Introducere
Tulburările de deglutiție cauzate de o boală, recuperarea după o operație care afectează gâtul sau esofagul, nașterea prematură etc. - există o mulțime de motive pentru care un pacient nu poate mânca singur, iar un produs nutrițional lichid este furnizat direct în tractul gastrointestinal, fără aport oral.
Formulele de alimentație prin sondaj satisfac nevoile nutriționale ale pacientului și conțin nutrienți esențiali, precum carbohidrați și proteine. Nu numai că compoziția lor este esențială pentru a asigura confortul și siguranța pacientului, ci trebuie să îndeplinească și așteptările în ceea ce privește fluiditatea, stabilitatea și biodisponibilitatea ingredientelor. Formulările trebuie să curgă ușor prin tuburi. În plus, acestea trebuie să fie stabile în repaus pentru a se asigura că nu are loc nici sedimentarea, nici separarea fazelor. În cele din urmă, comportamentul de curgere în stomac este de o importanță crucială, pentru a reduce riscurile de vomă, problemele de aspirație și curgerea prin laringe către sistemul respirator. Digestia în mediul acid al stomacului implică procese chimice care duc la modificări structurale și reologice ale alimentelor.
În cele ce urmează, digestia unei formule comerciale de hrană prin sondaj este simulată ex-situ în reometrul rotativ Kinexus. În urma acestui proces de digestie, proba preparată în acest fel este caracterizată prin scanări de frecvență. Acest lucru permite investigarea influenței digestiei asupra caracteristicilor reologice.
Digestie ex situ pe reometrul rotațional Kinexus
Instalația de simulare a digestiei constă din:
- Reometrul rotațional Kinexus echipat cu un agitator din oțel inoxidabil cu 2 lame, cu un diametru de 32 mm (figura 1). Cupa a fost introdusă în cartușul cilindrului pentru a asigura un control precis al temperaturii.
- O cupă din oțel inoxidabil cu un diametru de 34 mm.
- O capcană de solvent umplută cu apă pentru a minimiza evaporarea probei.
Mediul acid al stomacului a fost simulat prin adăugarea unei soluții cu o valoare a pH-ului de 2 (soluție acidă) la formula de hrană în tub (soluția 3; a se vedea și tabelul 1). Digestia a fost simulată prin agitarea acestui amestec la 37 °C timp de trei ore la o rată de forfecare de 1 s-1.
O a doua soluție a fost preparată conform descrierii din tabelul 1 pentru a se asigura că eventualele diferențe dintre măsurători provin din acidul prezent și nu din preparare.
Tabelul 1: Prepararea soluțiilor
| Soluție Nr. | Formula de alimentare a tubului | Condiții de agitare | ||
|---|---|---|---|---|
| Durată | Temperatura | Viteza de forfecare | ||
| 1 | Pur | - | - | - |
| 2 | Amestecat cu apă distilată într-un raport formulă/apă: 100/3 (p/p) | 3 ore | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Amestecat cu soluția acidă într-un raport formulare/soluție acidă: 100/3 (p/p) | 3 ore | 37°C | 1 s-1 |
Influența digestiei asupra proprietăților reologice
Scanările de frecvență au fost efectuate pe cele trei soluții preparate în conformitate cu tabelul 1. Pentru aceasta, a fost utilizată o geometrie de placă de 60 mm. Și în acest caz, geometria a fost echipată cu o capcană de solvent umplută cu apă. Acest accesoriu poate fi adaptat la toate tipurile de geometrii Kinexus. Măsurătorile au fost efectuate la 25°C la o deformare de 1%. S-a constatat că această deformare se află în regiunea liniară-viscoelastică a materialelor prin intermediul unei scanări de amplitudine (nu este prezentată). Figura 2 prezintă curba modulului elastic de forfecare măsurat în timpul baleierii de frecvență pe cele trei soluții.
Curbele modulului de forfecare elastică din măsurătorile efectuate pe tubul pur de alimentare (triunghiuri verzi) și din soluția de referință (agitată timp de 3 h după adăugarea a 3% apă; pătrate albastre) nu prezintă diferențe vizibile. Adăugarea unei soluții acide la formula furajului și agitarea amestecului timp de 3 h determină o scădere a G´ (cruci negre).
Concluzii și perspective
Cu reometrul rotațional Kinexus a fost utilizată o configurație care imită digestia. Soluția preparată cu sistemul dedicat a fost comparată reologic cu o soluție de referință pe baza baleierilor de frecvență. Agitarea într-un mediu acid timp de 3 ore (simulând stomacul) duce la o scădere a modulului de forfecare elastic.
Geometriile și accesoriile standard ale reometrului rotațional Kinexus pot fi utilizate atât pentru simularea digestiei, cât și pentru efectuarea caracterizării reologice ulterioare la temperatură controlată și fără evaporare. Chiar și materialele foarte slab structurate pot fi testate cu acuratețe datorită capacității de cuplu redus a reometrului Kinexus.
Ca posibilă dezvoltare ulterioară a acestei abordări, ar trebui menționată în special posibilitatea de a încorpora enzime digestive pentru a descrie mediul din stomac într-un mod și mai detaliat.