Гидродинамику переваривания пищи рассчитали при помощи искусственного желудка

Группа специалистов из США, Франции и Швейцарии разработали модель нижнего отдела желудка для оценки влияния физических сил на процесс переваривания пищи в организме. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physics of Fluids.

Устройство, разработанное авторами научной работы, состоит из цилиндра, закрытого с одного конца, а также полого поршня. Он перемещается внутри конструкции, имитирующей закрытый пилорический сфинктер, и позволяет моделировать волны внутри искусственного органа. Сформированные волны напоминают струйный поток жидкости, наблюдаемый в антральном отделе желудка.

При помощи анализа распада комков пищи в полях потоков, возникающих при мышечных сокращениях, ученые сумели определить процент расщепления пищи. Для учета физических свойств различных продуктов питания, специалисты изучили несколько модельных жидких систем с разной степенью вязкости.

Было установлено, что комки распадались главным образом вблизи поверхности поршня благодаря более низкой скорости поля потока и сильной деформации. Это увеличивало сдвиговое напряжение, воздействующее на комок. При этом вблизи центра поршня распад почти не происходил из-за сниженного напряжения и времени пребывания в этой области.

Фото: levita-med.ru, aip.scitation.org