소개
질병으로 인한 삼킴 장애, 목이나 식도에 영향을 미치는 수술 후 회복, 조산 등 환자가 스스로 식사를 할 수 없는 이유는 다양하며, 경구 섭취 없이 위장관으로 직접 공급되는 액상 영양 제품이 있습니다.
튜브 영양제는 환자의 영양 요구 사항을 충족하며 탄수화물과 단백질과 같은 필수 영양소를 포함하고 있습니다. 환자의 편안함과 안전을 보장하기 위해서는 성분 구성이 중요할 뿐만 아니라 유동성, 안정성 및 성분의 생체 이용률 측면에서도 기대치를 충족해야 합니다. 제형은 튜브를 통해 쉽게 흘러야 합니다. 또한 침전이나 상 분리가 일어나지 않도록 정지 상태에서도 안정적이어야 합니다. 마지막으로, 구토, 흡인 문제 및 후두를 통해 호흡기로 흘러 들어가는 위험을 줄이기 위해 위에서의 흐름 거동이 매우 중요합니다. 위장의 산성 환경에서의 소화에는 화학적 과정이 수반되어 음식의 구조적 및 유변학적 변화가 일어납니다.
다음에서는 상업용 튜브 공급 제형의 소화가 Kinexus 회전 레오미터에서 현장에서 시뮬레이션됩니다. 이 소화 과정을 거쳐 이렇게 준비된 샘플은 주파수 스윕을 통해 특성화됩니다. 이를 통해 유변학적 특성에 대한 소화의 영향을 조사할 수 있습니다.
키넥서스 회전 레오미터에서의 현장 분해
소화 시뮬레이션 설정은 다음과 같이 구성됩니다:
- 직경 32mm의 블레이드가 2개 달린 스테인리스강 교반기가 장착된 키넥서스 회전 레오미터(그림 1). 정확한 온도 제어를 위해 실린더 카트리지에 컵을 삽입했습니다.
- 직경 34mm의 스테인리스 스틸 컵.
- 시료 증발을 최소화하기 위해 물이 채워진 용매 트랩.
위장의 산성 환경은 튜브 공급 제형(용액 3, 표 1 참조)에 pH 값이 2인 용액(산성 용액)을 추가하여 시뮬레이션했습니다. 이 혼합물을 37°C에서 1초-1의 전단 속도로 3시간 동안 교반하여 소화를 시뮬레이션했습니다.
표 1에 설명된 대로 두 번째 용액을 준비하여 측정값 간의 차이가 조제가 아닌 산의 존재로 인한 것임을 확인했습니다.
표 1: 솔루션 준비
| 용액 번호 | 튜브 공급 제형 | 교반 조건 | ||
|---|---|---|---|---|
| 기간 | 온도 | 전단 속도 | ||
| 1 | 순수 | - | - | - |
| 2 | 증류수와 혼합 비율 제형/물: 100/3(w/w) | 3시간 | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | 배합 배합/산성 용액에서 산성 용액과 혼합: 100/3(w/w) | 3시간 | 37°C | 1 s-1 |
소화가 유변학적 특성에 미치는 영향
표 1에 따라 준비된 세 가지 용액에 대해 주파수 스윕을 수행했습니다. 이를 위해 60mm 플레이트 지오메트리가 사용되었습니다. 여기에서도 지오메트리에는 물이 채워진 용매 트랩이 장착되었습니다. 이 액세서리는 모든 유형의 키넥서스 지오메트리에 적용할 수 있습니다. 측정은 25°C에서 1%의 변형으로 수행되었습니다. 이 변형은 진폭 스윕을 통해 재료의 선형-점탄성 영역에 있는 것으로 확인되었습니다(제시되지 않음). 그림 2는 세 가지 솔루션에서 주파수 스윕 중에 측정된 탄성 전단 계수의 곡선을 보여줍니다.
순수한 튜브 공급 측정(녹색 삼각형)과 기준 용액(3% 물 추가 후 3시간 교반, 파란색 사각형)의 탄성 전단 계수 곡선에는 눈에 띄는 차이가 나타나지 않습니다. 사료 배합에 산성 용액을 추가하고 3시간 동안 혼합물을 교반하면 G´가 감소합니다(검은색 십자).
결론 및 전망
소화를 모방한 설정이 키넥서스 회전 레오미터와 함께 사용되었습니다. 전용 시스템으로 제조된 용액을 주파수 스윕을 기준으로 기준 용액과 유변학적으로 비교했습니다. 산성 환경에서 3시간 동안 교반(위를 시뮬레이션)하면 탄성 전단 계수가 감소합니다.
키넥서스 회전 레오미터의 표준 지오메트리와 액세서리를 사용하여 소화를 모방하고 증발 없이 제어된 온도에서 후속 유변학적 특성 분석을 수행할 수 있습니다. 키넥서스 레오미터의 낮은 토크 성능 덕분에 매우 약한 구조의 재료도 정확하게 테스트할 수 있습니다.
이 접근법의 향후 발전 가능성으로 위장의 환경을 더욱 자세히 설명하기 위해 소화 효소를 통합할 수 있는 가능성을 특히 언급해야 합니다.