Inledning
Sväljsvårigheter på grund av sjukdom, återhämtning efter en operation som påverkar hals eller matstrupe, för tidig födsel och så vidare - det finns många anledningar till att en patient kanske inte kan äta på egen hand, och en flytande näringsprodukt tillförs direkt i mag-tarmkanalen utan oralt intag.
Sondmatningspreparat tillgodoser patientens näringsbehov och innehåller viktiga näringsämnen som kolhydrater och proteiner. Deras sammansättning är inte bara avgörande för att säkerställa patientens komfort och säkerhet, de måste också uppfylla förväntningarna när det gäller ingrediensernas flytbarhet, stabilitet och biotillgänglighet. Formuleringarna måste lätt kunna rinna genom rören. Dessutom ska de vara stabila i vila för att säkerställa att varken sedimentering eller fasseparation sker. Slutligen är flödesbeteendet i magsäcken av avgörande betydelse för att minska riskerna för kräkningar, aspirationsproblem och flöde genom struphuvudet till andningsvägarna. Matsmältning i magsäckens sura miljö innebär kemiska processer som resulterar i strukturella och reologiska förändringar i livsmedlen.
I det följande simuleras matsmältningen av en kommersiell sondmatningsformulering ex situ i Kinexus rotationsreometer. Efter matsmältningsprocessen karakteriseras det på detta sätt beredda provet med hjälp av frekvenssvep. På så sätt kan matsmältningens inverkan på de reologiska egenskaperna undersökas.
Ex-situ-digestion på Kinexus rotationsreometer
Simuleringsuppställningen för matsmältning består av:
- Kinexus rotationsreometer utrustad med en omrörare i rostfritt stål med 2 blad, med en diameter på 32 mm (figur 1). Bägaren fördes in i cylinderpatronen för att säkerställa korrekt temperaturkontroll.
- En kopp av rostfritt stål med en diameter på 34 mm.
- En lösningsmedelsfälla fylld med vatten för att minimera avdunstningen av provet.
Den sura miljön i magsäcken simulerades genom att tillsätta en lösning med pH-värdet 2 (sur lösning) till foderrörsberedningen (lösning 3; se även tabell 1). Matsmältningen simulerades genom omrörning av denna blandning vid 37°C i tre timmar med en skjuvhastighet på 1 s-1.
En andra lösning bereddes enligt beskrivningen i tabell 1 för att säkerställa att eventuella skillnader mellan mätningarna berodde på syran och inte på beredningen.
Tabell 1: Beredning av lösningarna
| Lösning nr | Formulering för rörmatning | Omrörningsförhållande | ||
|---|---|---|---|---|
| Varaktighet | Temperatur | Skjuvningshastighet | ||
| 1 | Ren | - | - | - |
| 2 | Blandat med destillerat vatten i förhållandet formulering/vatten: 100/3 (w/w) | 3 timmar | 37°C | 1 s-1 |
| 3 | Blandat med den sura lösningen i en ration formulering/ sur lösning: 100/3 (w/w) | 3 timmar | 37°C | 1 s-1 |
Inverkan av matsmältning på de reologiska egenskaperna
Frekvenssvep utfördes på de tre lösningar som framställts enligt tabell 1. För detta användes en 60 mm plattgeometri. Även här var geometrin utrustad med en lösningsmedelsfälla fylld med vatten. Detta tillbehör kan anpassas till alla typer av Kinexus-geometrier. Mätningarna utfördes vid 25°C med en deformation på 1%. Denna deformation befanns ligga i materialens linjärt viskoelastiska område med hjälp av en amplitud-svepning (ej presenterad). Figur 2 visar kurvan för den elastiska skjuvmodulen som uppmättes under frekvenssvepet på de tre lösningarna.
Kurvorna för den elastiska skjuvmodulen från mätningarna med rent rörfoder (gröna trianglar) och från referenslösningen (omrörd i 3 timmar efter tillsats av 3 % vatten; blå kvadrater) uppvisar inga synliga skillnader. Tillsats av en syralösning till foderblandningen och omrörning av blandningen i 3 timmar orsakar en minskning av G´ (svarta kors).
Slutsatser och utsikter
En uppställning som efterliknade matsmältning användes med Kinexus rotationsreometer. Lösningen som bereddes med det dedikerade systemet jämfördes reologiskt med en referenslösning på basis av frekvenssvepningar. Omrörning i en sur miljö under 3 timmar (simulering av magsäcken) resulterar i en minskning av den elastiska skjuvmodulen.
Standardgeometrier och tillbehör till Kinexus rotationsreometer kan användas både för att efterlikna matsmältning och för att utföra efterföljande reologisk karakterisering vid kontrollerad temperatur och utan avdunstning. Även mycket svagt strukturerade material kan testas noggrant tack vare Kinexus-reometerns låga vridmoment.
Som en möjlig vidareutveckling av detta tillvägagångssätt bör särskilt nämnas möjligheten att införliva matsmältningsenzymer för att beskriva miljön i magen ännu mer detaljerat.