Što je respirocit?

Respirocit je inženjerski dizajn za stroj koji se ne može izraditi s trenutnom tehnologijom: umjetna crvena krvna stanica promjera mikrona. Ako se napredak u nanotehnologiji nastavi jednako brzo kao u prvom desetljeću 21. stoljeća, mogli bismo vidjeti da se respirociti koriste u medicini ili čak u rekreaciji do 2020. ili 2030. godine.

Najzanimljivija stvar kod respirocita je njegov unutarnji tlak: oko 1000 atmosfera. Respirocit bi bio sferičan, optimalnog oblika za visokotlačne posude, i izrađen od čistog dijamanta ili safira, idealnog inženjerskog materijala za izdržljive nanosustave. Visok tlak dopušten je čvrstoćom ovih materijala.

Pri tlaku od 1000 atmosfera, respirociti bi mogli zadržati 200 puta više kisika i ugljičnog dioksida od naših prirodnih crvenih krvnih stanica. To bi moglo omogućiti osobi da zadrži dah na dnu bazena četiri sata ili dopustiti nekome da sprinta najvećom brzinom najmanje 15 minuta bez zaustavljanja da diše. Takvi podvizi su danas nemogući.

Pokrenut glukozom u krvi, respirocit ima izuzetno jednostavan dizajn. Sve što je potrebno za njegovu konačnu realizaciju je kontinuirani napredak minijaturizacije u proizvodnji, trend koji se stabilno održava desetljećima i približava se na atomskoj razini. Ono što je potrebno je izrada 3D nanorazmjera, sposobnost nagoviještena korištenjem skenirajućih tunelskih mikroskopa za manipuliranje pojedinačnim atomima na površini.

Respirocit se sastoji od tri glavne komponente dizajna: rotora koji uzimaju kisik iz pluća i otpuštaju ga u krvotok; rotori za prikupljanje ugljičnog dioksida iz krvotoka i otpuštanje u pluća; i rotori za uzimanje glukoze iz krvotoka za generiranje energije u procesu sličnom staničnom disanju. Preliminarne studije su otkrile da bi iznimno glatke površine dijamanta bile praktički nevidljive bijelim krvnim stanicama, čineći uređaje biokompatibilnima.

Respirocite je dizajnirao i detaljno analizirao Robert Freitas, istraživač nanotehnologije na Institutu za molekularnu proizvodnju. Rad koji opisuje koncept nosi naslov „Mehanička umjetna crvena stanica:
Istraživački dizajn u medicinskoj nanotehnologiji.” Nanomedicinske aplikacije poput onih koje je zamislio Freitas mogle bi postati uobičajene u srednjoročnoj i dugoročnoj budućnosti mnogih onih koji su danas živi.