Домой Новости Искусственный желудок помог рассчитать гидродинамику переваривания пищи

Искусственный желудок помог рассчитать гидродинамику переваривания пищи

40
0

04.08.2021, 08:36
Ученые создали искусственную модель нижнего отдела желудка, чтобы лучше понять то, как физические силы влияют на процессы пищеварения, основываясь на законах гидродинамики. Искусственный желудок помог рассчитать гидродинамику переваривания пищи Искусственный желудок помог рассчитать гидродинамику переваривания пищи Damien Dufour Чтобы понять, как пища переваривается в желудке, ученым пришлось построить модель одного из отделов этого органа Желудок состоит из нескольких основных частей — тела,  где находится пища,  антрального отдел, где пища измельчается и пилорического сфинктера — клапана, который соединяется с тонкой кишкой. Медленноволновые сокращения мышц начинаются в теле, причем скорость и амплитуда волн увеличиваются, образуя антральные волны мышечного сокращения по мере их движения к сфинктеру.

Антральное устройство, разработанное исследователями из Франции, США и Швейцарии,  состоит из цилиндра, закрытого с одного конца для имитации закрытого пилорического сфинктера, и полого поршня, который перемещается внутри цилиндра для моделирования распространения волн в органе. Компьютерное моделирование и экспериментальные измерения подтвердили, что прототип устройства способен создавать струйный поток жидкости, который наблюдается в антральном отделе реального органа.

Количественно процент расщепления пищи авторы определяли, анализируя распад комков пищи в полях потоков, создаваемых антральными волнами мышечного сокращения. Исследователи изучили множество модельных жидких систем с различной вязкостью, чтобы учесть физические свойства переваренной пищи. Размер комков пищи и другие параметры в искусственном аналоге отдела желудка были схожи с реальным органом. 

Распад комков происходил вблизи поверхности полого поршня, где поле потока имело более низкие скорости, но сильнее деформировалось, тем самым подвергая комок пищи более высоким сдвиговым напряжениям в течение более длительного периода времени. Для комков вблизи центра поршня распада не произошло, поскольку напряжения и время пребывания в этой области были меньше и короче.

Статья ученых опубликована в журнале Physics of Fluids.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь