Bir Respirocyte Nedir?

Bir gaz maskesi, günümüz teknolojisi ile yapılamayan bir makine için bir mühendislik tasarımıdır: yapay bir kırmızı kan hücresi, bir mikron çapında. Nanoteknolojideki ilerleme, 21. yüzyılın ilk on yılında olduğu kadar hızlı devam ederse, tıpta veya hatta 2020 veya 2030 yılına kadar rekreasyonda kullanılan resrositleri görebiliriz.

Bir gaz maskesi hakkında en ilginç şey, iç basıncıdır: yaklaşık 1000 atmosfer. Solunum sistemi küresel, yüksek basınçlı kaplar için en uygun şekil olacak ve dayanıklı nanosistemler için ideal mühendislik malzemeleri olan saf elmas veya safirden yapılmadı. Bu malzemelerin dayanımı ile yüksek basınca izin verilir.

1000 atmosfer basınçta, resrositler doğal kırmızı kan hücrelerimize göre 200 kat daha fazla oksijen ve karbondioksit tutabilir. Bu, bir kişinin nefesini bir yüzme havuzunun dibinde dört saat boyunca tutmasına ya da birinin nefes almayı bırakmadan en az 15 dakika boyunca süratle sıçramasına izin verebilir. Bu tür özellikler bugün imkansız.

Kandaki glikoz ile güçlendirilmiş bir resrosit, oldukça basit bir tasarıma sahiptir. Sonunda gerçekleşmesi için gereken tek şey, imalatta minyatürleşmenin devam etmesi, on yıllarca istikrarlı bir şekilde devam eden ve atom ölçeğinde kapanmakta olan bir eğilim. İhtiyaç duyulan şey, bir yüzeydeki tek tek atomları manipüle etmek için taramalı tünelleme mikroskoplarının kullanımıyla gösterilen bir yetenek olan 3D nano ölçekli üretimdir.

Resrosit, üç ana tasarım bileşeninden oluşur: akciğerlerden oksijen almak ve kan dolaşımında serbest bırakmak için rotorlar; rotorları kan dolaşımından karbondioksit toplamak ve akciğerlere salmak; ve rotorların, hücresel solunum benzeri bir işlemde enerji üretmek için kan dolaşımından glikoz alması. Ön çalışmalar, son derece pürüzsüz diamondoid yüzeylerin beyaz kan hücreleri için pratik olarak görünmez olacağını ve böylece cihazları biyouyumlu hale getirdiğini ortaya koymuştur.

Respirocytes, Moleküler Üretim Enstitüsü'ndeki nanoteknoloji araştırmacısı Robert Freitas tarafından ayrıntılı olarak tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Kavramı tanımlayan makale, “Mekanik Bir Yapay Kırmızı Hücre: Tıbbi Nanoteknolojide Keşfedici Tasarım” olarak adlandırılmıştır. Freitas tarafından öngörülenler gibi nanomedikal uygulamalar, günümüzde yaşayan birçok kişinin orta-uzun vadeli vadeli işlemlerinde yaygın hale gelebilir.