viernes, 29 de enero de 2010

Mejorando el cuerpo humano: el respirocito.

El transhumanismo busca formas de mejorar el cuerpo humano de diversas maneras.

La nanotecnología molecular (MNT) permitirá la creación de maquinas de un tamaño que ronda el micrón, y que nos proporcionarán un potencial increíble para mejorar el sistema inmune, reparar los daños celulares causados por el envejecimiento o un proceso de criónica, o en este caso que voy a tratar, el sistema de transporte de oxigeno(y CO2) del cuerpo.
Hablo del respirocito, una máquina de un micrón de diámetro, de un tamaño similar a un glóbulo rojo, compuesto de componentes que van desde unas decenas de nanómetros a unos pocos cientos. Esta nanomaquina ha sido diseñada por Robert A. Freitas.
Seria una cápsula esférica hueca capaz de contener en su interior oxigeno(o cualquier otro gas) a alta presión.
El material de construcción de un respirocito seria carbono diamantino, material de altísima resistencia.
El respirocito tendría una seria de rotores cubriendo una gran parte de su superficie, que permitirian separar los gases del plasma sanguíneo de forma selectiva, y así almacenar gases prácticamente de una forma pura.
Es necesario que los respirocitos sean capaces de analizar la concentración de los diferentes gases en el plasma, para así tener información de que gas tiene que ser almacenado o liberado, por lo que estos poseerían varios sensores repartidos por su superficie.
Hay tres tanques grandes principales, uno para el O2, otro para el CO2, y otro implicado en el sistema de flotación.
Otro componente es un pequeño tanque que almacena glucosa extraída del plasma sanguíneo. La glucosa es utilizada como combustible para suministrar energía a todo el sistema.
El procesado de toda esa información, como el control de la liberación o almacenaje de los diferentes gases, de los rotores, del tanque de glucosa, la interpretación de la información de los sensores , y la distribución de la energía, se realiza mediante una computadora a bordo, de 10^5 nm3, con 10 kilobits/s, inferior a la capacidad de un PC de hace 30 años(por si a alguien le preocupa que pueda tener una supercomputadora que se revele)
Cuando sea necesario, la comunicación desde el exterior con los respirocitos se podría realizar mediante pulsos de presión, por ejemplo como por los generados por los sistemas de diagnosis de ultrasonidos, y que serian recibidos por transductores en la superficie de estos.


Un ser humano medio posee 3x10^13 glóbulos rojos, cada uno conteniendo 2.7x10^8 moléculas de hemoglobina, cada una de ellas uniéndose a 4 moléculas de O2, dando una capacidad de almacenaje de O2 de 3.24x10^22 moléculas, pero solo un 25% de este oxigeno, 0.13 atm esta disponible para los tejidos. Por el contrario un solo respirocito es capaz de almacenar a 1000 atm 1.51x10^9 moléculas, de las cuales el 100 % esta disponible.
La dosis (dosis terapéutica) de respirocitos que igualaría la capacidad de transporte de oxigeno seria entonces de 5.36x10^12 unidades, que equivalen a una dosis de 5.61 cm3 al 50%, la cual cabria en una simple jeringuilla. Dosis que se podría inyectar en unos segundos, en caso de un accidente.
Pero como decía al principio, la idea es además aumentar las capacidades normales de un ser humano hasta limites mucho mas altos.
La dosis máxima segura probablemente seria un litro, lo cual permitiría a una persona, correr a toda potencia, y no necesitar respirar por primera vez hasta pasados 12 minutos, o en estado de reposo estar sin respirar casi 4 horas. Para recargar toda esa capacidad bastaría con 8 minutos de hiperventilación.
Se podría superar esa dosis máxima temporalmente, en caso de accidente, permitiendo estar 12 horas sin respirar(transfusión de 3 l).

