterer bare veksten av utenlandske organismer i blodomløpet i stedet for å utslette dem helt. Mange leger ønsker velkommen til en syntetisk enhet som er i stand til å utføre søk-og-destoy-oppdrag på slike mikrober.

Microbivore er en enhet med en obligasjonssfæroidform, 3,4 mikron i lengde og 2,0 mikron i bredden. En mikron er en milliondel av en meter, lignende i størrelse som de fleste eukaryote celler. En mikrobivende vil bestå av 610 milliarder nøyaktig anordnede strukturatomer, med omtrent 150 milliarder gass- eller vannmolekyler når de er i drift. For å sikre høy pålitelighet inkluderer designen en tidoblet redundansy For de fleste interne mekanismer, bortsett fra bare de største strukturelle elementene.

I likhet med naturlige fagocytter, ville mikrobiven bruke en "fordøyelse 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 krenkende mikroberne holde seg til overflaten av mikrobiven. Enheten vil da utvide bittesmå nanorobotiske manipulatorer, sikre dem til mikroben, og deretter rette den til en inntaksport, som ligner på en blekksprut som pakker tentaklene rundt byttedyr og deretter skyver den inn i munnen. Etter å ha gått inn i inntaksporten, ville målmikroben bli blandet ved hjelp av mekaniske hakkblader, og deretter ført til et fordøyelseskammer der spesifikt utvalgte enzymer ville dele opp målet i biologisk inaktivt avløp, og deretter frigjøre det i blodomløpet.

Mikrobivorer ville bli administrert intravenøst ​​og kan rettes for å forlate blodomløpet gjennom tarmenes når det er ønsket. De første estimatene antyder at mikroprobivorene vil være omtrent 1000 ganger raskere virkning og 80 ganger mer effektive enn naturlige hvite blodlegemer.

Masseproduksjonen og terapeutisk bruk av mikrobivorer kan revolusjonere medisin. Med mindre det er noen uforutsette og uoverkommelige utfordringer, kan mange mennesker som lever for øyeblikket dra nytte av mikrobivore-baserte terapier. Mange sykdommer kan kureres, bare hvis kroppene naturforsvar kan gis noen hjelp utenfra.