Въведение
Нарушения в преглъщането, дължащи се на заболяване, възстановяване след операция, засягаща гърлото или хранопровода, преждевременно раждане и т.н. - има много причини, поради които пациентът може да не е в състояние да се храни сам, а течният хранителен продукт се доставя директно в стомашно-чревния тракт, без да се приема през устата.
Формулите за хранене през сонда отговарят на хранителните нужди на пациента и съдържат основни хранителни вещества, като въглехидрати и протеини. Съставът им е от решаващо значение не само за осигуряване на комфорта и безопасността на пациента, но те трябва да отговарят и на очакванията по отношение на течливостта, стабилността и бионаличността на съставките. Формулите трябва лесно да преминават през епруветките. Освен това те трябва да са стабилни в покой, за да се гарантира, че няма да се получи нито седиментация, нито разделяне на фазите. И накрая, поведението на потока в стомаха е от решаващо значение, за да се намалят рисковете от повръщане, проблеми с аспирацията и протичане през ларинкса към дихателната система. Храносмилането в киселата среда на стомаха включва химични процеси, които водят до структурни и реологични промени в храните.
По-долу се симулира смилането на търговска формула за хранене през сонда в ротационния реометър Kinexus. След този процес на храносмилане така приготвената проба се характеризира чрез честотни измервания. Това позволява да се изследва влиянието на храносмилането върху реологичните характеристики.
Разграждане ex-situ на ротационния реометър Kinexus
Симулационната инсталация за разграждане се състои от:
- Ротационният реометър Kinexus, оборудван с бъркалка от неръждаема стомана с 2 лопатки с диаметър 32 mm (фигура 1). Чашата е въведена в патрона на цилиндъра, за да се осигури точен контрол на температурата.
- Чаша от неръждаема стомана с диаметър 34 mm.
- Капак за разтворител, напълнен с вода, за да се сведе до минимум изпаряването на пробата.
Киселата среда на стомаха е симулирана чрез добавяне на разтвор със стойност на рН 2 (кисел разтвор) към състава на храната в епруветката (разтвор 3; вж. също таблица 1). Храносмилането е симулирано чрез разбъркване на тази смес при 37 °C в продължение на три часа при скорост на срязване 1 s-1.
Вторият разтвор беше приготвен, както е описано в таблица 1, за да се гарантира, че евентуалните разлики между измерванията произтичат от наличието на киселина, а не от начина на приготвяне.
Таблица 1: Приготвяне на разтворите
| Номер на разтвора | Формула за подаване в тръба | Условие на разбъркване | ||
|---|---|---|---|---|
| Продължителност | Температура | Скорост на срязване | ||
| 1 | Чисто | - | - | - |
| 2 | Смесен с дестилирана вода в съотношение състав/вода: 100/3 (w/w) | 3 часа | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Смесва се с киселинен разтвор в съотношение рецептура/киселинен разтвор: 100/3 (w/w) | 3 часа | 37°C | 1 s-1 |
Влияние на храносмилането върху реологичните свойства
Проведени са честотни измервания на трите разтвора, приготвени съгласно таблица 1. За целта беше използвана геометрия на плочата с диаметър 60 mm. И тук геометрията беше оборудвана с разтворител, запълнен с вода. Този аксесоар може да бъде адаптиран към всички видове геометрии на Kinexus. Измерванията са извършени при 25 °C при деформация от 1 %. С помощта на амплитудно измерване (не е представено) беше установено, че тази деформация е в линейно-вискоуластичната област на материалите. На фигура 2 е показана кривата на еластичния модул на срязване, измерена по време на честотната амплитуда на трите разтвора.
Кривите на модула на еластично срязване от измерванията на чистото подаване в тръбата (зелени триъгълници) и от еталонния разтвор (разбъркван в продължение на 3 часа след добавяне на 3 % вода; сини квадрати) не показват видими разлики. Добавянето на киселинен разтвор към фуражния състав и разбъркването на сместа в продължение на 3 h води до намаляване на G´ (черни кръстове).
Заключение и перспективи
С ротационния реометър Kinexus беше използвана настройка, имитираща разлагане. Разтворът, приготвен със специалната система, беше сравнен реологично с референтен разтвор на базата на честотни отметки. Разбъркването в кисела среда в продължение на 3 часа (симулиращо стомаха) води до намаляване на еластичния модул на срязване.
Стандартните геометрии и аксесоари на ротационния реометър Kinexus могат да се използват както за имитиране на храносмилане, така и за извършване на последващо реологично охарактеризиране при контролирана температура и без изпаряване. Дори много слабо структурирани материали могат да бъдат точно тествани благодарение на способността на реометъра Kinexus за нисък въртящ момент.
Като евентуално по-нататъшно развитие на този подход трябва да се спомене по-специално възможността за включване на храносмилателни ензими, за да се опише още по-подробно средата в стомаха.