En caso de necesitar aumentar el periodo que se puede estar sin respirar, pero solo con una dosis terapéutica, podría implantarse un aparato de compresión(1000 atm) del tamaño de una lata de redbull en el pecho, un nanopulmon de diamantino, donde el oxigeno seria suministrado a los respirocitos mas eficientemente que en los alvéolos pulmonares. Permitiría estar de 0.3 a 7 horas sin respirar, según grado de actividad.
Si quisiésemos ir mas allá, podríamos incluso sustituir un pulmón completamente y el tiempo aumentaría a 4-87 horas sin respirar.¡¡ Debe ser raro de cojones estar casi 4 días sin respirar!!

La vida media de los respirocitos seria de 20 años.

Para eliminarlos del cuerpo, bastaría con un equipo similar a los utilizados en diálisis, por donde el torrente sanguíneo se pasaría para separarlos. Una seria de pulsos de ultrasonidos, darían la orden a los respirocitos de adquirir una flotabilidad neutra, cosa que ningún otro componente de la sangre puede hacer, y serian separados por centrifugación junto al liquido del resto de los componentes de las sangre. Tras pasarse por un filtro con una luz del orden de un micrón, estos serian separados del liquido, que vuelve a unirse al resto de los componentes separados anteriormente, y así la sangre regresa al cuerpo.

Las aplicaciones seria muy amplias, una dosis terapéutica, de fácil y rápida aplicación seria muy útil en accidentes como situaciones de perdidas grandes de sangre o de atmósferas toxicas, como en un incendio.
Solucionaría prácticamente los problemas de transfusiones de sangre, y libre de cualquier patógeno.
Se podría usar como solución parcial o total a las formas de anemia. Seria útil para evitar el síndrome de muerte súbita en los bebes, para el tratamiento del asma y otros problemas o enfermedades pulmonares.
En el transplante de órganos permitiría ampliar el periodo en el que los órganos pueden ser almacenados sin degenerarse. Se podría sumergir los órganos en una suspensión de respirocitos, que oxigenarían perfectamente el órgano.
Seguramente usados por deportistas permitirían batir records actuales fácilmente.
Adiós al mal de altura, se podría respirar perfectamente incluso en la cima del Everest.
Dosis mayores permitirían a las personas trabajar periodos de tiempo largos en atmósferas letales.
Solucionaría los problemas que tienen los submarinistas con los cambios de presión, y la peligrosa formación de burbujas de gas. Eliminando la necesidad de las largas estancias en las enormes, caras y escasas cámaras de presión.
Ingeridas supondrían una forma rápida de eliminar los problemas de flatulencias.
Y mucho mas, como el cáncer o los problemas de cardiovasculares.



Seguramente, en mi opinión, en una situación de una terraformación, como la de Marte , en una etapa de este proceso con presiones atmosféricas aun bajas , y una presión parcial de oxigeno todavía baja, los respirocitos permitirían respirar sin problemas, cuando una persona normal se asfixiaría en segundos.

Obviamente por su tamaño un respirocito no se puede construir actualmente, solo será así usando MNT, probablemente en una nanofactoría como de las que he hablado en otras ocasiones, la cual podría construir billones en unos minutos.
Algo así probablemente estará disponible en 30 años.





Hay mas nanomaquinas de este tipo, de las que hablare en próximas entradas. Revolucionaran la medicina de este siglo.

Por cuestiones de copyright no he incluido imágenes, en los siguientes enlaces encontrareis esquemas detallados de sus estructura interior, y de los diferentes componentes, y podréis ampliar la información.

A Mechanical Artificial Red Cell:Exploratory Design in Medical Nanotechnology

Respirocytes in Nanomedicine: The Remarkable Story of One of the First Medical Nanorobots Ever Conceived

9 comentarios:

DarkSapiens dijo...

Impresionante :)

Estoy deseando ver el resto de entradas sobre este tipo de nanotecnologías que publiques. Te ha dado por el alargamiento de la vida con los vídeos del Longevity Summit, ¿eh? No está mal ;)

(Pero recuerda que nos debes una entrada sobre VASIMR, jajajaja)

Un saludo!

