Bevezetés
Betegség okozta nyelési zavarok, a torkot vagy a nyelőcsövet érintő műtét utáni felépülés, koraszülés és így tovább - rengeteg oka lehet annak, hogy a beteg nem tud önállóan enni, és a folyékony tápanyagot közvetlenül a gyomor-bélrendszerbe juttatják, szájon át történő bevitel nélkül.
A szondatáplálási készítmények megfelelnek a beteg táplálkozási szükségleteinek, és olyan alapvető tápanyagokat tartalmaznak, mint a szénhidrátok és a fehérjék. Összetételük nemcsak a beteg kényelmének és biztonságának biztosítása szempontjából döntő fontosságú, hanem az összetevők folyékonysága, stabilitása és biológiai hozzáférhetősége tekintetében is meg kell felelniük az elvárásoknak. A készítményeknek könnyen kell átfolyniuk a tubusokon. Továbbá nyugalmi állapotban stabilnak kell lenniük, hogy ne következzen be sem szedimentáció, sem fázisszétválás. Végül, a gyomorban való áramlási viselkedés döntő fontosságú, hogy csökkentsék a hányás, az aspirációs problémák és a gégén keresztül a légzőrendszerbe való áramlás kockázatát. A gyomor savas környezetében történő emésztés olyan kémiai folyamatokat foglal magában, amelyek az élelmiszerek szerkezeti és reológiai változását eredményezik.
A következőkben egy kereskedelmi forgalomban kapható szondatáplálási készítmény emésztését szimuláljuk ex-situ a Kinexus rotációs reométerben. Az emésztési folyamatot követően az így elkészített mintát frekvenciamérésekkel jellemezzük. Ez lehetővé teszi az emésztés reológiai jellemzőkre gyakorolt hatásának vizsgálatát.
Ex-Situ emésztés a Kinexus rotációs reométeren
Az emésztési szimulációs elrendezés a következőkből áll:
- A Kinexus rotációs reométer, amely egy rozsdamentes acélból készült, 2 lapátos, 32 mm átmérőjű keverővel van felszerelve (1. ábra). A csészét a pontos hőmérséklet-szabályozás érdekében a hengerbetétbe vezettük be.
- Egy 34 mm átmérőjű rozsdamentes acél csésze.
- Egy vízzel töltött oldószercsapda a minta PárologtatásEgy elem vagy vegyület elpárolgása fázisátalakulás a folyékony fázisból gőzzé. A párolgásnak két típusa létezik: a párolgás és a forrás.elpárolgásának minimalizálása érdekében.
A gyomor savas környezetét úgy szimuláltuk, hogy a tubusos tápoldathoz 2 pH-értékű oldatot (savas oldat) adtunk (3. oldat; lásd még az 1. táblázatot). Az emésztést úgy szimuláltuk, hogy ezt a keveréket 37 °C-on három órán keresztül 1 s-1 nyírási sebességgel kevertettük.
Egy második oldatot készítettünk az 1. táblázatban leírtak szerint, hogy biztosítsuk, hogy a mérések közötti esetleges különbségek a jelen lévő savból, és nem a készítményből adódnak.
Táblázat: Az oldatok elkészítése
| Oldatszám | Csőbe töltött készítmény | Keverési feltétel | ||
|---|---|---|---|---|
| Időtartam | Hőmérséklet | Nyírási sebesség | ||
| 1 | Tiszta | - | - | - |
| 2 | Desztillált vízzel keverve 100/3 (m/m) arányban | 3 óra | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Savas oldattal keverve, készítmény/savas oldat arányban: 100/3 (w/w) | 3 óra | 37°C | 1 s-1 |
Az emésztés hatása a reológiai tulajdonságokra
Az 1. táblázat szerint elkészített három oldattal frekvenciapásztázásokat végeztünk. Ehhez 60 mm-es lemezgeometriát használtunk. A geometriát itt is vízzel töltött oldószercsapdával látták el. Ez a tartozék minden típusú Kinexus-geometriához igazítható. A méréseket 25°C-on végeztük 1%-os deformáció mellett. Ezt a deformációt az amplitúdó-söprés segítségével az anyagok lineáris-vizkoelasztikus tartományában találtuk (nem mutattuk be). A 2. ábra a három megoldáson a frekvenciasöprés során mért nyírási Rugalmassági modulusA komplex modulus (rugalmas komponens), tárolási modulus vagy G', a minták "valós" része a teljes komplex modulus. Ez a rugalmas komponens jelzi a mérendő minta szilárd, vagy fázisban lévő válaszát. rugalmassági modulus görbéjét mutatja.
A tisztán csőbe táplált mérésekből (zöld háromszögek) és a referenciaoldatból (3 órán át kevertetett, 3%-os víz hozzáadása után; kék négyzetek) származó rugalmas nyírási modulus görbék nem mutatnak látható eltéréseket. A savas oldat hozzáadása a takarmánykészítményhez és a keverék 3 órás keverése a G´ csökkenését okozza (fekete keresztek).
Következtetés és kilátások
A Kinexus rotációs reométerrel egy emésztést utánzó berendezést használtak. A dedikált rendszerrel készített oldatot reológiailag összehasonlítottuk egy referenciaoldattal a frekvenciasöprések alapján. A savas környezetben 3 órán át történő keverés (a gyomor működését szimulálva) a rugalmas nyírási modulus csökkenését eredményezi.
A Kinexus rotációs reométer standard geometriái és tartozékai egyaránt használhatók az emésztés imitálására és az ezt követő reológiai jellemzés elvégzésére ellenőrzött hőmérsékleten és párolgás nélkül. Még a nagyon gyenge szerkezetű anyagok is pontosan vizsgálhatók a Kinexus reométer alacsony nyomatékképességének köszönhetően.
E megközelítés lehetséges továbbfejlesztéseként különösen meg kell említeni az emésztőenzimek beépítésének lehetőségét a gyomorban lévő környezet még részletesebb leírása érdekében.