Ein Mikrobivore ist ein spekulatives zukünftiges Gerät, eine Mikromaschine mit zahlreichen internen Nanomaschinen, die als künstliche weiße Blutkörperchen oder Phagozyten fungieren würden. Obwohl von seinem Erfinder Robert Freitas ein detailliertes Design für einen Mikrobivoren entworfen wurde, fehlen uns derzeit die Mittel, um es herzustellen.
Einschließlich beweglicher Teile mit Abmessungen von nur 150 Nanometern würde die Herstellung eines Mikrobivoren wahrscheinlich eine Atom-für-Atom-Fertigung auf der Grundlage von Mechanosynthese erfordern. „Mechanosynthese“ bezieht sich auf chemische Reaktionen, die durch die spezifischen programmierten Bewegungen nanoskaliger Roboterarme orchestriert werden. Eine solche Herstellungstechnologie wurde von ihrem Hauptkonzeptionär Dr. Eric Drexler als molekulare Nanotechnologie bezeichnet. Einige Zukunftsforscher erwarten die Entwicklung der molekularen Nanotechnologie im Zeitraum 2020-2030.
Die medizinische Notwendigkeit eines Mikrobivoren liegt auf der Hand – es gibt zahlreiche Pathologien, bei denen Fremdorganismen im Blutkreislauf vorhanden sind. Zusammen werden diese als Sepsis bezeichnet, mit ~1.5 Millionen jährlichen Fällen und ~0.5 Millionen jährlichen Todesfällen weltweit. Fremdinfektionen im Blutkreislauf sind besonders gefährlich für immungeschwächte Personen, wie zum Beispiel AIDS-Kranke. Viele der gegenwärtigen Therapien sind grob und stoppen lediglich das Wachstum fremder Organismen im Blutkreislauf, anstatt sie vollständig auszulöschen. Viele Ärzte würden ein synthetisches Gerät begrüßen, das in der Lage ist, Such- und Vernichtungsmissionen an solchen Mikroben durchzuführen.
Der Mikrobivore ist ein Gerät mit abgeflachter Sphäroidform, 3.4 Mikrometer Länge und 2.0 Mikrometer Breite. Ein Mikrometer ist ein Millionstel Meter, ähnlich groß wie die meisten eukaryontischen Zellen. Ein Mikrobivore würde aus 610 Milliarden genau angeordneten Strukturatomen bestehen, mit etwa 150 Milliarden Gas- oder Wassermolekülen im Betrieb. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten, enthält das Design eine zehnfache Redundanz für die meisten internen Mechanismen, mit Ausnahme der größten Strukturelemente.
Wie natürliche Fresszellen würde der Mikrobivore ein „Verdauungs- und Ausscheidungsprotokoll“ verwenden, um Bakterien, Pilze und Viren zu verschlingen, die das Pech haben, ihren Weg zu kreuzen. Bedeckt mit speziesspezifischen reversiblen Bindungsstellen würden die schädlichen Mikroben an der Oberfläche des Mikrobivoren haften bleiben. Das Gerät würde dann winzige Nanoroboter-Manipulatoren ausfahren, sie an der Mikrobe befestigen und sie dann zu einer Aufnahmeöffnung leiten, ähnlich wie ein Tintenfisch, der seine Tentakel um eine Beute wickelt und sie dann in den Mund schiebt. Nach dem Eintritt in die Aufnahmeöffnung würde die Zielmikrobe mit mechanischen Zerkleinerungsmessern gemischt und dann in eine Verdauungskammer geleitet, wo speziell ausgewählte Enzyme das Ziel in biologisch inaktives Abwasser zerlegen und es anschließend in den Blutkreislauf freisetzen.
Mikrobivoren würden intravenös verabreicht und könnten auf Wunsch dazu gebracht werden, den Blutstrom durch den Darm zu verlassen. Erste Schätzungen deuten darauf hin, dass Mikrobivoren etwa 1000-mal schneller und 80-mal effizienter als natürliche weiße Blutkörperchen wären.
Die Massenherstellung und der therapeutische Einsatz von Mikrobivoren könnte die Medizin revolutionieren. Sofern es keine unvorhergesehenen und unüberwindbaren Herausforderungen gibt, können viele derzeit lebende Menschen von mikrobivorenbasierten Therapien profitieren. Viele Krankheiten könnten nur geheilt werden, wenn die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers Hilfe von außen bekommen könnten.