En un esfuerzo por combatir la obesidad y mejorar la absorción de medicamentos, Los científicos han estudiado extensamente cómo los jugos gástricos en el estómago descomponen los alimentos ingeridos y otras sustancias. Sin embargo, Se sabe menos acerca de cómo los complejos patrones de flujo y las tensiones mecánicas producidas en el estómago contribuyen a la digestión.

Investigadores de Francia, Michigan, y Suiza construyó un prototipo de antro artificial, o bajo el estómago, Presentar una comprensión más profunda de cómo las fuerzas físicas influyen en la digestión de los alimentos basándose en la dinámica de los fluidos. En Física de fluidos , revelan un efecto clasificador basado en la ruptura de gotas de líquido combinado con fenómenos de transporte derivados de simulaciones informáticas complementarias.

Las partes relevantes del estómago son el cuerpo, donde se almacena la comida; el antro, donde se muele la comida; y el píloro, o esfínter pilórico, la válvula de tejido que se conecta al intestino delgado. Las contracciones musculares de onda lenta comienzan en el cuerpo, con la velocidad y amplitud de la onda aumentando para formar las ondas de contracción antral (ACW) a medida que se propagan hacia el píloro.

El dispositivo antro de los investigadores consta de un cilindro, rematado en un extremo para imitar un píloro cerrado, y un pistón hueco que se mueve dentro del cilindro para replicar los ACW. Verificado a través de simulaciones por computadora y mediciones experimentales, el prototipo produce las características de flujo en chorro retropulsivo que existen en el antro.

La desintegración de los alimentos se cuantifica determinando la ruptura de las gotas de líquido en los campos de flujo producidos por los ACW. Los investigadores estudiaron diferentes modelos de sistemas de fluidos con diversas viscosidades para explicar las amplias propiedades físicas de los alimentos digeridos. El tamaño de la gota y otros parámetros se asemejan a las condiciones de un estómago real.

La rotura de la gota ocurrió cerca de la superficie del pistón hueco, donde el campo de flujo exhibía velocidades más lentas pero tasas de deformación más altas, exponiendo así la caída a mayores esfuerzos cortantes durante un período de tiempo más largo. No se produjo ninguna ruptura para las caídas cerca del centro del pistón, porque las tensiones y los tiempos de permanencia son cada vez más cortos.

"Los resultados extraídos de este simple prototipo han profundizado los conocimientos sobre el proceso de desintegración que tiene lugar en el estómago, ", dijo el coautor Damien Dufour." Las gotas cerca de la pared se romperán a medida que se transporten hacia el píloro. Las gotas del centro vuelven hacia el corpus, sin gran reducción de tamaño, para desintegrarse más tarde. Se puede percibir esta acción combinada de los ACW como un efecto clasificador ".

El artículo "Investigación de las características de dispersión del flujo de ondas de contracción antral en un modelo simplificado del estómago distal" está escrito por Damien Dufour, Franz X. Tanner, Kathleen Feigl, y Erich J. Windhab. El artículo aparecerá en Física de fluidos el 3 de agosto 2021.