Ahskar dijo...

La nanotecnología es algo que me resulta fascinante. Sobre todo porque cuando empecé a saber lo que era la ciencia ficción, tal idea era pura ciencia ficción, y ahora que estoy cerca de ser un científico, son algo cada día más plausible.

Gouki dijo...

Dark Es verdad, cada vez incluyo mas entradas sobre longevidad, MNT, y transhumanismo. Espero que a los lectores habituales del blog no les importe. Ire preparando entradas sobre el espacio.

ahskar.
Piensa que cada celula de nuestro cuerpo puede precisamente hacer eso mismo. es totalmente posible reproducirlo.

DarkSapiens dijo...

Bueno, la ventaja que tiene este blog es que todas las entradas son interesantes, así que realmente tienes plena libertad en cuanto a qué escribir, por mi parte ;)

Además has hecho que una de mis prioridades sea vivir lo suficiente como para llegar al punto en que se alcance la velocidad de escape de la longevidad, entre las entradas relacionadas y Twitter. Es curioso cómo leyendo lo que escribes o enlazas uno siempre acaba replanteándose cosas.

Saludos!

Gouki dijo...

Alegra que le digan a uno que sus entradas son interesantes :)corre el rumor;)

A menos que surga alguno de los tipos de riesgos existenciales que practicamente aniqulilen a la humanidad o que ocurra una tragedia que cause millones de muertos, como por algun tipo de bomba nuclear o nanotecnologica, siceramente creo que si la alcanzaremos(tu mas probablemente que tienes 7 años menos). Sino es asi siempre estara la criogenia.

Dinorider d'Andoandor dijo...

qué interesante todo eso por als aplicacioens

aunque para lo de MArte creo más que respirocitos debieran trabajar en algo equivalente a la secreción que actúa como surfactante impidiendo que colapsen los pulmones y eso. Por lo demás ¡super!

hey! han estado buenas las entradas, con todos estos avances no dudo que alguien tratará de ahcernos trabajar por "siempre" en algún habitat espacial.

Hexo dijo...

Hace casi dos años que dejé de fumar, después de haber estado fumando ininterrumpidamente durante 10 años, y estoy sorrendido de lo bien que se respira. En seguida noté un gran cambio en mi capacidad pulmonar, y se incrementó muchísimo mi resistencia. Lo dejé para poder entrenar mejor, y poder disfrutar del deporte que me gusta. Ahora sé que fue la mejor decisión de mi vida. Espero poder llegar a este futuro que nos prometes, Gouki. Gracias a tu blog a uno le dan ganas de llegar, de verdad. :)

natalia_paperblog dijo...

Buenas tardes,


Quisiera disculparme, pero no he encontrado otra manera de contactarte que a través de los comentarios.

Me pongo en contacto contigo para invitarte a conocer Paperblog, http://es.paperblog.com, un sevicio de difusión cuya misión consiste en identificar y dar a conocer los mejores artículos de los blogs inscritos. El tuyo se adapta a nuestros criterios de calidad y creo que tus artículos resultarían muy interesantes a los lectores de la temática Científica.

Espero que el concepto interesante y te motive. Mientras, no dudes en escribirme para conocer más detalles.

Un saludo,

Natalia

Gouki dijo...

Dino, me imaginaba una situacion de mayores presiones atmosfericas.


Hexo, tomaste una decision buenisima. Con esa decision aumentas tu probabilidad de alcanzar la VEA y vivir esos acontecimientos.

Me siento alagado, esa es una de mis razones de tener este blog, difundir ese tipo de ideas que hagan a uno pensar asi.

Natalia, creo que me va a parecer buena idea, dejame un par de dias para echar un vistazo y ver condiones, y me pongo en contacto.

saludos

La vida ha colonizado cada rincón de la Tierra, ya es hora de ayudarla a colonizar todo el sistema solar.