为了对抗肥胖和增强药物吸收，科学家们广泛研究了胃中的胃液如何分解摄入的食物和其他物质。然而，关于胃中产生的复杂流动模式和机械应力如何促进消化，人们知之甚少。

来自法国、密歇根州和瑞士的研究人员构建了一个人造胃窦或下胃的原型，以根据流体动力学更深入地了解物理力如何影响食物消化。在 AIP Publishing 出版的《流体物理学》中，他们揭示了一种基于液滴破碎以及从补充计算机模拟得出的传输现象的分类效果。

胃的相关部分是储存食物的主体；胃窦，食物磨碎的地方；和幽门，或幽门括约肌，连接小肠的组织瓣膜。慢波肌肉收缩从体部开始，随着波速和波幅增加，在向幽门传播时形成窦收缩波 (ACW)。

研究人员的胃窦装置由一个圆柱体和一个在圆柱体内移动以复制 ACW 的中空活塞组成，该圆柱体的一端有盖以模仿封闭的幽门。通过计算机模拟和实验测量验证，原型产生了存在于胃窦中的逆向射流特征。

通过确定 ACW 产生的流场中液滴的破裂来量化食物分解。研究人员研究了具有不同粘度的不同模型流体系统，以解释消化食物的广泛物理特性。液滴大小和其他参数类似于真实胃中的条件。

液滴破裂发生在中空活塞表面附近，其中流场表现出较慢的速度但应变率较高，因此在较长的时间内使液滴暴露于更高的剪切应力。靠近活塞中心的液滴没有发生破裂，因为应力和停留时间越来越小。

“从这个简单的原型中提取的结果加深??了对胃中发生的分解过程的了解，”合著者达米安·杜福尔说。“靠近壁的水滴在被运送到幽门时会破裂。中心的水滴返回到语料库，没有显着减小尺寸，稍后会分解。人们可能会将 ACW 的这种联合作用视为一种分类效应。”