Влияние проницаемости и свойств стенки на перистальтический транспорт химуса в толстой кишке

Проницаемость стенки толстой кишки влияет на функциональные свойства кишечного барьера. Изза отсутствия стандартизации и методик измерения и оценки кишечной проницаемости результаты не всегда обладают достаточной надежностью. Математическое моделирование может помочь преодолеть эти проблемы в диагностике кишечной проницаемости.В качестве первого шага было необходимо разработать теоретическую модель перистальтического транспорта химуса в толстой кишке с проницаемой стенкой. Была разработана нестационарная двумерная модель течения химуса с учетом податливости и проницаемости стенки кишечника (рассматриваемого как неньютоновская жидкость). Для моделирования всасывания жидкости стенкой кишечника использовался закон Дарси. Реология химуса описывалась моделью Сиско. Скорость течения химуса представлена как функция амплитуды и скорости перистальтической волны. При уменьшении просвета кишки в жидкой среде формируется область, где скорость достигает максимального значения, uf = 0,2 см/с. Распределение скоростей всасывания в стенках толстой кишки было определено в зависимости от параметров перистальтической волны. Максимальная скорость всасывания частиц составила 0,08 см/с (при этом частицы в жидкой среде двигались с максимальной скоростью 0,2 см/с). Увеличение скорости распространения волны в два раза приводит к изменению давления по закону Дарси в 2,5 раза. Применение связанной модели взаимодействия жидкости и твердого тела с учетом проницаемости в толстой кишке позволяет рассматривать в совокупности три физических явления: течение химуса (жидкости), взаимодействие между жидкостью и стенкой, а также процесс всасывания жидкости, обусловленный проницаемостью. Выявлено, что влияние амплитуды волны окажется более значительным, чем скорость ее распространения.