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據(jù)外媒報道，為了對抗肥胖和促進藥物吸收，科學家們廣泛研究了胃中胃液如何分解攝入食物和其他物質。然而我們對胃中產(chǎn)生的復雜流動模式和機械壓力如何促進消化知之甚少。現(xiàn)在，來自法國、密歇根和瑞士的研究人員建造了一個人工胃竇的原型或稱下胃，從而基于流體動力學來深入了解物理力量事如何影響食物消化的。
在《Physics of Fluids》中發(fā)表的文章中，他們揭示了一種基于液滴破裂和互補計算機模擬導出的傳輸現(xiàn)象的分類效應。
胃的相關部位是儲存食物的器官；胃竇是食物被磨碎的地方；幽門或幽門括約肌是連接小腸的組織瓣膜的地方。慢波肌肉收縮從身體開始，隨著波的速度和振幅的增加形成竇性收縮波(ACW)并傳播到幽門。
據(jù)了解，研究人員的胃竇裝置是由一個圓柱體和一個空心活塞組成，其中，圓柱體的一端蓋上蓋子以模仿幽門封閉的狀態(tài)，空心活塞則在圓柱體內移動以模仿ACW。通過計算機模擬和實驗測量驗證，該模型產(chǎn)生了腔內存在的反推射流特性。
研究人員通過測定ACW產(chǎn)生的流場中的液滴破碎來定量測定食物的分解。他們對不同粘度的不同模型流體系統(tǒng)展開研究，以此來解釋消化食物的廣泛物理特性。液滴的大小和其他參數(shù)類似于真正的胃。
液滴破碎發(fā)生在空心活塞表面附近，那里的流場速度較慢但應變率較高，因此液滴在較長時間內受到較高的剪切應力。活塞中心附近的液滴沒有發(fā)生破裂是因為應力更小、停留時間更短。
論文合著者Damien Dufour說道：“從這個簡單的原型中提取的結果加深了對發(fā)生在胃中的分解過程的了解?？拷诘囊旱螘谳斔偷接拈T時破裂。中心的液滴會返回到本體，體積則沒有大幅縮小，隨后分解。人們可以將ACW的這種聯(lián)合作用視為分類效應?！?/p>
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