في المختبر هضم المستحلبات في قطرة واحدة عن طريق تبادل متعدد الأطوار الفرعية لسوائل الجهاز الهضمي المحاكاة

Julia Maldonado-Valderrama; Teresa del Castillo Santaella; Juan Antonio Holgado-Terriza; Miguel Ángel Cabrerizo-Vílchez

doi:10.3791/64158

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

في المختبر هضم المستحلبات في قطرة واحدة عن طريق تبادل متعدد الأطوار الفرعية لسوائل الجهاز الهضمي المحاكاة

3.3K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/64158

⸱

نوفمبر 18, 2022

Julia Maldonado-Valderrama¹ , Teresa del Castillo Santaella² , Juan Antonio Holgado-Terriza³ , Miguel Ángel Cabrerizo-Vílchez¹

¹Department of Applied Physics, Faculty of Sciences, Campus de Fuentenueva, University of Granada, ²Department of Physical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Campus de Cartuja, University of Granada, ³Department of Software Engineering, School of Computer and Telecommunication Engineering, Campus de Aynadamar, University of Granada

في هذه المقالة

ملخص

يسمح توازن فيلم سطح الإسقاط المعلق الذي يتم تنفيذه بتبادل متعدد الأطوار ، يطلق عليه اسم الأخطبوط ، بمحاكاة ظروف الجهاز الهضمي من خلال تبادل الطور الفرعي المتسلسل للمحلول السائب الأصلي مع سوائل الجهاز الهضمي المحاكاة. تتم مراقبة محاكاة الهضم في المختبر عن طريق تسجيل التوتر السطحي للطبقة البينية المهضومة في الموقع.

الملخص

يتم استخدام المستحلبات حاليا لتغليف وتوصيل العناصر الغذائية والأدوية لمعالجة أمراض الجهاز الهضمي المختلفة مثل السمنة وإغناء المغذيات والحساسية الغذائية وأمراض الجهاز الهضمي. تعتمد قدرة المستحلب على توفير الوظيفة المطلوبة ، أي الوصول إلى موقع معين داخل الجهاز الهضمي ، أو تثبيط / تأخير تحلل الدهون ، أو تسهيل الهضم ، في النهاية على قابليته للتدهور الأنزيمي في الجهاز الهضمي. في مستحلبات الزيت في الماء ، تكون قطرات الدهون محاطة بطبقات بينية ، حيث تعمل المستحلبات على تثبيت المستحلب وحماية المركب المغلف. يعتمد تحقيق هضم مخصص للمستحلبات على تركيبتها الأولية ولكنه يتطلب أيضا مراقبة تطور تلك الطبقات البينية لأنها تخضع لمراحل مختلفة من الهضم المعدي المعوي. يسمح توازن فيلم سطح الإسقاط المعلق الذي يتم تنفيذه بتبادل متعدد الأطوار الفرعية بمحاكاة الهضم في المختبر للمستحلبات في قطرة مائية واحدة مغمورة في الزيت من خلال تطبيق نموذج هضم ثابت مخصص. يتم محاكاة العبور عبر الجهاز الهضمي من خلال تبادل الطور الفرعي للمحلول السائب الأصلي للقطرات مع الوسائط الاصطناعية ، مما يحاكي الظروف الفسيولوجية لكل حجرة / خطوة من الجهاز الهضمي. يتم تسجيل التطور الديناميكي للتوتر البيني في الموقع في جميع أنحاء الهضم المعدي المعوي المحاكي بأكمله. يتم قياس الخواص الميكانيكية للواجهات المهضومة ، مثل المرونة التوسعية واللزوجة ، بعد كل مرحلة هضم (عن طريق الفم ، المعدة ، الأمعاء الدقيقة). يمكن ضبط تكوين كل وسائط هضمية لمراعاة خصوصيات أمراض الجهاز الهضمي ، بما في ذلك أمراض الجهاز الهضمي ووسائط الجهاز الهضمي للرضع. يتم تحديد الآليات البينية المحددة التي تؤثر على التحلل البروتيني وتحلل الدهون ، مما يوفر أدوات لتعديل الهضم عن طريق الهندسة البينية للمستحلبات. يمكن التلاعب بالنتائج التي تم الحصول عليها لتصميم مصفوفات طعام جديدة بوظائف مخصصة مثل انخفاض الحساسية ، واستهلاك الطاقة المتحكم فيه ، وانخفاض قابلية الهضم.

المقدمة

يعد فهم كيفية هضم الدهون ، والتي تتضمن هضم المستحلب ، أمرا مهما لتصميم المنتجات بعقلانية بوظائف مخصصة¹. الركيزة لهضم الدهون هي مستحلب حيث يتم استحلاب الدهون عند الاستهلاك عن طريق العمل الميكانيكي والاختلاط مع المواد الخافضة للتوتر السطحي في الفم والمعدة. أيضا ، فإن معظم الدهون التي يستهلكها البشر مستحلبة بالفعل (مثل منتجات الألبان) ، وفي حالة الرضع أو بعض كبار السن ، هذا هو الشكل الوحيد للاستهلاك. وبالتالي ، فإن تصميم المنتجات القائمة على المستحلب مع ملامح هضم محددة مهم جدا في التغذية¹. علاوة على ذلك ، يمكن للمستحلبات تغليف وتقديم العناصر الغذائية أو الأدوية أو المواد الحيوية المحبة للدهون² لمعالج....