Vad är en Microbivore?

August 31

En microbivore är en spekulativ framtid anordning, en mikromekanisk med många interna nano, som skulle fungera som en artificiell vita blodkroppar, eller fagocyt. Även om en detaljerad design för en microbivore har skisserats av dess uppfinnare, Robert Freitas, saknar vi idag möjlighet att tillverka den.

Inklusive rörliga delar med måtten så små som 150 nanometer, skulle tillverkningen av ett microbivore sannolikt kräver atom-för-atom tillverkning baserad på mechanosynthesis. "Mechanosynthesis" avser kemiska reaktioner iscensatt av de specifika programmerade rörelser av nanoskala robotarmar. En sådan tillverkningsteknik har kallat molekylär nanoteknik genom dess primära conceiver, Dr Eric Drexler. Vissa futurister förutse utvecklingen av molekylära nanoteknik i 2020-2030 tidsintervall.

Den medicinska nödvändigheten av en microbivore är uppenbart - det finns många patologier som involverar närvaron av främmande organismer i blodet. Kollektivt kallas dessa sepsis, med ~ 1,5 miljoner årliga fall och ~ 0,5 miljoner dödsfall årligen i hela världen. Utländska infektioner i blodet är särskilt farliga för personer med nedsatt immunförsvar såsom de som lider av aids. Många av de aktuella terapier är rå och endast hejda tillväxt av främmande organismer i blodomloppet snarare än utplåna dem helt. Många läkare skulle välkomna en syntetisk anordning som kan utföra sök-och-förstöra uppdrag på sådana mikrober.

Den microbivore är en enhet med en tillplattad sfäroid form, 3.4 mikrometer i längd och 2,0 mikrometer i bredd. En mikron är en miljondels meter, ungefär lika stor som de flesta eukaryota celler. En microbivore skulle bestå av 610 miljarder exakt arrangerade strukturella atomer, med cirka 150 miljarder gas- eller vattenmolekyler vid drift. För att garantera hög tillförlitlighet, omfattar design en tiofaldig redundans för de flesta inre mekanismer, endast med undantag för de största strukturella element.

Liksom naturliga fagocyter skulle microbivore använda en "smälta och ansvarsfrihet" protokoll för att sluka bakterier, svampar och virus oturen att korsa sin väg. Täckt med artspecifika reversibla bindningsställen, skulle de störande mikrober fastnar på ytan av microbivore. Enheten skulle då förlänga små nanorobotic manipulatorer, säkra dem till mikroben, sedan styra den till en intagande sport, liknar en bläckfisk inslag sina tentakler runt bytet sedan prejar det i sin mun. Efter inmatning av intag porten, skulle målmikroorganismen blandas med mekaniska Köttbladen, passerar sedan till en rötkammare där särskilt utvalda enzymer skulle bryta ned målet till biologiskt inaktiva utflödet, därefter släpper den in i blodomloppet.

Microbivores skulle administreras intravenöst och kan riktas för att lämna blodströmmen genom tarmen när så önskas. Initiala uppskattningar tyder på att microbivores skulle vara cirka 1000 gånger snabbare verkande och 80 gånger effektivare än naturliga vita blodkroppar.

Den masstillverknings och terapeutisk användning av microbivores kan revolutionera medicin. Om det inte finns några oförutsedda och oöverstigliga utmaningar, kan många människor idag lever gynnas microbivore baserade terapier. Många sjukdomar kan botas, endast om organ naturliga försvar kunde ges lite hjälp utifrån.

  • En microbivore består av 610 miljarder exakt arrangerade strukturella atomer, med cirka 150 miljarder vattenmolekyler.