¿Qué es un respirocito?

Un respirocito es un diseño de ingeniería para una máquina que no se puede construir con la tecnología actual: un glóbulo rojo artificial de un micrón de diámetro. Si el progreso en nanotecnología continúa tan rápido como lo ha hecho durante la primera década del siglo XXI, podemos ver respirocitos utilizados en medicina o incluso recreativamente para 2020 o 2030.

Lo más interesante de un respirocito es su presión interna: alrededor de 1000 atmósferas. El respirocito sería esférico, la forma óptima para recipientes de alta presión y estaría hecho de diamante puro o zafiro, materiales de ingeniería ideales para nanosistemas duraderos. La alta presión está permitida por la resistencia de estos materiales.

A 1000 atmósferas de presión, los respirocitos podrían contener 200 veces más oxígeno y dióxido de carbono que nuestros glóbulos rojos naturales. Esto podría permitir a una persona contener la respiración en el fondo de una piscina durante cuatro horas, o dejar que alguien corra a toda velocidad durante al menos 15 minutos sin detenerse para respirar. Tales hazañas son imposibles hoy.

Alimentado por glucosa en la sangre, un respirocito tiene un diseño notablemente simple. Todo lo que se necesita para su eventual realización es el avance continuo de la miniaturización en la fabricación, una tendencia que se ha mantenido estable durante décadas y se está acercando a la escala atómica. Lo que se necesita es la fabricación 3D a nanoescala, una capacidad presagiada por el uso de microscopios de túnel de escaneo para manipular átomos individuales en una superficie.

El respirocito consta de tres componentes principales de diseño: rotores para tomar oxígeno de los pulmones y liberarlo en el torrente sanguíneo; rotores para recoger dióxido de carbono del torrente sanguíneo y liberarlo en los pulmones; y rotores para absorber glucosa del torrente sanguíneo para generar energía en un proceso similar a la respiración celular. Los estudios preliminares han encontrado que las superficies diamondoides extremadamente lisas serían prácticamente invisibles para los glóbulos blancos, haciendo que los dispositivos sean biocompatibles.

Los respirocitos fueron diseñados y analizados en detalle por Robert Freitas, un investigador de nanotecnología del Instituto de Fabricación Molecular. El artículo que describe el concepto se titula "Un glóbulo rojo artificial mecánico: diseño exploratorio en nanotecnología médica". Las aplicaciones nanomédicas como las imaginadas por Freitas podrían convertirse en un lugar común en el futuro a mediano y largo plazo de muchos de los que viven hoy.