Introducción
Trastornos de la deglución debidos a una enfermedad, recuperación tras una operación que afecta a la garganta o el esófago, nacimiento prematuro, etc.: hay muchas razones por las que un paciente puede no ser capaz de comer por sí mismo, y un producto nutricional líquido se suministra directamente en el tracto gastrointestinal, sin ingesta oral.
Las fórmulas de alimentación por sonda satisfacen las necesidades nutricionales del paciente y contienen nutrientes esenciales como hidratos de carbono y proteínas. Su composición no sólo es crucial para garantizar la comodidad y seguridad del paciente, sino que también deben cumplir las expectativas en cuanto a fluidez, estabilidad y biodisponibilidad de los ingredientes. Las formulaciones deben fluir fácilmente por los tubos. Además, deben ser estables en reposo para garantizar que no se produzca sedimentación ni separación de fases. Por último, el comportamiento de flujo en el estómago es de crucial importancia, para reducir los riesgos de vómitos, problemas de aspiración y flujo a través de la laringe hacia el sistema respiratorio. La digestión en el entorno ácido del estómago implica procesos químicos que provocan cambios estructurales y reológicos en los alimentos.
A continuación, se simula ex-situ la digestión de una formulación comercial de alimentación por sonda en el reómetro rotacional Kinexus. Tras este proceso de digestión, la muestra así preparada se caracteriza mediante barridos de frecuencia. Esto permite investigar la influencia de la digestión en las características reológicas.
Digestión ex situ en el reómetro rotacional Kinexus
El montaje para la simulación de la digestión consiste en
- El reómetro rotacional Kinexus equipado con un agitador de acero inoxidable con 2 palas, con un diámetro de 32 mm (figura 1). La copa se introdujo en el cartucho cilíndrico para garantizar un control preciso de la temperatura.
- Un vaso de acero inoxidable de 34 mm de diámetro.
- Una trampa de disolvente llena de agua para minimizar la evaporación de la muestra.
El entorno ácido del estómago se simuló añadiendo una solución con un valor de pH de 2 (solución ácida) a la formulación del alimento en tubo (solución 3; véase también la tabla 1). La digestión se simuló agitando esta mezcla a 37°C durante tres horas a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1.
Se preparó una segunda solución como se describe en la tabla 1 para garantizar que las posibles diferencias entre las mediciones se debían al ácido presente y no a la preparación.
Tabla 1: Preparación de las soluciones
| No. de solución | Formulación de alimentación del tubo | Condición de agitación | ||
|---|---|---|---|---|
| Duración | Temperatura | Velocidad de cizallamiento | ||
| 1 | Puro | - | - | - |
| 2 | Mezclado con agua destilada en una proporción formulación/agua: 100/3 (p/p) | 3 horas | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Mezclado con la solución ácida en una ración formulación/solución ácida 100/3 (p/p) | 3 horas | 37°C | 1 s-1 |
Influencia de la digestión en las propiedades reológicas
Se realizaron barridos de frecuencia en las tres soluciones preparadas según la tabla 1. Para ello, se utilizó una geometría de placa de 60 mm. También en este caso, la geometría se equipó con una trampa de disolvente llena de agua. Este accesorio puede adaptarse a todos los tipos de geometrías Kinexus. Las mediciones se realizaron a 25°C con una deformación del 1%. Se comprobó que esta deformación se encontraba en la región lineal-viscoelástica de los materiales mediante un barrido de amplitud (no presentado). La figura 2 muestra la curva del módulo de cizalladura elástico medido durante el barrido de frecuencia en las tres soluciones.
Las curvas del módulo de cizallamiento elástico de las mediciones del tubo de alimentación puro (triángulos verdes) y de la solución de referencia (agitada durante 3 h después de añadir un 3% de agua; cuadrados azules) no presentan diferencias visibles. La adición de una solución ácida a la formulación del pienso y la agitación de la mezcla durante 3 h provocan una disminución de G' (cruces negras).
Conclusión y perspectivas
Se utilizó una configuración que imitaba la digestión con el reómetro rotacional Kinexus. La solución preparada con el sistema dedicado se comparó reológicamente con una solución de referencia sobre la base de barridos de frecuencia. La agitación en un entorno ácido durante 3 horas (simulando el estómago) provoca una disminución del módulo de cizallamiento elástico.
Las geometrías estándar y los accesorios del reómetro rotacional Kinexus pueden utilizarse tanto para imitar la digestión como para realizar la posterior caracterización reológica a temperatura controlada y sin evaporación. Incluso los materiales de estructura muy débil pueden ensayarse con precisión gracias a la baja capacidad de torsión del reómetro Kinexus.
Como posible desarrollo ulterior de este enfoque, cabe mencionar en particular la posibilidad de incorporar enzimas digestivas con el fin de describir el entorno en el estómago de forma aún más detallada.