Johdanto
Sairaudesta johtuvat nielemisvaikeudet, toipuminen kurkkuun tai ruokatorveen vaikuttavasta leikkauksesta, ennenaikainen syntymä ja niin edelleen - on monia syitä, joiden vuoksi potilas ei välttämättä pysty syömään itse, ja nestemäinen ravintovalmiste annetaan suoraan ruoansulatuskanavaan ilman suun kautta tapahtuvaa nauttimista.
Letkuruokintareseptit täyttävät potilaan ravitsemukselliset tarpeet ja sisältävät välttämättömiä ravintoaineita, kuten hiilihydraatteja ja proteiineja. Niiden koostumus on ratkaisevan tärkeä potilaan mukavuuden ja turvallisuuden takaamiseksi, mutta niiden on myös täytettävä virtaavuuden, vakauden ja ainesosien biologisen hyötyosuuden suhteen asetetut odotukset. Valmisteiden on virrattava helposti putkien läpi. Lisäksi niiden on oltava vakaita levossa, jotta varmistetaan, ettei sedimentoitumista tai faasierottelua tapahdu. Lopuksi virtauskäyttäytyminen mahalaukussa on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan vähentää oksentelun ja aspiraatio-ongelmien riskiä sekä kurkunpään kautta hengityselimiin kulkeutumisen riskiä. Ruoansulatukseen mahalaukun happamassa ympäristössä liittyy kemiallisia prosesseja, jotka johtavat elintarvikkeiden rakenteellisiin ja reologisiin muutoksiin.
Seuraavassa simuloidaan kaupallisen letkuruokintareseptin sulatusta ex situ Kinexus-rotaatioreometrissä. Tämän sulatusprosessin jälkeen näin valmistettua näytettä karakterisoidaan taajuuspyyhkäisyjen avulla. Näin voidaan tutkia ruoansulatuksen vaikutusta reologisiin ominaisuuksiin.
Ex-Situ-mädätys Kinexus-rotaatioreometrillä
Mädätyksen simulointiasetelma koostuu seuraavista osista:
- Kinexus-rotaatioreometri, joka on varustettu ruostumattomasta teräksestä valmistetulla sekoittimella, jossa on 2 terää ja jonka halkaisija on 32 mm (kuva 1). Kuppi tuotiin sylinteripatruunaan tarkan lämpötilan säädön varmistamiseksi.
- Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kuppi, jonka halkaisija on 34 mm.
- Vedellä täytetty liuotinloukku näytteen haihtumisen minimoimiseksi.
Mahalaukun hapanta ympäristöä simuloitiin lisäämällä letkuruokintaan liuos, jonka pH-arvo oli 2 (hapan liuos) (liuos 3; ks. myös taulukko 1). Ruoansulatusta simuloitiin sekoittamalla tätä seosta 37 °C:ssa kolmen tunnin ajan leikkausnopeudella 1 s-1.
Toinen liuos valmistettiin taulukossa 1 kuvatulla tavalla sen varmistamiseksi, että mahdolliset mittausten väliset erot johtuvat läsnä olevasta haposta eivätkä valmistuksesta.
Taulukko 1: Liuosten valmistaminen
| Liuoksen nro. | Putken syöttövalmiste | Sekoitusolosuhteet | ||
|---|---|---|---|---|
| Kesto | Lämpötila | Leikkausnopeus | ||
| 1 | Puhdas | - | - | - |
| 2 | Sekoitetaan tislattuun veteen suhteessa formulaatio/vesi: 100/3 (w/w) | 3 tuntia | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Sekoitetaan happaman liuoksen kanssa suhteessa formulaatio/happoliuos: 100/3 (w/w) | 3 tuntia | 37°C | 1 s-1 |
Mädätyksen vaikutus reologisiin ominaisuuksiin
Taajuuspyyhkäisyt tehtiin kolmelle taulukon 1 mukaisesti valmistetulle liuokselle. Tätä varten käytettiin 60 mm:n levygeometriaa. Tässäkin geometriassa oli vedellä täytetty liuotinloukku. Tämä lisävaruste voidaan sovittaa kaikkiin Kinexus-geometriatyyppeihin. Mittaukset suoritettiin 25 °C:ssa 1 %:n muodonmuutoksella. Tämän muodonmuutoksen todettiin olevan materiaalien lineaarisella viskoelastisella alueella amplitudipyyhkäisyn avulla (ei esitetty). Kuvassa 2 esitetään kimmoisen leikkausmoduulin käyrä, joka mitattiin taajuuspyyhkäisyn aikana kolmella ratkaisulla.
Puhtaasti putken syötöllä tehdyistä mittauksista (vihreät kolmiot) ja referenssiliuoksesta (jota sekoitettiin 3 tuntia 3 %:n veden lisäämisen jälkeen; siniset neliöt) saaduissa kimmoisan leikkausmoduulin käyrissä ei ole näkyviä eroja. Happoliuoksen lisääminen rehureseptuuriin ja seoksen sekoittaminen 3 tunnin ajan aiheuttaa G´:n pienenemisen (mustat ristit).
Johtopäätökset ja näkymät
Kinexus-rotaatioreometrin kanssa käytettiin mädätystä jäljittelevää asetelmaa. Erityisellä järjestelmällä valmistettua liuosta verrattiin reologisesti referenssiliuokseen taajuuspyyhkäisyn perusteella. Sekoittaminen happamassa ympäristössä 3 tunnin ajan (simuloiden mahalaukun toimintaa) johtaa kimmoisen leikkausmoduulin pienenemiseen.
Kinexus-rotaatioreometrin vakiogeometrioita ja lisävarusteita voidaan käyttää sekä ruoansulatuksen jäljittelyyn että myöhempään reologiseen karakterisointiin kontrolloidussa lämpötilassa ja ilman haihtumista. Jopa hyvin heikosti rakenteelliset materiaalit voidaan testata tarkasti Kinexus-reometrin alhaisen vääntömomentin ansiosta.
Tämän lähestymistavan mahdollisena jatkokehityksenä on erityisesti mainittava mahdollisuus sisällyttää ruoansulatusentsyymejä, jotta mahalaukun ympäristöä voitaisiin kuvata entistäkin yksityiskohtaisemmin.